CN102076268A

CN102076268A - 微创外科手术工具

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Publication number: CN102076268A
Application number: CN2009801243578A
Authority: CN
Inventors: 郑昶旭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2029-06-24
Also published as: KR20100001823A; EP2303141A4; US20110106145A1; KR101056204B1; WO2009157719A3; WO2009157719A2; JP6038453B2; EP2303141B1; EP2303141A2; JP2011525839A; CN102076268B

Abstract

本发明涉及一种易于控制的微创外科手术工具。根据本发明的一个方面，提供了一种微创外科手术工具，包括：具有预定长度的细长轴；可由使用者手动控制的调节手柄；第一俯仰轴部件和第一偏转轴部件，所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件定位在所述细长轴的一端附近用于随着所述调节手柄的操作传递俯仰和偏转方向的动作；第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件，所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件定位在所述细长轴的另一端附近用于分别相应于所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件的操作而操作；和可由所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件控制的末端执行器，其中所述第一俯仰轴部件通过至少一根俯仰轴驱动线缆驱动所述第二俯仰轴部件，并且所述第一偏转轴部件通过至少一根偏转轴驱动线缆驱动所述第二偏转轴部件。

Description

微创外科手术工具

技术领域

本发明涉及一种易于控制的微创外科手术工具，更具体地，涉及一种工具，该工具包括连接到预定轴一端的调节手柄、和连接到所述轴的另一端并可仅通过驱动所述调节手柄控制的末端执行器，以进行微创外科手术。

背景技术

微创外科手术是这样一种外科手术方法，其涉及使用插入一些微小切割开口的仪器来进行引起最小的组织创伤的外科手术。

这种微创外科手术相对地减少了术后护理期间患者的新陈代谢变化，因此有益于患者的迅速恢复。因此，使用这种微创外科手术缩短了术后患者的住院期长度并使患者更快地回到正常的体力活动中。另外，微创外科手术引起较少的疼痛并减少了手术后患者的伤疤。

微创外科手术的最普遍的形式是内窥镜检查。其中，涉及腹腔内的微创检查和操作的腹腔镜检查被认为是内窥镜检查的最普遍的形式。为了进行标准腹腔镜手术，将气体吹入患者的腹部，并且形成小的切口(大约1/2英寸或更小)用作该腹腔镜外科手术工具的入口，通过该入口插入套管针。一般而言，腹腔镜检查外科手术工具包括腹腔镜(用于观察手术部位)和其他操作工具。这里，这些操作工具与用于小切口外科手术的常规工具在结构上类似，除了各个操作工具的末端执行器或操作端与其手柄被细长轴隔开之外。例如，操作工具可以包括夹钳、抓钳、剪刀、吻合器、持针器、等等。为了进行手术，使用者例如外科医生，通过套管针将操作工具放入手术部位，并从腹腔的外面操作它。然后，该外科医生通过显示由腹腔镜获取的手术部位图像的监视器监控手术的过程。与此类似的内窥镜方法广泛用于后腹腔镜检查、盆腔镜检查、关节镜检查、脑池镜检查(cisternoscopy)、鼻窦镜检查、子宫镜检查、肾镜检查、膀胱镜检查、尿道镜检查术、肾盂镜检查、等等中。

发明内容

技术问题

虽然这种微创外科手术具有许多优点，但是它具有以下缺点：难以使常规的微创外科手术工具接近手术部位，并且由于末端执行器与刚性长轴相连，因而这些工具的操作不方便或复杂。具体地，因为传统的末端执行器没有弯曲部分如接头，因而难以进行手术需要的灵巧操作。这些缺点是微创外科手术广泛发展的主要障碍。

为了克服传统微创外科手术的这些缺点，最近，直觉外科手术公司(Intuitive Surgical，Inc.)已经开发了被称为da

手术系统的机器人辅助平台。目前正商业化的机器人辅助外科手术系统主要使用主从型机器人，其由操作员进行操作的操作台、机器人进行操作的机器人车、和连接到其上的内窥镜组组成。该机器人外科手术系统中的内窥镜组具有接头，该接头可以沿俯仰方向和偏转方向移动，因此可以几乎精确地传递操作员的手部动作。并且，该机器人外科手术系统具有减少震颤的功能或按比例缩放动作的功能以按照级别区别机器人动作和手部动作，并可以得到三维视觉。

然而，这种机器人外科手术系统是非常昂贵的装置，而且，安装和安装后维护花费非常多的钱。这种装置也是庞大和很重的(即使仅仅机器人车就为约2m高并重达544kg)。无需多言，难以在周围移动该装置，因此不得不仅在已经安装该系统的位置进行手术。此外，假设使用该机器人系统，则与使用用于腹腔镜手术的传统工具相比，外科医生缺乏触觉。

技术方案

本发明旨在解决所有的上述问题。

因此，本发明的一个目的是提供一种具有末端执行器的微创外科手术工具，所述末端执行器相应于俯仰/偏转方向的动作和/或开关操作而操作。

本发明的另一个目的是提供一种微创外科手术工具，在没有特殊传动元件的辅助下，使用者也可以自由地驱动所述微创外科手术工具。

本发明进一步的目的是提供一种微创外科手术工具，其特征在于体积小、重量轻、和移动方便。

有益效果

如以前所讨论的，根据本发明的微创外科手术工具设有末端执行器，所述末端执行器的特征在于相应于使用者对调节手柄的手动控制的高度自由动作。

此外，根据本发明的微创外科手术工具被配置为任何用户都能够容易操作。

而且，根据本发明的微创外科手术工具可以低成本制造和提供，并具有小体积和轻重量，使得更容易提供。

附图说明

本发明的上述和其他的目的和特征从后面结合附图给出的优选实施例描述将变得明显，其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的微创外科手术工具外观的透视图；

