外科手術(shù)器械的制作方法
【專利說明】外科手術(shù)器械
[0001]本申請是國際申請日為2011年8月22日、進(jìn)入中國國家階段的日期為2013年2月6日、申請?zhí)枮?01180038902.9、發(fā)明名稱為《外科手術(shù)器械》的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及外科手術(shù)器械的彎曲裝置、多功能結(jié)構(gòu)及執(zhí)行器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0003]醫(yī)學(xué)上的手術(shù)指使用醫(yī)療器械對皮膚、粘膜或其它組織進(jìn)行切開、切割或進(jìn)行操作而治愈病灶。特別是，切開手術(shù)部位皮膚而對其內(nèi)部器官等進(jìn)行治療、整形或切除的剖腹手術(shù)等，由于出現(xiàn)出血、副作用、患者痛苦、疤痕等問題，最近作為替代方案，使用機(jī)器人(robot)的腹腔鏡手術(shù)備受歡迎。
[0004]這種手術(shù)機(jī)器人包括主(master)機(jī)器人和從(slave)機(jī)器人，該主機(jī)器人通過醫(yī)生操作生成所需信號(hào)并進(jìn)行傳送，該從機(jī)器人從主機(jī)器人接收信號(hào)之后直接對患者進(jìn)行手術(shù)所需操作，主機(jī)器人和從機(jī)器人可以整體構(gòu)成，或者分別以單獨(dú)的裝置構(gòu)成，且配置在手術(shù)室的狀態(tài)下進(jìn)行手術(shù)。
[0005]手術(shù)機(jī)器人具備器械(instrument)，該器械以安裝在從機(jī)器人的機(jī)器臂上的狀態(tài)下插入到人體皮膚粘膜或皮膚內(nèi)而進(jìn)行切開組織等手術(shù)作業(yè)。
[0006]這種器械目前已開發(fā)使用著為了實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器(end effector)、即末端操作部的自由操作而在其中間部具備彎曲裝置的器械。
[0007]首先，參考現(xiàn)有技術(shù)察看器械的彎曲裝置。圖1至圖7是美國專利7320700所公開的附圖。在此，直接附加了美國專利公報(bào)所公開的附圖，而附圖標(biāo)記等未變更，并以主要部分為中心進(jìn)行說明。
[0008]圖1是表示具備彎曲裝置的器械(instrument)的示意圖，一般地，這種器械安裝在從機(jī)器人的機(jī)器臂上進(jìn)行操作，或者連接在手動(dòng)(hand-held)手術(shù)器械的操作部上進(jìn)行手術(shù)作業(yè)。
[0009]在圖1中，附圖標(biāo)記10表示作為彎曲裝置的主要構(gòu)成部的肘節(jié)(wrist)，附圖標(biāo)記12表示末端操作部，附圖標(biāo)記14表示與操作部連接的主體軸。
[0010]圖2是示出以所述肘節(jié)10為中心的彎曲裝置部分的詳細(xì)圖，肘節(jié)部10構(gòu)成為，在具有螺旋彈簧結(jié)構(gòu)的繞線(wrap) 34內(nèi)側(cè)設(shè)置有與海波管26連接的纜線24，而外部具備收縮管36的結(jié)構(gòu)，海波管26被推拉時(shí)繞線34和收縮管36起到使纜線24保持各自固定距離的作用。
[0011]然而，如圖2所示的彎曲裝置，利用繞線34和收縮管36來保持基于海波管26和纜線24的彎曲狀態(tài)，因此，存在整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的同時(shí)由于收縮管36的伸縮性導(dǎo)致無法提供足夠的彎曲狀態(tài)支承力的問題。所述彎曲裝置通過繞線34和收縮管36來保持彎曲狀態(tài)，然而末端操作部被施加力的情況下，僅通過繞線34和收縮管36難以確保用于保持彎曲狀態(tài)的更強(qiáng)大的支承力。因此，發(fā)生器械的可靠性下降的問題。
[0012]另一方面，通過圖3至圖5被公開的上述美國專利的另一技術(shù)是在螺旋彈簧222之間插入有兩個(gè)圓盤224的結(jié)構(gòu)，此時(shí)如圖4和圖5所示，在圓盤224內(nèi)部的兩側(cè)突出形成有舌片226，以便插入到螺旋彈簧222之間。此時(shí)，兩個(gè)圓盤的舌片以90°角度從不同位置插入到螺旋彈簧222之間。
