[发明专利]带有软爪和/或柔性腕机构的医疗器械

说明书

一种医疗器械包括一体夹爪结构，其具有：连接器部分，与连接器部分柔性整体形成的第一夹爪部分，与第一夹爪部分整体形成的第一臂部分，以及与第一臂部分柔性整体形成的致动器部分，以便在致动器部分线性运动的条件下，造成第一夹爪部分旋转运动。一种医疗器械包括一体腕结构，其具有：具有下部停止表面的第一连接器部分、与第一连接器部分整体形成的紧凑型挠曲件，以及与紧凑型挠曲件整体形成的第二连接器部分，其中第二连接器部分具有上部停止表面，其在下部停止表面下方与紧凑型挠曲件整体形成并且与下部停止表面形成角度。

本申请是于2012年8月15日提交的名称为“带有软爪和/或柔性腕机构的医疗器械”的中国专利申请201280039613.5(PCT/US2012/050988)的分案申请。

相关申请

本申请要求在2011年8月15日提交的美国专利申请号13/210142，以及在2011年8月15日提交的美国专利申请号13/210196的优先权，这些申请通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明一般涉及医疗器械，更具体地涉及带有夹爪的医疗器械和/或用于保持以不同位置和取向附连至其中的机构的医疗器械组件。

背景技术

现代的工具和操纵器械，尤其是用于执行例如切割、抓取和保持等外科手术的带有夹爪的器械，提供了增强的功能性和强度水平，以支持包括微创和显微手术应用的现代需求。期望的是进一步减小这些器械的直径，以减小切口尺寸和手术后的疼痛和疤痕，以及解决在儿科、脉管和神经手术，以及在诸如眼科手术等显微手术中的较小解剖结构。然而，可用于为较小操纵器械的夹爪定位和定向的机构效率不高并且时常缺少准确性。

可用的工具通常在准确应用正确的力量或者准确定位方面效率不高。随着手术器械尺寸的减小，具有夹爪的机构，例如钳子、抓紧器以及剪刀等出现若干问题。

新的手术技术已形成创伤较少的手术程序，例如微创手术(MIS)和机器人MIS，这样造成需要较小直径的器械。对小型器械的需求是出于患者对具有较少或者无疤痕的美容愈合以及与术后疼痛有关的较小切口尺寸的关注。

较小创伤医疗器械的发展还由外科医生推动，外科医生需要用较小的器械处理较小的解剖结构，例如小血管和神经再吻合手术、眼科手术、输精管结扎等。发展微创医疗器械和手术程序的另一个外科医生动机是想要使患者 对不太明显的疤痕、较少的术后疼痛以及更快愈合感到满意。

生产这些微创医疗器械的一个技术障碍是从机械致动器到另一端上的器械夹爪或者末端执行器的力传输。过多或过少的力传递都会在手术中为外科医生带来另外不必要的并发症。

另一个困难是精确定位和移动医疗器械夹钳或末端执行器。通过连杆系统提供精确的控制是困难的。组合的连杆具有被称为“滞后”的固有移动误差，这有效地被认为是无效运动/滞后运动(lost motion)或者浪费能源。医疗器械的滞后是由活动部件之间的摩擦以及互连部件的拉伸所致。

用于夹爪致动的滑轮组样式的机构能够为致动缆线提供较大的机械优势，但增加了部件数量、装配成本以及机械摩擦。

在使用销件或者轴的缆线致动的铰接机构中，其中部分铰链在销件或者轴上转动，缆线力增加了对抗铰链旋转的枢销摩擦。枢销摩擦将抵制移动直到施加充分的致动力以克服摩擦。这意味着必须施加大于所需力的致动力以启动铰链旋转。这种不期望的情况在一旦开始运动时，因摩擦力极大地减小而造成过度运动。

因为被有效地认为是无效运动/滞后运动或者浪费能源的任何机构的滞后随机构摩擦乘以其传动系统顺应性的乘积而变化，所以对于给定类型的铰链机构，在例如夹持器等器械的横截面直径减小时，这些摩擦和顺应性增加的组合效应大大增加了腕运动滞后。这在存在具有较高起动摩擦的滑动摩擦时尤为有害，导致有时被称为静摩擦的不均匀或者不可预知的运动效应。因此，为了能够有运行顺畅的较小手术器械腕，同样期望的是具有较低摩擦的新的腕机构。