CN102133118B - 微尺度缝针自动持针器 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种用于夹持显微缝合手术的微尺度缝针自动持针器。持针器包括驱动部件步进电机(1)，用于连接电机(1)和U型底座(4)的连接套筒(2)，一套由传动螺杆(3)和法兰型螺母(5)组成的螺旋传动机构，一个用于夹紧缝针的装置——夹紧手指(7)，一套用于控制手指张开闭合运动的装置——夹持套筒(6)，一个用来固定夹紧手指(7)的支座——U型支座(4)，以及轴承，螺栓连接等。在步进电机作用下，传动螺杆做正反向的旋转运动，从而带动固连在螺母上的夹持套筒沿夹紧手指的轴线方向做往复直线运动，在夹持套筒的作用下，夹紧手指完成闭合和张开运动，以实现持针器对缝针的夹持功能。

Description

微尺度缝针自动持针器

技术领域

本发明是一种新型的，用于缝合手术的，夹持小直径缝针的自动化持针器。具体上说，是一种用于夹持直径范围在0.1mm-0.5mm之间的微型圆弧型医用缝针，能够配合机器人工作，实现缝合手术技术机械化的持针器。

背景技术

目前显微外科缝合手术中使用的持针器为钳子，这种持针器不适合用在自动缝合器械上，无法实现缝合自动化技术，因此迫切需要提供一种适合于在自动缝合器械上使用，并具有足够精度的新型持针器。此外，显微外科缝合手术要求手术创伤小，所以缝合过程中使用的缝针小，因此依靠普通持针器难以保证缝针夹持的可靠性与稳定性。微尺度缝针自动持针器正是结合显微外科手术的特点与缝合手术机械化与自动化的要求而设计的一种医用微型缝针持针器。

发明内容

本发明是一种新型的，用于显微外科缝合手术自动化的微型缝针持针器。该持针器可以实现对缝针的自动夹紧和松开动作，并可以与显微外科缝合机器人配合，实现显微外科缝合手术的机械化操作。

本发明中的缝针夹持机构，主要包括：

动力装置：本发明的动力驱动采用步进电机，因此可以通过步进电机驱动器控制步进电机的输入脉冲，以实现对电机转向、转速以及转动行程的控制，以实现对传动螺栓转向、转速和转动行程的控制。

传动装置：本发明采用螺杆转动，螺母移动的螺旋传动，其中主要构件是传动螺杆和法兰型螺母。传动螺栓在步进电机的作用下可以进行正反两个方向的旋转运动，因此法兰型螺母可以做往复的直线运动。

夹持装置：本发明的夹持装置主要包括夹紧手指和夹持套筒。其中夹紧手指在夹持套筒作用下完成对缝针的夹紧动作，依靠夹紧手指自身的弹性完成松开动作。夹紧手指外壁具有一定的斜度，该斜度与夹持套筒的夹紧面的斜度大小相同；内壁为梯形通槽，并且上夹持面上具有定位缝针的凹槽。缝针夹紧时，上下两夹持面闭合；缝针释放时，上下两夹持面分离。

附图说明

图1是本发明中微尺度缝针自动持针器机构的夹紧状态下的主视图；

图2是本发明中微尺度缝针自动持针器机构的松开状态下的主视图；

图3是本发明中微尺度缝针自动持针器机构的俯视视图；

图4是本发明中微尺度缝针自动持针器机构中传动装置与夹持装置的示意图；

图5是本发明中微尺度缝针自动持针器机构中夹持套筒的零件示意图；

图6是本发明中微尺度缝针自动持针器机构中U型底座示意图；

图7是本发明中微尺度缝针自动持针器机构中夹紧手指主视示意图；

图8是夹紧手指的图7中持针器夹持缝针处的局部剖视示意图；

图9是缝合操作过程中换针动作的示意图。

具体实施方式

1.夹紧缝针的过程：控制器对步进电机发出正向转动信号，步进电机正向转动，此时与步进电机相连的连接传动螺杆随之转动，固连在法兰型螺母上的夹持套筒沿夹紧手指都断端轴线向持针器前端运动，在夹持套筒的作用下，夹紧手指慢慢闭合，将缝针夹持住。