[0013]此外，圖6和圖7是表示環(huán)繞所述螺旋彈簧周圍而設(shè)置的外裝組件。
[0014]而且，如上所述的美國專利的另一技術(shù)也是整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是，構(gòu)成為僅在螺旋彈簧222之間插入兩個(gè)圓盤224，因此不同圓盤的舌片226不容易在準(zhǔn)確位置上發(fā)揮作用，由此難以確保強(qiáng)大而均勻支承力。
[0015]最終，如在上面說明的美國專利以及現(xiàn)有技術(shù)中的彈簧或與其類似結(jié)構(gòu)物設(shè)置在外裝組件內(nèi)，用于調(diào)節(jié)末端操作部的彎曲狀態(tài)后將其恢復(fù)到原狀態(tài)，然而簡化所有組件而實(shí)現(xiàn)更有效的機(jī)械構(gòu)成存在局限性。特別是，難以穩(wěn)固保持肘節(jié)的彎曲狀態(tài)，因此存在手術(shù)器械的可靠性下降的問題。
[0016]此外，圖25是美國專利公開號(hào)5797900所公開的附圖，表示安裝在從機(jī)器人的機(jī)器臂上而插入到人體皮膚粘膜或皮膚內(nèi)進(jìn)行切開組織等的器械(instrument) 10。
[0017]圖25所示的器械10，在管構(gòu)件12的一側(cè)端部上具備用于進(jìn)行手術(shù)的一對手術(shù)構(gòu)件14，雖然未圖示，在與手術(shù)構(gòu)件14相反側(cè)的管構(gòu)件12上具備與機(jī)器臂的適配器結(jié)合的器械外殼(未圖不)。
[0018]在手術(shù)構(gòu)件14和器械10外殼之間連接有通過管構(gòu)件12的內(nèi)部連接的操作纜線Cl、C2。操作纜線Cl、C2由兩個(gè)纜線形成一對，并分別連接于手術(shù)構(gòu)件14a、14b上，以使各手術(shù)構(gòu)件14a、14b能夠進(jìn)行動(dòng)作。S卩，一對操作纜線Cl能夠使第一手術(shù)構(gòu)件14a移動(dòng)，而另一對操作纜線C2能夠使第二手術(shù)構(gòu)件14b移動(dòng)。
[0019]為此，第一和第二手術(shù)構(gòu)件14a、14b分別隨著連接有兩對操作纜線Cl、C2的旋轉(zhuǎn)體部15a、15b的旋轉(zhuǎn)，以連接軸16為中心可旋轉(zhuǎn)地連接在肘節(jié)(wrist)體17的前側(cè)部分。
[0020]肘節(jié)體17可旋轉(zhuǎn)地連接于上述管構(gòu)件12上，在用于連接該肘節(jié)體17和管構(gòu)件12的軸上具有惰輪19，該惰輪19用于引導(dǎo)并支承兩對操作纜線Cl、C2的移動(dòng)。
[0021]如此構(gòu)成的器械10，以連接在從(slave)機(jī)器人的機(jī)器臂上的狀態(tài)下，通過醫(yī)生操作主(master)機(jī)器人來啟動(dòng)器械10的驅(qū)動(dòng)部，并通過驅(qū)動(dòng)部推拉所述兩對操作纜線Cl、C2，因此一對手術(shù)構(gòu)件14a、14b可以通過彼此貼緊或分開來進(jìn)行切開身體組織等的手術(shù)。
[0022]然而，包括如上所述美國專利所公開的器械10的現(xiàn)有器械，由兩個(gè)手術(shù)構(gòu)件成對而進(jìn)行手術(shù)，因此存在只能作為切開用、夾鉗用等一種手術(shù)工具利用的局限性。
[0023]—般，做一次手術(shù)時(shí)需要分別具有不同功能的醫(yī)療工具，手術(shù)機(jī)器人也需要使用分別具有不同功能的各種器械10。然而，若使用分別具有獨(dú)立功能的各種器械進(jìn)行手術(shù)，則需要將各種器械同時(shí)插入到人體內(nèi)的狀態(tài)下分別操作符合功能的器械，或者根據(jù)需要更換具有所需功能的器械之后再插入到人體內(nèi)進(jìn)行手術(shù)，因此存在所需手術(shù)時(shí)間較長且手術(shù)過程也復(fù)雜的問題。
[0024]另一方面，對手動(dòng)(hand-held)手術(shù)器械而言，末端操作是通過醫(yī)生的手等來手動(dòng)進(jìn)行而并非機(jī)器人來進(jìn)行，只有這點(diǎn)上存在差異，上述器械本身的結(jié)構(gòu)和操作原理幾乎與前面描述的類似，因此存在類似問題。