图2和图3是示出根据本发明的第一实施例的微创外科手术工具结构的详细视图；

图4是示出根据本发明的第一实施例的轴和调节手柄之间的连接状态的分解透视图；

图5是示出根据本发明的第一实施例的轴和末端执行器之间的连接状态的分解透视图；

图6、7和8示出了根据本发明的第一实施例的俯仰轴驱动线缆和偏转轴驱动线缆在所述调节手柄的侧面上的安装状态；

图9、10和11示出了根据本发明的第一实施例的俯仰轴驱动线缆和偏转轴驱动线缆在所述末端执行器的侧面上的安装状态；

图12、13和14示出了根据本发明的第一实施例的微创外科手术工具的使用示例；

图15、16和17是描述根据本发明的第一实施例的第一和第二连接滑轮的动作传递原理的概念图；

图18、19、20、21和22是示出根据本发明的第二实施例的微创外科手术工具结构的示意图；

图23、24、25和26是示出根据本发明的第三实施例的微创外科手术工具结构的示意图；

图27、28、29、30、31、32和33是示出根据本发明的第四实施例的微创外科手术工具结构的示意图；和

图34是示出根据本发明的第四实施例的微创外科手术工具的更改结构的示意图。

实施本发明的最佳方式

根据本发明的一个方面，提供了一种微创外科手术工具，包括：具有预定长度的细长轴；可由使用者手动控制的调节手柄；第一俯仰轴部件和第一偏转轴部件，所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件定位在所述细长轴的一端附近用于随着所述调节手柄的操作传递俯仰和偏转方向的动作；第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件，所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件定位在所述细长轴的另一端附近用于分别相应于所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件的操作而操作；和可由所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件控制的末端执行器，其中所述第一俯仰轴部件通过至少一根俯仰轴驱动线缆驱动所述第二俯仰轴部件，并且所述第一偏转轴部件通过至少一根偏转轴驱动线缆驱动所述第二偏转轴部件。

根据本发明的另一个方面，提供了一种微创外科手术工具，包括：具有预定长度的细长轴；可由使用者手动控制的调节手柄；第一俯仰轴部件和第一偏转轴部件，所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件定位在所述细长轴的一端附近用于随着所述调节手柄的操作传递俯仰和偏转方向的动作；第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件，所述第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件定位在所述细长轴的另一端附近，用于分别相应于所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件的操作而操作；和可由所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件控制的末端执行器，其中所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件分别通过至少一根驱动线缆驱动所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件。

根据本发明的再一个方面，提供了一种微创外科手术工具，包括：具有预定长度的细长轴；可由使用者手动控制的调节手柄；第一俯仰轴部件和第一偏转轴部件，所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件定位在所述细长轴的一端附近用于随着所述调节手柄的操作传递俯仰和偏转方向的动作；第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件，所述第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件定位在所述细长轴的另一端附近用于分别相应于所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件的操作而操作；和末端执行器，所述末端执行器可由所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件控制并被配置为由所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件开关，其中所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件通过至少一根第一线缆和至少一根第二线缆驱动所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件，并且其中所述末端执行器被配置为根据所述至少一根第一线缆和所述至少一根第二线缆的位移量的差异而开关。

发明的具体实施方式

在以下详细描述中，参考附图，这些附图通过说明的方式，示出了可以实施本发明的具体实施例。足够详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实施本发明。应该理解的是本发明的各种实施例，尽管是不同的，但不是必然互相排斥的。因此，以下详细描述不应以限制的意义理解，并且本发明的范围仅仅由所附权利要求确定，所附权利要求应适当地解释为涵盖所授权权利要求等同物的全部范围。

并且，应该理解的是以本发明的特殊元件的名义包括的特殊操作方向的指示术语不一定涉及相应的方向或者仅仅在那个方向上的操作，并且每个元件对本发明的贡献应根据相应元件的具体操作理解。

下面将参考附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例I

图1是示出根据本发明的第一实施例的微创外科手术工具1的外观的透视图。参考图1，微创外科手术工具1包括具有预定长度的细长轴100和调节手柄110，细长轴100内具有一个或多个空间(例如，管形的、莲花形的、或螺旋形的空间)。

图2是示出根据本发明的第一实施例的主要元件例如俯仰轴部件200和偏转轴部件300的详细结构的侧视图，图3是示出根据本发明的第一实施例的主要元件例如偏转轴部件300的结构的平面图。

如图2和3所示，根据本发明的第一实施例的微创外科手术工具1包括细长轴100、和设置在细长轴100的两端的调节手柄110和末端执行器600。这里，其以这样的方式配置：通过俯仰轴部件200、偏转轴部件300、和开关部件400，将调节手柄110的操作传递到末端执行器600。根据本发明的第一实施例，连接到细长轴100的末端执行器600相应于调节手柄110的开关操作而操作，并用作体内外科手术工具，例如，夹钳、抓钳、剪刀、吻合器、持针器、等等。

