CN102341049A - 手术用器械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种手术用器械。该手术用器械包括：把手；轴，结合在把手，并向一方向延伸；弯曲部，形成于轴的一部分；驱动部，安装在把手，生成预定的驱动力；动力传递机构，将从驱动部生成的驱动力传递到弯曲部而使弯曲部弯曲；在手术用器械安装电机等的驱动部，仅简单操作操纵杆等的控制器而使轴弯曲，从而在用一个手握住器械的状态下也能容易转换执行器的方向。另外，在握着器械的状态下轴被弯曲，所以在执行器的方向变动的过程中可以感觉到施加在执行器的反作用力的相当部分，可以体现“触觉反馈”。

Description

手术用器械

技术领域

本实施方式涉及手术用器械。

背景技术

医学上的手术是指将皮肤或粘膜、其它组织使用医疗仪器切割或割开或施加操作来治疗疾病。特别是，将手术部位的皮肤切开而打开，对其内部的器官等进行治疗、整形或去除的开腹手术等导致出血、副作用、患者的痛苦、伤疤等的问题。

对此，代替切开皮肤来穿设微小的孔，通过此孔插入内窥镜、腹腔镜、手术用器械、显微手术用显微镜等的医疗仪器而在体内进行手术的“腹腔镜手术”或“微创手术”倍受瞩目。

这种，使用于腹腔镜手术的现有的手术用器械10如图1所示，具有在从把手12延伸的轴14的末端结合有执行器16的结构。在手术过程中，需要转换执行器16的方向的情况下，现有的器械由人手动解开锁定装置18并手动转动操作件26而使轴的一部分20如关节般弯曲之后，重新锁定锁定装置18的方式操作。

但是，上述现有的手动操作方式需要在手术中手动操作锁定装置18及操作件26，所以要使用双手操作器械10，因此在双手分别握着手术工具的情况下无法操作手术用器械10。

上述的背景技术是发明者为了导出本发明而持有或者在本发明的导出过程中学习的技术信息，不一定就是在本发明的申请前对一般公众公开的公知技术。

发明内容

本发明提供一种通过简单操作控制器使轴弯曲，从而能够容易转换执行器的方向的手术用器械。本发明所提示的课题以外的技术课题应当通过下述的说明容易理解。

根据本发明的一方面，提供一种手术用器械，其包括：把手；轴，结合在把手，并向一方向延伸；弯曲部，形成于轴的一部分上；驱动部，安装在把手，生成预定的驱动力；动力传递机构，将由驱动部生成的驱动力传递到弯曲部以使弯曲部弯曲。

还可以包括，结合在轴的末端部并根据使用者对把手的操作而进行手术所需动作的执行器。这时，还可以包括：可旋转地安装在把手，并连接在执行器，使执行器以轴的延伸方向为中心旋转的旋转操作件。另外，执行器可以包括相互咬合的一对颚，在把手结合有与一对颚连接而使一对颚开闭的夹持操作件。

弯曲部邻接形成于执行器，可以按照弯曲部的弯曲而变换执行器的朝向。这时，弯曲部可以包括蛇形的关节。

驱动部可以包括：电机部；提供驱动电机部所需的电力的电源部；控制电机部的驱动的控制器。电源部可以包括收容在把手内的电池。电机部位于把手的外部，可以通过驱动力传递机构连接在把手。控制器包括方向操作件，其控制电机部的驱动而使弯曲部与其操作方向对应地弯曲。

驱动部具备保持功能，在方向操作件被操作为预定的方向的情况下，驱动电机部而使弯曲部维持对应于该操作的弯曲状态；并且，还可以包括释放操作件，该释放操作件控制电机部的驱动使弯曲部恢复到初始状态。

这时，方向操作件被操作在2个以上的方向上，电机部可包括：对应于方向操作件的第1操作方向而被驱动的第1电机、和对应于方向操作件的第2操作方向而被驱动的第2电机。弯曲部可以随着第1电机的驱动向第1方向弯曲，随着第2电机的驱动向第2方向弯曲。

动力传递机构可以包括：连接第1电机和弯曲部的沿第1方向相互对置的2个点的第1金属丝、和连接第2电机和弯曲部的沿第2方向相互对置的2个点的第2金属丝。另外，还可以包括反作用力阻隔部，该反作用力阻隔部设置在第1、第2金属丝和弯曲部之间，阻止使弯曲部恢复到原来位置的反作用力传递到第1、第2电机。反作用力阻隔部可以包括蜗轮机构(Worm gear)。蜗轮机构包括蜗杆和啮合在蜗杆的蜗轮，而且，根据设置在驱动部的释放操作件的操作，蜗杆可以从蜗轮分离。

轴可装拆地结合在把手，动力传递机构由内置于轴的第1动力传递机构和内置于把手的第2动力传递机构构成，随着轴结合在把手，第1动力传递机构和第2动力传递机构可以相互连接。

上述以外的其它方面、特征、优点，通过以下的附图、权利要求书及发明的详细说明会变得清楚。

根据本发明的优选实施例，在手术用器械安装电机等的驱动部，仅通过简单操作操纵杆等的控制器就能使轴弯曲，从而在用一只手握着器械的状态下也容易改变执行器的方向。另外，因在握着器械的状态下轴被弯曲，在执行器的方向发生变动的过程中，可以感受到相当一部分施加在执行器的反作用力，从而可以体现触觉反馈(haptic feedback)。