[0025]此外，現(xiàn)有的用于腹腔鏡手術(shù)的手術(shù)用器械，在其長度方向延伸的軸的末端上結(jié)合有刀具(cutter)、夾持器(gripper)、電手術(shù)用探針(probe)、縫合器(stapler)等執(zhí)行器(effector)。使用安裝有夾持器的器械時(shí)，以往很難在患者體內(nèi)夾持(gripping)組織或臟器的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)器械，因此需要放開所夾持的組織或臟器而移動(dòng)器械之后再次夾持該組織或臟器。如圖48所示，用現(xiàn)有的器械3夾持組織或臟器的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)器械3時(shí)，可能發(fā)生素所夾持的組織或臟器(參照圖48的“T”)撕裂或損傷的事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]技術(shù)問題
[0027]本發(fā)明是為了解決上述問題而提出，目的在于，提供一種能夠以簡單結(jié)構(gòu)順利傳遞末端操作部的彎曲操作力的同時(shí)，在彎曲狀態(tài)下能夠確保更強(qiáng)大的支承力從而提高器械可靠性的手術(shù)器械用彎曲裝置。
[0028]另外，本發(fā)明目的在于，提供一種不必更換手術(shù)工具而利用一對手術(shù)構(gòu)件就能夠進(jìn)行各種手術(shù)作業(yè)，從而可提高手術(shù)作業(yè)的方便性和效率的具有多功能的外科手術(shù)用裝置的器械。
[0029]此外，目的在于，提供一種在夾持狀態(tài)下也能夠自由旋轉(zhuǎn)器械且根據(jù)需要在可旋轉(zhuǎn)夾持和固定夾持之間進(jìn)行選擇的手術(shù)用器械的執(zhí)行器結(jié)構(gòu)。
[0030]解決問題的方法
[0031]用于解決所述問題的本發(fā)明涉及的手術(shù)器械用彎曲裝置，包括用于使末端操作部進(jìn)行自如彎曲動(dòng)作的肘節(jié)部，所述肘節(jié)部包括:線材部，形成螺旋結(jié)構(gòu)，兩端分別連接在連接體上；多個(gè)突起部，在構(gòu)成所述線材部的線材之間向螺旋節(jié)距方向突出，當(dāng)通過操作纜線的推拉動(dòng)作而使所述線材部彎曲時(shí)，誘導(dǎo)所述線材部變形或保持變形狀態(tài)。
[0032]所述肘節(jié)部可以設(shè)置在主體軸與所述末端操作部之間，或者所述主體軸的一個(gè)以上的中間部分上。
[0033]在主體軸與末端操作部之間具備通過操作纜線彎曲的肘節(jié)部，其特征在于，所述肘節(jié)部包括:線材部，形成螺旋結(jié)構(gòu)，其兩端部分別連接在所述主體軸和末端操作部上；多個(gè)突起部，在構(gòu)成所述線材部的線材之間沿著螺旋節(jié)距方向突出，當(dāng)通過所述操作纜線的推拉動(dòng)作使線材部彎曲時(shí)，誘導(dǎo)線材部變形或保持變形狀態(tài)。
[0034]優(yōu)選在所述線材部上沿著肘節(jié)部的長度方向連續(xù)形成有多個(gè)纜線孔，以供所述操作纜線通過。
[0035]優(yōu)選所述線材部包括:螺旋部，具有螺旋結(jié)構(gòu)；兩側(cè)固定部，形成為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，并且連接在所述螺旋部的兩端部上，且分別固定于所述主體軸和末端操作部。
[0036]所述線材部可以構(gòu)成為，使所述螺旋部具有壓縮或拉伸模量。
[0037]優(yōu)選所述突起部使構(gòu)成所述線材部的線材之間能夠沿著線材部的旋轉(zhuǎn)方向相互約束。
[0038]優(yōu)選所述突起部，在一側(cè)末端部被固定于一側(cè)線材上的狀態(tài)下向節(jié)距方向突出，而該突出的另一側(cè)末端部與相鄰的另一線材分離的狀態(tài)下被支承。
[0039]此時(shí)，優(yōu)選所述突起部和與該突起部接觸的線材部分以相對應(yīng)的形狀形成，從而能夠彼此緊密接觸。
[0040]為此，優(yōu)選所述突起部的末端部形成為半球型結(jié)構(gòu)，而與該突起部接觸的線材部分形成凹入的半球型結(jié)構(gòu)。
[0041]優(yōu)選所述突起部在所述線材部的圓周方向上沿著螺旋分別隔著規(guī)定角度形成。
[0042]S卩，可以在所述線材部的圓周方向上沿著螺旋在180°?360°的角度范圍內(nèi)每隔規(guī)定角度形成所述突起部。