如果必要的话，根据本发明的末端执行器600可以是不必然需要被打开或关闭的任何元件，如钩形电极。随后将描述不需要开关操作的末端执行器的一个实施例。

更具体地，参考附图，俯仰轴部件200包括第一俯仰轴线缆滑轮220、第二俯仰轴线缆滑轮240、和俯仰轴驱动线缆；偏转轴部件300包括第一偏转轴线缆滑轮320、第二偏转轴线缆滑轮340、和偏转轴驱动线缆；并且开关部件400包括第一开关线缆滑轮420、第二开关线缆滑轮440、和第三开关线缆滑轮460。

图4是示出根据本发明的第一实施例的细长轴100和调节手柄110之间的连接状态的分解透视图。

如图所示，第一杆110A和第二杆110B通过旋转轴相互连接以装配调节手柄110，并且两个半圆形的附件112相互对称地设置在通过旋转轴连接的第一杆110A和第二杆110B每一个的一端上。并且第一开关线缆滑轮420安装在调节手柄110的旋转轴的一侧上，随着调节手柄110的开关操作而旋转。第一开关线缆滑轮420可以被配置为具有与常规的开关线缆相同的宽度。

在对面，有纵向延伸的第一杆110A，并且分别构成俯仰轴部件200和开关部件400的第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440安装在细长的第一杆110A的末端的两侧。尽管第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440安装在相同的轴线上，但是将第一俯仰轴线缆滑轮220紧固固定而不旋转，而将第二开关线缆滑轮440安装为能够自由旋转。在图4中，第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440的直径尺寸相同，但是根据使用者的需要可以使用不同的直径。

同时，优选的是第一俯仰轴线缆滑轮220设置为和俯仰轴驱动线缆一样宽，并且第二开关线缆滑轮440设置为为比开关线缆宽两倍。

而且，在第一俯仰轴线缆滑轮220和第一偏转轴线缆滑轮320之间插入第一轴连接部件500A，其中第一俯仰轴连接部件520A和第一偏转轴连接部件540A设置在它们的两端，以便能够容易地将调节手柄110在俯仰和偏转方向上的动作传递到所述末端执行器。

更具体地，第一轴连接部件500A包括第一俯仰轴连接部件520A和第一偏转轴连接部件540A，第一俯仰轴连接部件520A具有彼此间隔开预定距离的一对圆形板，第一偏转轴连接部件540A具有彼此间隔开预定距离的一对圆形板。这里，如图4所示，第一俯仰轴连接部件520A和第一偏转轴连接部件540A正交连接，因此设置在调节手柄110的一端上的第一俯仰轴线缆滑轮220可旋转地设置在第一俯仰轴连接部件520A的内部，并且第一偏转轴线缆滑轮320固定地紧固在第一偏转轴连接部件540A的内部。第一偏转轴线缆滑轮320可以具有与偏转轴驱动线缆基本相同的宽度。

并且，每对第一连接滑轮560A可旋转地设置在第一偏转轴连接部件540A的任一外侧。此时，第一连接滑轮560A和第一偏转轴线缆滑轮320同轴设置并相互独立地旋转。每个第一连接滑轮560A优选被设置为大约比俯仰轴驱动线缆或开关线缆宽一倍。

同时，一对具有预定长度的第一连接部件105A从细长轴100连接调节手柄110的位置平行地伸出。已经定位在第一偏转轴连接部件540A的第一偏转轴线缆滑轮320设置在第一连接部件105A之间以可绕中心轴线旋转。

图5是示出根据本发明的第一实施例的细长轴100和末端执行器600之间的连接状态的分解透视图。参考图5，在轴100的一端上，即，在设置有末端执行器600的一端上，第二俯仰轴线缆滑轮240和第二偏转轴线缆滑轮340通过一对第二连接部件105B连接。优选地，可以与第一连接部件105A相同的方式配置第二连接部件105B。

现在，以下将参考附图提供对第二俯仰轴线缆滑轮240和第二偏转轴线缆滑轮340的安装状态的更详细描述。

首先，一对第二连接部件105B从轴100的设置有末端执行器600的一端平行地伸出，并且两端具有第二俯仰轴连接部件520B和第二偏转轴连接部件540B的第二轴连接部件500B连接到第二连接部件105B。因为由第二俯仰轴连接部件520B和第二偏转轴连接部件540B构成的第二轴连接部件500B以与第一轴连接部件500A相同的方式配置，所以这里省略了其更多的细节。

第二偏转轴线缆滑轮340固定地设置在第二偏转轴连接部件540B之间，并且第二偏转轴线缆滑轮340的中心轴线与第二偏转轴连接部件540B的中心轴线同轴设置。此时，第二偏转轴线缆滑轮340具有与偏转轴驱动线缆基本相同的宽度。如果使用者(例如，外科医生)希望调节手柄110在偏转方向上的操作量等于末端执行器600在偏转方向上的位移量，那么可以将第二偏转轴线缆滑轮340设置为具有与第一偏转轴线缆滑轮320相同的直径。另一方面，如果使用者希望调节手柄110在偏转方向上的操作量与末端执行器600在偏转方向上的位移量不同，那么可以将上述两个元件设置为具有相互不同的直径。

