[发明专利]在腱体致动外科器械中的腱体润滑

说明书

相关申请的交叉参考

本专利申请文件涉及代理人档案号No.ISRG01850US，名称为“Surgical Instruments with Sheathed Tendons”的共同提交的美国专利申请，其全部内容包括在此以供参考。

背景技术

通常在微创外科手术(minimally invasive surgical procedure)中使用自动控制(Robotically controlled)器械(instrument)。一种用于该外科器械的通常体系包括末端执行器(end effector)或工具，例如安装在延伸体(extension)远端的钳状骨针、解剖刀、剪子、线环(wire loop)或烧灼工具，延伸体有时在此称为器械的主管。自动控制器械的远端尖端通常包括腕部机构(wrist mechanism)，该腕部机构在主管和末端执行器之间以便允许对末端执行器的工作表面的操作、定位或取向。在外科手术期间，末端执行器、腕部机构和主管的远端能够按照需要能够被插入通过患者身上的小切口或自然腔道/孔口(natural orifice)并被引导以便将末端执行器定位在患者体内的工作点。能够为缆索(cable)或类似结构的腱体延伸通过器械的主管，并且连接末端执行器以及传动及致动机构(a transmission and actuation mechanism)，该机构在此有时称为后端机构(backend mechanism)。为了外科器械的自动操作，在器械近端的后端机构由马达驱动，从而拉动腱体，并且因此移动或以其他方式操作腕部机构和末端执行器，并且可使用计算系统来向外科医生提供用户界面，从而精确地控制器械。

已发展了自动控制外科器械，其具有柔性的主管，该主管能够按需要弯曲，从而沿着自然内腔(natural lumen)例如患者的消化道的一部分前进，或者用于被插入通过弯曲的引导管(guide tube)，相比笔直途径，该引导管提供了导向手术部位的改善的途径。无论是直接插入还是通过引导件插入，这些柔性医学器械的主管通常都将在几个位置具有几个弯曲，其可在一个程序期间改变，或者可一个程序不同于另一个程序。在这些弯曲处，贯通器械的腱体可与器械的主管的内壁摩擦并相互摩擦，而这些弯曲产生的摩擦(有时称为绞盘摩擦(capstan friction))能够很大程度上增加移动腱体从而操作腕部以及在主管远端的末端执行器所需的力。此外，这些摩擦力倾向于在零速度时比在低的非零速度时更大，导致响应腱体负载的变化产生所谓的粘性滑动(stick-slip motion)(有时称为粘滞作用(stiction))。这种粘性滑动使器械远端接头的微幅运动(small motion)的平稳自动控制难以被实现。由于机械结构必须被设计成足够结实从而抵挡大摩擦力，所以该大摩擦力也使小直径柔性外科器械的构造更困难。因此，期望用于降低涉及柔性外科器械中所遇到的绞盘摩擦的结构和方法。

发明内容

依照本发明的一方面，柔性外科器械使用围绕腱体的鞘体，腱体致动器械中的致动末端执行器或其他机构。鞘体增加了围绕腱体的轴向刚度，从而在器械致动期间，抵抗腱体的反作用力并且减小或消除腱体的横向运动。另外，能够在鞘体中提供润滑剂，从而减小抵抗鞘体运动的摩擦。鞘体能够为多孔的，从而允许润滑剂在鞘体的内部和外部之间流动。可替换地，鞘体能够为非多孔的，并且鞘体能够例如通过波纹管式密封件(bellows-type seal)而被密封，从而将润滑剂保持在鞘体内。在任一情形中，主管的远端和鞘体通常都被密封，从而防止润滑剂渗漏进患者体内。为了进一步减小风险，能够使用外科上认可或生物相容的润滑剂，例如由水与按重量计1-30％脂肪酸或水与按重量计1-10％精炼矿物油组成的润滑剂。

本发明的一个具体实施例是一种外科系统，其包含鞘体、腱体及液体润滑剂，其中腱体延伸通过鞘体，而液体润滑剂在腱体和鞘体之间。鞘体和腱体能够是金属结构、合成结构或复合结构。液体润滑剂能够是：水溶液，其包含一种或更多种矿物油、脂肪酸和表面活性剂；聚乙二醇，其任选地包含添加剂，例如脂肪酸或表面活性剂；或者包含或不包含表面活性剂的矿物油。一种具体的低摩擦力组合包括不锈钢鞘体、合成腱体和是脂肪酸或矿物油的水溶液的液体润滑剂。

附图说明

图1示出依照本发明实施例的柔性外科器械的一部分，其使用鞘体中的腱体和润滑剂，从而减小阻碍腱体运动的摩擦力。

图2示出依照本发明实施例的外科器械的远端，其使用O形环，从而密封引导器，腱体通过该引导器离开主管的密封部分。