[0043]更優(yōu)選，可以在所述線材部的圓周方向上沿著螺旋每隔240°角度形成所述突起部。
[0044]另一方面，在與所述突起部相對應(yīng)的另一側(cè)線材上也可以形成有支承部，該支承部向突起部方向突出以能夠支承所述突起部。
[0045]此外，所述突起部也可以構(gòu)成為使兩端部均固定在兩側(cè)線材上，與此相反，所述突起部也可以構(gòu)成為均與兩側(cè)線材分離。均分離時(shí)，優(yōu)選在兩側(cè)線材上形成有凹槽結(jié)構(gòu)的插入部，以使關(guān)起部的兩端部能夠插入。
[0046]此外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式涉及的具有多功能的外科手術(shù)裝置的器械，其特征在于，包括:主體；一對手術(shù)構(gòu)件，設(shè)在所述主體的末端，與人體接觸而進(jìn)行手術(shù)作業(yè)；結(jié)合部，連接在所述主體和一對手術(shù)構(gòu)件之間，以使所述一對手術(shù)構(gòu)件具有多個(gè)協(xié)同方向，從而能夠?qū)嵤┒喾N不同手術(shù)作業(yè)；驅(qū)動(dòng)力傳遞構(gòu)件，連接在所述一對手術(shù)構(gòu)件和結(jié)合部中的至少一側(cè)上，使得所述一對手術(shù)構(gòu)件能夠?qū)嵤┦中g(shù)作業(yè)。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述結(jié)合部包括:一對旋轉(zhuǎn)體，連接成能夠以被所述主體支承的第一軸為中心進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)；一對第二軸，用于連接所述各旋轉(zhuǎn)體和所述各手術(shù)構(gòu)件以能夠進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)。
[0048]此時(shí)，優(yōu)選所述第一軸和一對第二軸以相互正交的方向配置。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述一對手術(shù)構(gòu)件由不移動(dòng)的固定手術(shù)構(gòu)件以及以該固定手術(shù)構(gòu)件為中心向多個(gè)方向移動(dòng)的可動(dòng)手術(shù)構(gòu)件構(gòu)成，所述結(jié)合部包括:固定連接部，用于連接所述固定手術(shù)構(gòu)件和主體；可動(dòng)連接部，用于連接所述可動(dòng)手術(shù)構(gòu)件和所述固定手術(shù)構(gòu)件或主體。
[0050]此時(shí)，優(yōu)選所述可動(dòng)連接部包括:旋轉(zhuǎn)體，以被固定手術(shù)構(gòu)件或主體支承的第一軸為中心旋轉(zhuǎn)；第二軸，可相對旋轉(zhuǎn)地連接所述旋轉(zhuǎn)體和可動(dòng)手術(shù)構(gòu)件。
[0051 ] 與此不同，所述可動(dòng)連接部也可以由球形接頭或自由彎曲接頭構(gòu)成。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，所述結(jié)合部可以由被連接在所述主體和各手術(shù)構(gòu)件之間的多個(gè)球形接頭構(gòu)成，或者由被連接在所述主體和各手術(shù)構(gòu)件之間的多個(gè)自由彎曲接頭構(gòu)成。
[0053]另一方面，所述驅(qū)動(dòng)力傳遞構(gòu)件可以由操作纜線構(gòu)成，該操作纜線被連接在所述結(jié)合部或一對手術(shù)構(gòu)件中的至少一側(cè)上。
[0054]與此不同，所述驅(qū)動(dòng)力傳遞構(gòu)件也可以由桿或鋼絲構(gòu)成，該桿或鋼絲被連接在所述結(jié)合部或一對手術(shù)構(gòu)件中的至少一側(cè)上。
[0055]此外，所述驅(qū)動(dòng)力傳遞構(gòu)件可以由多個(gè)桿構(gòu)成，但至少一個(gè)桿形成為管狀結(jié)構(gòu)，從而能夠在其它桿插入的狀態(tài)下傳遞驅(qū)動(dòng)力。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述一對手術(shù)構(gòu)件可以構(gòu)成為，在