另外，参考图5，末端执行器600，其由两个具有延长的直角三角形的杆构成，其中旋转轴与每个杆的一端连接，并且所述末端执行器600可旋转地连接到第二轴连接部件500B的第二俯仰轴连接部件520B。此外，第二俯仰轴线缆滑轮240固定地设置在连接轴的一端上，连接轴连接末端执行器600和第二俯仰轴连接部件520B，这样末端执行器600随着第二俯仰轴线缆滑轮240的旋转而在俯仰方向上操作。同时，第三开关线缆滑轮460设置在所述连接轴的另一侧端，从而使末端执行器600开或关。这样，第二俯仰轴线缆滑轮240和第三开关线缆滑轮460相互独立地操作。

同时，尽管作为示例，第二俯仰轴线缆滑轮240和第三开关线缆滑轮460具有相同的直径尺寸，但是根据使用者的需要它们可以具有不同的直径。而且，第二俯仰轴线缆滑轮240和第三开关线缆滑轮460具有与每根线缆基本相同的宽度。

然后，现在将进一步详细说明俯仰轴部件200和偏转轴部件300的结构，它们参与末端执行器600在希望的方向上随着调节手柄110的操作而旋转关。如前所述，俯仰轴驱动线缆和偏转轴驱动线缆分别连接到俯仰轴部件200和偏转轴部件300，用于传递调节手柄110的动作。图6、7和8示出了根据本发明的第一实施例的线缆在调节手柄110的侧面上的安装状态，并且图9、10和11示出了根据本发明的第一实施例的线缆在末端执行器600的侧面上的安装状态。

为了更明确地说明，也将与图6、7和8和图9、10和11结合参考前面的附图。

首先，将描述偏转轴驱动线缆360如何连接的示例。偏转轴驱动线缆360绕在设置在细长轴100的任一侧上的第一偏转轴线缆滑轮320和第二偏转轴线缆滑轮340上，因此将调节手柄110在偏转方向上的动作传递到末端执行器600。根据本发明的一个优选实施例，尽管偏转轴驱动线缆360绕在第一偏转轴线缆滑轮320和第二偏转轴线缆滑轮340上以使它们在相同方向上操作，但是根据使用者的需要，偏转轴驱动线缆360可以长“8”字形缠绕以使第一偏转轴线缆滑轮320和第二偏转轴线缆滑轮340在相反方向上操作。在任一情况下，偏转轴驱动线缆360缠绕穿过内部具有空间的轴100。而且，如果必要，第一偏转轴线缆滑轮320和第二偏转轴线缆滑轮340可以具有相互不同的直径，这样调节手柄110的操作量和末端执行器600的位移量可以相互不同。

即使第一偏转轴线缆滑轮320和第二偏转轴线缆滑轮340可以具有相互不同的直径，但如果第一偏转轴线缆滑轮320与第二偏转轴线缆滑轮340的直径比与第一连接滑轮560A与第二连接滑轮560B的直径比不同的话，末端操作器600将不能够随着调节手柄100的操作而操作，因此引起操作性能降低。因此，优选的是通过使第一偏转轴线缆滑轮320与第二偏转轴线缆滑轮340的直径比等于第一连接滑轮560A与第二连接滑轮560B的直径比而使末端执行器600平稳操作。

同时，如前所述，第一开关线缆滑轮420固定地设置在旋转轴上，构成调节手柄110的第一杆110A和第二杆110B连接到该旋转轴。并且，开关线缆480连接到第一开关线缆滑轮420和第二开关线缆滑轮440，第二开关线缆滑轮440设置在调节手柄110和第一轴连接部件500A的接合处。详细地，连接到第二开关线缆滑轮440的开关线缆480绕在第二开关线缆滑轮440上，如图所示，然后它连接到在第一轴连接部件500A每侧上的第一连接滑轮对560A中的一个。当绕在第二开关线缆滑轮440上时，开关线缆480穿过轴100的内部空间连接到第二轴连接部件500B。然后，开关线缆480，当绕在第一连接滑轮560A上时，再绕在第二轴连接部件500B每侧上的第二连接滑轮对560B中的一个上，然后它还绕在末端执行器600的侧面上的第三开关线缆滑轮460上。

参考附图，在第一开关线缆滑轮420和第二开关线缆滑轮440之间的开关线缆480优选以长“8”字形缠绕。根据本发明的另一个实施例，第一开关线缆滑轮420可以设置在调节手柄110的第一杆110A上，这样开关线缆480不需要以十字形绕在第一开关线缆滑轮420和第二开关线缆滑轮440之间。并且，如果需要，第一开关线缆滑轮420和第三开关线缆滑轮460可以具有相互不同的直径，从而使调节手柄110的开/关量和末端执行器600的开/关量相互不同。

此外，俯仰轴驱动线缆260绕在第一俯仰轴线缆滑轮220上，第一俯仰轴线缆滑轮220设置在调节手柄110的一端上。俯仰轴驱动线缆260的另一端绕在没有缠绕开关线缆480的一个特别的连接滑轮560A上，所述特别的连接滑轮560A从连接到第一轴连接部件500A的第一偏转轴连接部件540A中选择，并且它进一步穿过轴100的内部空间绕在第二轴连接部件500B的连接到轴100另一端的第二连接滑轮560B上。

最后，绕在第二连接滑轮560B上的俯仰轴驱动线缆260也绕在设置在末端执行器600的一端上的第二俯仰轴线缆滑轮240上，从而将调节手柄110在俯仰方向上的动作传递到末端执行器600。

现在回到图9，俯仰轴驱动线缆260绕在第二俯仰轴连接部件520B的左侧上的一对第二连接滑轮560B中的最左边的滑轮上，而开关线缆480绕在靠近它的滑轮上，这样两根线缆不会相互缠绕或摩擦。

