[发明专利]一种用于自然腔道手术的折展变刚度器械臂

说明书

本发明公开了一种用于自然腔道手术的折展变刚度器械臂，该器械臂是一种具有可变尺度及可变刚度的手术支撑工具，包括编织管结构和密封膜，密封膜包覆在编织管结构内外两侧和端部，形成一个环形的封闭内腔，将编织管结构包覆在其内部。既可通过气囊或驱动丝增大器械臂直径，并抽取密封膜内的气体，使编织管呈现刚态、大直径状态，为后续手术工具提供更大通路，防止后续工具戳伤组织，并提供支撑保证精度。又可通过使密封膜内重新进入气体恢复到柔态，并利用编织管结构自身弹性恢复到小直径状态，使本器械臂更容易伸入、离开人体腔道，并避免戳伤减少人体不适感。

技术领域

本发明涉及自然腔道手术领域，具体涉及一种用于自然腔道手术的折展变刚度器械臂。

背景技术

随着科学技术的发展，外科手术模式经历了开腹手术、微创手术、单孔手术，并正在向经人体自然腔道的内窥镜手术(natural orifice transluminal endoscopicsurgery，NOTES)的无创外科手术进行过渡。所谓NOTES，是指手术工具通过人体孔口，包括口腔、阴道、肛门等进入人体内部，并到达病灶处进行手术操作的手术模式。与其他手术模式相比，NOTES对内环境干扰较小，具有疼痛轻，住院时间短，皮肤无瘢痕等优点，具有良好发展前景。自1998年NOTES出现以来，已取得长足的进步并已走上临床。NOTES作为继腹腔镜手术开展后又一次外科领域的革命，已经成为新的研究热点问题。

为了适应人体结构特点，手术中常采用细长柔性手术工具。手术中，首先手术器械通过人体腔道到达病灶处，医生在人体外部利用主操作端进行手术操作，主操作端通过丝驱动等方式控制人体内部的工具末端完成切割、缝合打结等动作，手术后再将手术工具撤离人体。

整个手术过程中，手术器械容易出现两个问题：1)复杂的人体内部腔道要求器械有良好的柔性，而细长的工具需要足够的刚度来保证精度，对器械刚度的需求出现矛盾。2)复杂的工具传动系统等使器械尺寸难以降低，而人体腔道空间又十分有限，几何上的矛盾使工具进入人体较困难，容易造成不适感甚至戳伤。

目前自然腔道手术中常采用一种具有良好径向刚度而弯曲刚度较低的复合管支撑整个手术工具系统。较低的弯曲刚度使工具可以通过人体腔道。但是它不具有可以变化的特性，没有解决刚度以及几何尺度上的矛盾。现在已经有可变刚度器械臂模型被提出。他们利用负压对刚度进行控制，通过器械臂表面层的形锁合及摩擦，分别提出了龙鳞结构以及layer jamming结构。这两种结构具有可控刚度，可以在进入人体时器械呈现柔态保护组织，而进行手术操作时呈现刚态保障精度，从而解决了刚度需求上的矛盾。但是额外结构使得器械壁厚较大占用空间较多，并且弯曲曲率较小，难以通过复杂环境器械较粗，并且不具有可变尺度，依旧被动形式推入人体容易造成戳伤。

综上所述，目前有必要提出一种具有可变刚度以及可变尺度的器械臂，帮助手术工具解决器械刚度需求上的矛盾，并克服器械进入人体腔道困难的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明为克服现有手术工具的不足，提供一种用于自然腔道手术的折展变刚度器械臂，以期解决上述问题。

(二)技术方案

一种用于自然腔道手术的折展变刚度器械臂，包括：编织管结构，具有中空通道；密封膜，贴附于编织管结构内外两侧和端头，形成一封闭内腔，所述编织管结构被包覆在封闭内腔中。

在本发明一些示例性实施例中，所述封闭内腔连接有抽气装置，当抽气装置抽出封闭内腔内的气体时，封闭内腔内的气压降低，密封膜向编织管结构压紧，进而提升器械臂的刚度。

在本发明一些示例性实施例中，封闭内腔与抽气装置之间还连接有气阀，用于调节抽气量。

在本发明一些示例性实施例中，编织管结构能够在外载荷下进行径向伸展，改变器械臂的直径。