[发明专利]一种具有自锁与快速更换功能的手控式柔性微创手术器械

说明书

一种具有自锁与快速更换功能的手控式柔性微创手术器械，它涉及胸腹腔微创外科手术医疗设备技术领域，以解决现有手控式微创手术器械操作不便、灵活度低，自转与偏摆运动不具备自锁性，类人腕部关节的引入使得末端执行器存在运动耦合，末端执行器不能快速更换等问题，它包括末端执行器、操作杆、运动控制装置和器械外壳；末端执行器包括末端小爪快换连接件一、末端小爪快换连接件二、柔性关节连接件、末端小爪转动轴、柔性关节和两个末端小爪；运动控制装置包括自转运动锁紧机构、偏摆运动锁紧机构、开合运动控制机构、底座和钢丝导向轮组。本发明用于胸腹腔微创外科手术。

技术领域

本发明涉及胸腹腔微创外科手术医疗设备技术领域，特别是一种具有自锁与快速更换功能的手控式柔性微创手术器械，它辅助助手牵拉组织。

背景技术

以腹腔镜为代表的微创手术(Minimally Invasive Surgery,MIS)被誉为20世纪医学科学对人类文明的重要贡献之一，它的应用使得部分外科手术告别了传统的开放式手术模式。微创手术是指外科医生在病人体表切开2-4个5-10mm的小切口，把手术器械通过患者微小切口伸入到人体内部，借助于视觉监控设备和灵巧的手术器械，对病灶部位进行诊断或治疗。手术器械作为微创手术过程中的执行工具，直接与操作组织进行相互作用，用来完成对脏器组织的切割、夹持、缝合、提拉和游离等手术操作，其结构设计与工作性能指标对机器人辅助微创手术有直接影响。为了降低手术执行难度，提高可操作舒适性，开发一套性能良好的微创手术用手术器械对提高手术的安全性至关重要。

目前，手控式微创手术器械大部分只能实现2-3个自由度，在微创手术中，由于微小的切口限制了手术器械运动的灵活程度，使得一些复杂操作变得比较困难。现有手控式微创手术器械在手术操作过程中驱动末端执行器实现自转、俯仰和偏摆自由度的机构不具备自锁性，不能使末端执行器在受限的手术空间内以任意位姿进行手术操作，且采用类人腕部关节的手术器械在手术前过程中存在运动耦合问题。同时，现有采用钢丝传动的手术器械其末端执行器在更换时，需要将手术器械整体更换，极大的增加了手术器械制作成本与器械的更换时间。申请号200980153938.4、公开号为CN102271596A、公开日为2011年12月07日的发明申请公开了一种《手术器械、手术器械手柄和手术器械系统》，该专利中所述的手术器械只能实现末端执行器的开合和自转两个自由度。专利号为201010137844.2、公开号为CN101791247B、公告日为2012年04月11日的发明专利公开了一种《微创外科手术用多自由度手术工具》，该专利中所述的手术器械采用平行四边形机构实现手术器械的俯仰、偏摆自由度，具有直观操作性。但该手术器械不具备操作手柄，给医生的操作带来了困难。申请号201180055429.5、公开号为CN103237504A、公开日为2013年08月07日的发明申请公开了一种《微创手术器械》，该专利中所述的手术器械拥有一刚性的中空杆用于钢丝的走线，在腕部以齿轮驱动，能够完成末端执行器的俯仰和偏摆运动。然而其末端执行器实际能够到达的运动角度较小。专利号201520704803.5、公开号为CN205041453U、公开日为2016年2月24日的实用新型专利公开了一种《微创外科手术器械》，该专利中所述的手术器械工作部位能在偏摆范围内任意位置实现固定，但该手术器械采用杆件传动方式，增大了手术器械的整体尺寸。

发明内容

本发明是为解决现有手控式微创手术器械操作不便、灵活度低，自转与偏摆运动不具备自锁性，类人腕部关节的引入使得末端执行器存在运动耦合，末端执行器不能快速更换等问题，进而提出一种具有自锁与快速更换功能的手控式柔性微创手术器械。该手术器械具有一定的自锁力，可使末端执行器的姿态在外力作用下保持不变；采用柔性关节，在提高末端执行器自由度的同时，提高了手术器械的工作空间，且可有效避免各关节的运动耦合等问题；末端执行器可根据实际微创手术操作需求随时更换，无需将整个手术器械进行更换，很好地降低了手术器械的制作成本及手术器械的更换时间。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：