在上述俯仰轴驱动线缆260的连接下，第一俯仰轴线缆滑轮220和第二俯仰轴线缆滑轮240在相同方向上操作。然而，如果必要的话，俯仰轴驱动线缆260可以这样的方式缠绕：第一俯仰轴线缆滑轮220和第二俯仰轴线缆滑轮240在相反方向上操作。在任一情况下，俯仰轴驱动线缆260穿过轴100的内部空间缠绕。这里，根据使用者的需要，第一俯仰轴线缆滑轮220和第二俯仰轴线缆滑轮240直径尺寸可以不同，以便使调节手柄110的操作量与末端执行器600的位移量相互不同。然而，为了防止末端执行器600的操作性能的任何降低，优选第一俯仰轴线缆滑轮220和第二俯仰轴线缆滑轮240的直径比与第二开关线缆滑轮440和第三开关线缆滑轮460的直径比相同。

下面对根据本发明的第一实施例的具有上述结构的微创外科手术工具1的操作进行说明。

首先，如图1所示组装微创外科手术工具1。

进行微创外科手术的外科医生将他或她的手放在安装在微创外科手术工具1一端的调节手柄110的附件112内并握住调节手柄110。

以下，为了便于说明调节手柄110在偏转方向上的操作，假设在偏转方向上的(+)和(-)动作表示在该外科医生周围左侧和右侧的动作。类似地，为了便于说明调节手柄110在俯仰方向上的操作，假设在俯仰方向上的(+)和(-)动作表示在该外科医生周围上侧和下侧的动作。

图12说明了根据本发明的第一实施例的微创外科手术工具1的一个使用示例，图13是图12中的“B”部分的详细视图，并且图14是图12中的“A”部分的详细视图。

当握住如图1所示设置的微创外科手术工具1的调节手柄110的外科医生如图13所示向上(A方向)旋转调节手柄110时，设置在调节手柄110一端上的第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440也旋转和调节手柄110一样多的旋转量。因此，当第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440旋转时，在下侧下拉并在上侧释放分别绕在第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440上的俯仰轴驱动线缆260和开关线缆480。通过这种操作机理，俯仰轴驱动线缆260和开关线缆480驱动(或旋转)第二俯仰轴线缆滑轮240和第三开关线缆滑轮460。因此，如图12和14所示，末端执行器600朝下，其中第二俯仰轴线缆滑轮240和第三开关线缆滑轮460固定地设置在末端执行器600上。

同时，当外科医生向左(B方向)旋转调节手柄110时，在右侧拉并在左侧释放绕在第一偏转轴线缆滑轮320和第二偏转轴线缆滑轮340上的偏转轴驱动线缆360。此外，俯仰轴驱动线缆260被向上和乡下拉出的程度和与其相连的第一连接滑轮560A旋转程度相同，同时当第一连接滑轮560A旋转时，在上侧和底侧都释放开关线缆480。通过这种操作机理，俯仰轴驱动线缆260、偏转轴驱动线缆360、和开关线缆480在偏转方向上驱动(或旋转)第二轴连接部件500B，因此末端执行器600朝右，如图14所示。

另一方面，当外科医生通过打开他的手而释放调节手柄110时，调节手柄110被打开同时第二杆110B向下旋转(C方向)。随着调节手柄110的打开，第一开关线缆滑轮420沿着顺时针方向旋转。然后，由第一开关线缆滑轮420的顺时针旋转产生的旋转力通过开关线缆480驱动(或旋转)第二开关线缆滑轮440。此时，第一开关线缆滑轮420和第二开关线缆滑轮440通过开关线缆480在彼此相反的方向上旋转。这里，将第二开关线缆滑轮440的动作传递到第三开关线缆滑轮460并进一步传递到末端执行器600的下杆，第三开关线缆滑轮460紧固到末端执行器600的下杆，从而在方向C上打开末端执行器600。

已经按俯仰方向上的动作、偏转方向上的动作、和末端执行器600的打开动作的顺序进行上述操作，以更好地理解每个动作，但是这些动作可以不遵循这里描述的精确顺序。代替地，可能同时进行它们中的两个以上。即使如此，可以根据如前所述的相同操作原理得到相同的操作结果。

同时，当如上所述将调节手柄110的动作传递到末端执行器600时，取决于末端执行器600旋转的方向，动作的传递可能不如预期的那样平稳进行。例如，假设外科医生在偏转方向上旋转调节手柄110。在这种情况下，尽管平行地连接在轴100附近的第一偏转轴线缆滑轮320和第二偏转轴线缆滑轮340可以促进动作在偏转方向上的传递，但是在俯仰方向上的动作或者调节手柄110的开关操作可能不总是平稳地传递到末端执行器600。

因此，为了促进在俯仰方向上的动作和调节手柄110的开关操作传递到末端执行器600，另外将与前面说明类似的第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B提供给第一轴连接部件500A和第二轴连接部件500B。参考图15、16和17，以下将提供关于第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B的结构和功能的进一步细节。

图15、16和17是描述根据本发明的第一实施例的第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B的动作转移原理的概念图。如图15、16和17所示，通过使用根据本发明的第一实施例的第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B，尽管末端执行器600可能已经在偏转方向上旋转，但是动作通过俯仰轴驱动线缆260的转移通过第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B而变得更容易。无需多言，根据相同的原理，通过开关线缆480的动作传递也变得更容易。