2.释放缝针的过程：步进电机接受到控制器发送的反向转动时，步进电机反向旋转，在螺旋传动的作用下，夹持套筒沿夹紧手指的轴线反向运动，夹持套筒与夹紧手指外壁之间的压紧力逐渐变小，在夹持手指自身弹性的作用下，夹持手指张开，持针器完成了对缝针的释放动作。

3.缝合操作过程：此过程需要使用两个持针器分别完成缝合操作的进针，换针和出针三个动作。(1)进针动作，圆弧针在入针持针器的作用下处于针柄被夹持状态下，通过控制持针器的运动就可以实现缝合操作的进针动作。(2)换针动作，当缝针的针尖穿出缝合组织到达指定的缝合位置后，利用出针持针器的夹紧动作，将圆弧针的针尖迅速夹紧；待出针持针器将缝针的针尖夹紧后，入针持针器执行释放缝针的动作。这样缝合手术中的换针动作就完成了。(3)出针动作，圆弧针在出针持针器的作用下处于针尖被夹紧，针柄自由状态，通过控制持针器整体的运动，就可以完成缝合操作的出针动作。待出针动作完成后，就实现了缝合手术中的缝合操作。图9为缝合操作过程中换针动作的示意图，其中12，15为两个持针器，13为医用圆弧形微小缝针，14为缝合组织。

Claims (7)

1.一种用于夹持显微缝合手术小直径缝针的自动化持针器，其包括步进电机，传动螺杆，法兰型螺母，夹紧手指，夹持套筒，U型底座和连接套筒；其中：

所述自动化持针器的U型底座一端通过连接套筒与步进电机固连，另一端与夹紧手指固连；

所述自动化持针器的法兰型螺母一方面通过传动螺杆与步进电机输出轴连接，另一方面通过螺栓与夹持套筒固连；

所述自动化持针器，通过控制步进电机的转动方向，实现传动螺杆旋转运动方向的改变，从而改变夹持套筒直线运动方向，实现夹紧手指对所述缝针的夹紧动作和松开动作。

2.根据权利要求1所述的自动化持针器，其特征在于：自动化持针器用来夹持小直径的圆弧针，所述持针器夹持的圆弧针直径d的范围：0＜d＜0.5mm。

3.根据权利要求1所述的自动化持针器，其特征在于：所述夹紧手指采用弹性材料，夹紧手指能够依靠自身的弹性，在松开动作中恢复到未发生夹紧变形前的状态，其中：

所述夹紧手指的外壁具有一定的斜度，在夹紧运动过程与夹持套筒形成压紧力；

所述夹紧手指的内壁为梯形通槽，包括上、下两个夹持面，且所述夹紧手指的上夹持面上有一个定位凹形槽；

所述缝针被夹紧时，两夹持面之间的相对距离趋于最小；

所述缝针被释放时，两夹持面之间的距离趋于最大。

4.根据权利要求1所述的自动化持针器，其特征在于：所述持针器的传动机构由传动螺杆，法兰型螺母和U型底座组成，且为螺旋直线运动机构；

所述传动机构中，传动螺杆随步进电机输出轴旋转运动时，法兰型螺母沿着传动螺杆作直线运动。

5.根据权利要求3所述的自动化持针器，其特征在于：所述夹持套筒的前端的夹紧面具有一定斜度，其斜度方向与夹持手指外壁的斜度方向相同；

夹持套筒与法兰型螺母采用螺栓连接，并随法兰型螺母的运动而运动。

6.根据权利要求3所述的自动化持针器，其特征在于：

在夹紧所述缝针时，夹持套筒沿夹紧手指轴线向自动化持针器前端运动，利用夹持套筒夹紧面和夹紧手指外壁之间产生相对挤压，使夹紧手指发生变形，两夹持面的距离不断减小，完成夹紧动作；

在松开所述缝针时，夹持套筒沿轴线向自动化持针器后端运动，夹持套筒夹紧面和夹紧手指外壁之间的挤压变形减小，在夹紧手指自身弹性的作用下，两夹持面的距离不断增大，夹紧手指恢复到夹紧变形前的状态，完成松开动作。

7.根据权利要求1或4所述的自动化持针器，其特征在于：夹紧手指，夹持套筒，传动螺杆以及法兰型螺母机构的轴线重合。

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