首先，图15示出了一种状态：其中调节手柄110与末端执行器600对齐，俯仰轴驱动线缆260绕在第一俯仰轴线缆滑轮220和第二俯仰轴线缆滑轮240上，并且第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B插入其间。

图16示出了一种状态：其中调节手柄110和末端执行器600在偏转方向上旋转到某一角度。在这种情况下，相应于调节手柄110在偏转方向上的旋转，末端执行器600在偏转方向上的旋转可能通过偏转轴驱动线缆360(在图16中未示出)发生，但是这也可以通过第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440的操作发生。在这种情况下，第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B负责将第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440在偏转方向上的操作传递到第二俯仰轴线缆滑轮240和第三开关线缆滑轮460。

图17示出了一种状态：其中处于图16所示的状态的调节手柄110不在俯仰方向上操作。如附图所示，第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B负责将第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440在俯仰方向上的操作传递到第二俯仰轴线缆滑轮240和第三开关线缆滑轮460。

为了确保可以顺利地实现上述第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B的功能，第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440优选以这样的方式设置：它们的中心与第一连接滑轮对560A的距离相同。类似地，第二俯仰轴线缆滑轮240和第三开关线缆滑轮460也优选以这样的方式设置：它们的中心与第二连接滑轮对560B的距离相同。而且，第一俯仰轴线缆滑轮220和第二开关线缆滑轮440之间的尺寸间隙与第一连接滑轮560A的直径相同，并且第二俯仰轴线缆滑轮240和第三开关线缆滑轮460之间的尺寸间隙与第二连接滑轮560B的直径相同。

实施例II

与上述提出利用开关末端执行器600的微创外科手术工具1的本发明的第一实施例不同，可能讨论不一定完全需要开关操作的微创外科手术工具。例如，可以提出用于末端执行器的钩形电极。

图18是示出根据本发明的第二实施例的微创外科手术工具的外观的透视图，图19和20示出了图18中的“A”部分和“B”部分的详细视图。

参考图18到20，用于控制钩形电极形式的末端执行器600A的操作的调节手柄110A通过第一轴连接部件500A连接到细长轴100的一端，并且末端执行器600A通过第二轴连接部件500B连接到细长轴100的另一端。与第一实施例不同，本实施例的末端执行器600A可以采取棒的形式(或者任何其他形式例如环形，只要不进行开关操作)。

第一轴连接部件500A和第二轴连接部件500B与这些线缆的连接基本上与第一实施例中的类似，除了不需要偏转轴驱动线缆和开关线缆之外。因此，以下将仅提供其简要描述。

一对第一线缆滑轮220A设置在调节手柄110A和第一轴连接部件500A之间的接合处的两侧，这样它们随着调节手柄110A的操作而相互作用。并且，第一线缆260A和第二线缆260B分别绕在这对第一线缆滑轮220A上。

末端执行器600A设置在细长轴100的另一端，第二轴连接部件500B插入它们之间。分别绕有第一线缆260A和第二线缆260B的一对第二线缆滑轮220B设置在连接第二轴连接部件500B与末端执行器600A的旋转轴的两侧上，从而将调节手柄110A的操作传递到末端执行器600A。并且，与第一实施例有关的图15至17所示的结构(即，使用第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B的配置)同样可以适应于本实施例。

图21和22示出了根据本发明的第二实施例的微创外科手术工具的使用示例。参考图21和22，以下将描述微创外科手术工具的操作。

当握住调节手柄110A的外科医生以俯仰轴线的逆时针方向(A1方向)旋转它时，在下侧拉并在上侧释放连接到第一线缆滑轮220A的第一线缆260A和第二线缆260B，因此将调节手柄110A在俯仰方向上的动作传递到末端执行器600A。此时，设置在末端执行器600A的旋转轴的两侧上的第二线缆滑轮220B通过第一线缆260A和第二线缆260B以逆时针方向(A2方向)旋转。

再次，当外科医生向偏转轴线的左边(B1方向)旋转调节手柄110A时，拉出绕在第一轴连接部件500A的第一偏转轴连接部件540A的一侧上的连接滑轮上的第一线缆260A，同时释放绕在第一偏转轴连接部件540A的另一侧上的另一个连接滑轮上的第二线缆260B。因此，将调节手柄110A在偏转方向上的动作传递到末端执行器600A，从而使末端执行器600A旋转到偏转轴线的右边(B2方向)。

实施例III

然后参考图23到26，将讨论本发明的第三实施例，其中当构成调节手柄110B的两个杆114A和114B同时操作时末端执行器600B操作。

图23是示出根据本发明的第三实施例的用于微创外科手术工具的调节手柄110B的配置的透视图，并且图24是图23中的“A”部分的详细视图。

为了配置设置在细长轴100的一端上的调节手柄110B，第一杆114A和第二杆114B通过旋转轴相互连接，并且两个半圆形附件114C相互对称地设置在第一杆114A和第二杆114B中的每个的一侧上。并且，第一线缆滑轮222A和第二线缆滑轮422A定位在连接第一杆114A与第二杆114B的旋转轴的任一侧上。这里，第一线缆滑轮222A和第二线缆滑轮422A被配置为分别随着第二杆114B和第一杆114A的操作而互相作用，并且第一线缆260A和第二线缆480A分别连接到第一线缆滑轮222A和第二线缆滑轮422A。此外，第一线缆滑轮222A和第二线缆滑轮422A以可旋转的方式定位在第一轴连接部件500A的第一俯仰轴连接部件520A的内部。第一线缆260A和第二线缆480A各自绕在设置在第一偏转轴连接部件540A的两侧上的连接滑轮上。

第二轴连接部件500B设置在细长轴100的另一端，并且相应于第一线缆滑轮222A和第二线缆滑轮422A的线缆滑轮放在第二轴连接部件500B的第二俯仰轴连接部件520B的两侧。这样，通过第一线缆260A和第二线缆480A传递的能量用于控制构成末端执行器600B的杆620B和杆610B的旋转。再次，与第一实施例有关的图15至17所示的结构(即，使用第一连接滑轮560A和第二连接滑轮560B)同样可以适应于本实施例。

与前面的实施例中的每个中描述的微创外科手术工具类似，根据本实施例的微创外科手术工具的操作以这样的方式进行：通过两根线缆260A和480A控制在俯仰方向和偏转方向上的操作，并且尤其当两根线缆260A和480A在俯仰方向上具有相互不同的位移量时可以开关末端执行器600B(即，它们在相反方向上操作或者它们以不同的位移量在相同方向上操作)。即，根据附图，当第一杆114A和第二杆114B相互分开时可以打开末端执行器600B。无需多言，它可以其他方式在周围操作。即，取决于线缆260A和480A如何配置，当第一杆114A和第二杆114B相互分开时可以关闭末端执行器600B。

实施例IV

本实施例引入使用更少线缆用于操作微创外科手术工具的末端执行器的更简化的结构。

图27示出了根据本发明的第四实施例的微创外科手术工具的结构，并且图28和29示出了图27中的“A”部分和“B”部分的详细视图。

如附图所示，同在第一实施例中一样，本发明的第四实施例也使用俯仰轴驱动线缆260和开关线缆480。另外，回复弹簧700绕在第二轴连接部件500B的第二偏转轴连接部件540B的每端上的连接滑轮上，从而施加预定程度的弹力以在偏转方向上操作。这里，开关线缆480穿过在第二轴连接部件500B的中心轴线上的通孔512连接到末端执行器600C。

当轴510随着开关线缆480插入通孔512而旋转，拉出开关线缆480时，末端执行器600C可能被开或关，这与外科医生的计划相抵触。为了防止这种情况，如图32和33所示，线缆槽514设置在通孔512附近，其中开关线缆480插入线缆槽514。通过这样做，即使轴510可以旋转，也不会发生末端执行器600C的非预期的操作(即，开或关)。这里，线缆槽514的深度优选超过轴510的直径的一半。而且，如附图所示，这样的线缆槽可以设置在第一俯仰轴连接部件520A的中心轴线、第二俯仰轴连接部件520B的中心轴线、第一偏转轴连接部件540A的中心轴线、或者一些指定旋转元件的中心轴线内，如果必要的话。

在作为相关申请的相同申请人提出的韩国专利申请号2008-51248中，提供了关于根据本实施例的开关线缆的结构和操作原理的进一步细节。

根据本实施例，末端执行器600C可以同在第一实施例中一样通过操作俯仰轴驱动线缆260而在俯仰方向上操作，或者可以同在相关申请中说明的一样通过操作开关线缆480而开关。同时，使用图15、16和17中描述的连接滑轮与俯仰轴驱动线缆260协作也可以控制末端执行器600C在偏转方向上的操作。在这种情况下，可以使用回复弹簧700施加弹力用于使处于正常状态的末端执行器600C转向偏转方向(例如，图30中的方向B1)。结果，在俯仰轴驱动线缆260的帮助下，控制末端执行器600C在偏转方向上的操作可能变得更容易。换言之，例如，如果需要末端执行器600C在偏转轴线的方向B1的相反方向上操作，那么需要俯仰轴驱动线缆260以发生在偏转方向上的相应操作。同时，如果需要末端执行器600C在偏转轴线的方向B1上操作，那么解除对俯仰轴驱动线缆260的压力以更加取决于回复弹簧700的回复力。

参考与本实施例有关的图28，回复弹簧700设置在第二轴连接部件500B的偏转轴连接部件540B的两侧，但是本发明不限于这种结构。换言之，本领域的普通技术人员能够理解，本发明涉及根据其弹性力，回复弹簧700可以仅仅设置在偏转轴连接部件540B的一侧或者任何其他位置以恢复末端执行器600C在偏转方向上的操作。

同时，如图34所示，当末端执行器600C配置有例如钩形电极的元件，，则其完全不进行开关操作时，不再需要开关线缆来设计微创外科手术工具，而是仅仅俯仰轴驱动线缆和回复弹簧700就足以实现所有能够在俯仰方向和偏转方向上的操作。

虽然已经参考某些优选实施例描述了本发明，但是本领域的普通技术人员可以明白：在不脱离以下权利要求限定的本发明的范围的情况下可以进行多种变化和修改。

Claims

1.一种微创外科手术工具，包括：

具有预定长度的细长轴；

可由使用者手动控制的调节手柄；

第一俯仰轴部件和第一偏转轴部件，所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件定位在所述细长轴的一端附近用于随着所述调节手柄的操作传递俯仰和偏转方向上的动作；

第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件，所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件定位在所述细长轴的另一端附近用于分别相应于所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件的操作而操作；和

可由所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件控制的末端执行器，

其中所述第一俯仰轴部件通过至少一根俯仰轴驱动线缆驱动所述第二俯仰轴部件，并且所述第一偏转轴部件通过至少一根偏转轴驱动线缆驱动所述第二偏转轴部件。

2.根据权利要求1所述的工具，其中在所述细长轴内形成有至少一个空间。

3.根据权利要求2所述的工具，其中所述至少一根俯仰轴驱动线缆的至少一部分和所述至少一根偏转轴驱动线缆的至少一部分设置在所述细长轴的所述空间内。

4.根据权利要求1所述的工具，其中所述第一俯仰轴部件和所述第二俯仰轴部件分别包括第一俯仰轴线缆滑轮和第二俯仰轴线缆滑轮。

5.根据权利要求1所述的工具，其中所述第一偏转轴部件和所述第二偏转轴部件分别包括第一偏转轴线缆滑轮和第二偏转轴线缆滑轮。

6.根据权利要求1所述的工具，进一步包括：

第一轴连接部件，所述第一轴连接部件连接所述调节手柄与所述细长轴的一端，和

第二轴连接部件，所述第二轴连接部件连接所述细长轴的另一端与所述末端执行器。

7.根据权利要求6所述的工具，其中所述第一轴连接部件包括：

俯仰轴连接部件，所述俯仰轴连接部件具有彼此间隔开的一对板并连接到所述第一俯仰轴部件，和

偏转轴连接部件，所述偏转轴连接部件具有彼此间隔开的一对板并连接到所述第一偏转轴部件，并且

其中所述俯仰轴连接部件和所述偏转轴连接部件正交连接。

8.根据权利要求6所述的工具，其中所述第二轴连接部件包括：

俯仰轴连接部件，所述俯仰轴连接部件具有彼此间隔开的一对板并连接到所述第二俯仰轴部件，和

偏转轴连接部件，所述偏转轴连接部件具有彼此间隔开的一对板并连接到所述第二偏转轴部件，并且

其中所述俯仰轴连接部件和所述偏转轴连接部件正交连接。

9.根据权利要求7或8所述的工具，进一步包括：

至少一个连接滑轮，所述至少一个连接滑轮设置在所述偏转轴连接部件外用于改变所述俯仰轴驱动线缆的操作方向。

10.根据权利要求9所述的工具，进一步包括：

与开关线缆协作的开关部件，

其中所述开关部件包括：

第一开关线缆滑轮，所述第一开关线缆滑轮随着所述调节手柄的开关操作而旋转；和

第二开关线缆滑轮，所述第二开关线缆滑轮用于通过所述开关线缆将所述第一开关线缆滑轮的操作传递到所述末端执行器。

11.根据权利要求10所述的工具，其中有至少两对连接滑轮，并且每对连接滑轮设置在所述偏转轴连接部件的任一侧。

12.根据权利要求10所述的工具，其中至少一部分开关线缆设置在所述细长轴的空间内。

13.一种微创外科手术工具，包括：

具有预定长度的细长轴；

可由使用者手动控制的调节手柄；

第一俯仰轴部件和第一偏转轴部件，所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件定位在所述细长轴的一端附近用于随着所述调节手柄的操作传递俯仰和偏转方向的动作；

第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件，所述第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件定位在所述细长轴的另一端附近，用于分别相应于所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件的操作而操作；和

其中所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件分别通过至少一根驱动线缆驱动所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件。

14.根据权利要求13所述的工具，其中所述第一偏转轴部件进一步通过至少一个回复弹簧驱动所述第二偏转轴部件。

15.根据权利要求13或14所述的工具，其中所述末端执行器构造为用于开关，并且所述工具进一步包括开关部件，所述开关部件与开关线缆协作用于控制所述末端执行器的开关操作。

16.根据权利要求15所述的工具，进一步包括：

第一轴连接部件，所述第一轴连接部件连接所述调节手柄与所述细长轴的一端；和

17.根据权利要求16所述的工具，其中所述第一轴连接部件包括：

偏转轴连接部件，所述偏转轴连接部件具有彼此间隔开的一对板并连接到所述第一偏转轴部件，和

其中所述俯仰轴连接部件和所述偏转轴连接部件正交连接。

18.根据权利要求16所述的工具，其中所述第二轴连接部件包括：

其中所述俯仰轴连接部件和所述偏转轴连接部件正交连接。

19.根据权利要求17所述的工具，其中所述俯仰轴连接部件和所述偏转轴连接部件包括中心轴，并且所述中心轴包括开关线缆槽，所述开关线缆插入所述开关线缆槽内。

20.根据权利要求18所述的工具，其中所述俯仰轴连接部件和所述偏转轴连接部件包括中心轴，并且所述中心轴包括开关线缆槽，所述开关线缆插入所述开关线缆槽内。

21.一种微创外科手术工具，包括：

具有预定长度的细长轴；

可由使用者手动控制的调节手柄；

第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件，所述第二俯仰轴部件和第二偏转轴部件定位在所述细长轴的另一端附近用于分别相应于所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件的操作而操作；和

末端执行器，所述末端执行器可由所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件控制和并被配置为由所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件开关，

其中所述第一俯仰轴部件和所述第一偏转轴部件通过至少一根第一线缆和至少一根第二线缆驱动所述第二俯仰轴部件和所述第二偏转轴部件，并且

其中所述末端执行器被配置为根据所述至少一根第一线缆和所述至少一根第二线缆的位移量的差异而开关。