附图说明

图1是表示根据现有技术的机器人手术用器械的立体图。

图2是示意地表示根据本发明的一实施例的手术用器械的侧视图。

图3是表示根据本发明的一实施例的弯曲部的弯曲状态的俯视图。

图4是对图3的“A”部分的放大剖面图。

图5是表示根据本发明的一实施例的驱动部的图。

图6是表示根据本发明的一实施例的反作用力阻隔部的图。

图7是表示根据本发明的一实施例的释放操作件的动作状态的图。

图8是表示根据本发明的一实施例的轴可装拆地结合在把手的状态的图。

具体实施方式

本发明可以施加多样的变形，可以具有多种实施例，将在附图上例示特定实施例并详细地进行说明。但是，这并非是将本发明限定为特定的实施方式，应当理解为包含属于本发明的思想及技术范围的所有变更、等同物及替代物。

如第1、第2等的包含序数的用语可以使用于说明多样的构成要素，但是上述构成要素不限于上述用语。上述用语仅使用于从其它构成要素区分一个构成要素的目的。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第1构成要素可以命名为第2构成要素，类似地第2构成要素也可以命名为第1构成要素。提及某个构成要素“连接”或“接合”在其它构成要素时，可能直接连接或接合在其它构成要素，但是应理解在中间可能存在其它构成要素。

在本说明书中使用的用语是单纯为了说明特定的实施例而使用的，并不是要限定本发明。单数的表述在上下文上未清楚表示不同时，包括复数的表述。在本说明书中，“包括”、“具有”等的用语应当理解为是要指定记载于说明书上的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在，而不是事先排除一个或其以上的其它特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些组合的存在或附加可能性。

另外，在参照附图说明时，与附图符号无关，相同的构成要素赋予相同的参照符号，省略对其重复的说明。在说明本发明时，在判断为对相关公知技术的详细说明有可能影响本发明宗旨的情况下，省略对其详细说明。

图2是示意地表示根据本发明的一实施例的手术用器械的侧视图，图3是表示根据本发明的一实施例的弯曲部的弯曲状态的俯视图，图4是对图3的“A”部分的放大剖面图。参照图2至图4，示出把手30、旋转操作件32、夹持操作件34、轴40、弯曲部42、执行器44、驱动部50、方向操作件58、动力传递机构70、第1金属丝72、第2金属丝74。

本实施例的特征在于，与现有技术同样手动进行弯曲手术用器械的轴40而变换结合在轴40的末端的执行器44的方向的操作，并利用电机等的动力自动地弯曲，从而在握着器械的状态下，可以仅通过简单操作开关而容易变换执行器44的方向，在该过程中，使用者可以检测到施加在执行器44的前端的反作用力，即，感觉到触觉反馈。

即，根据本实施例的器械涉及所谓“利用动力的手动式器械”(MotorizedHandheld Instrument)，如图2所示，在轴40的末端部形成弯曲部42，如图3所示，利用电机的动力使弯曲部42自由自在地弯曲，在这样以手动式操作的器械中，利用电机等的力量使轴40弯曲，从而可以容易使器械末端向上、下、左、右运动。

如图2所示，根据本实施例的器械以在操作用把手30上延伸设置轴40的结构为基本，在轴40的端部形成自由自在地弯曲的弯曲部42，在把手30安装产生使弯曲部42弯曲的驱动力的驱动部50，驱动部50和弯曲部42由动力传递机构70连接，随着驱动部50的驱动，弯曲部42向期望的方向弯曲。

在轴40的末端可以结合由一对颚构成的夹子形态的执行器44，通过由使用者握着把手30进行操作，从而使执行器44进行切断、夹持、旋转等手术需要的各种动作。为此，在把手30可以结合使执行器44以轴40的延伸方向为中心旋转的旋转操作件32，以及开闭一对颚进行夹持动作的夹持操作件34等对应于执行器44的各动作的操作件。

这样，为了在执行器44体现各种动作，各操作件和执行器44可以连接成多种方式，例如图2所示，可旋转地结合于把手30的旋转操作件32与轴40连接，使轴40及连接在其末端的执行器44可以随着旋转操作件32的旋转而旋转，而以杠杆的形态结合在把手30的夹持操作件34通过金属丝与一对颚连接，随着拉动夹持操作件34，张力通过金属丝传递以使执行器44可以进行夹持动作。除此以外，根据执行器44的动作方式及各操作件的动作方式，可以应用多样的连接方式。

弯曲部42形成在轴40的一部分，是具有使轴40向任意方向弯曲的关节作用的部分，在图2所示的实施例中，示出在轴40的端部即与执行器44邻接的部分形成有弯曲部42的情况。

如上所述，通过驱动部50生成、传递驱动力而使弯曲部42弯曲，从而轴40中弯曲部42以后的部分，即，使结合有执行器44的部分运动以朝向预定的方向，因此，通过弯曲部42的弯曲，执行器44的朝向发生变化。

即，操作本实施例的器械，不仅使执行器44进行手术需要的各种动作(切断、夹持、旋转等)，还变换执行器44的朝向，从而可以在不变换器械整体的方向的情况下，对期望的手术部位进行各种手术操作。进而，在不能变换器械的方向的状况下，也可以弯曲轴40而变换执行器44的朝向而进行手术。

这样，为了弯曲轴40的一部分，根据本实施例的弯曲部42可以组合铰链、枢轴、波纹管等多样的机构来实现，如图4所示，可以体现为连设(连续设置)多个柔性关节的所谓“蛇形”(Snake type)的方式。

由蛇形构成的弯曲部42，如后所述，在其内壁固定金属丝，通过金属丝传递张力，从而可以向期望的方向弯曲。例如，将分别对应于上、下、左、右的方向的4个金属丝固定在弯曲部42的内壁的状态下，当拉紧左侧的金属丝而放松右侧的金属丝时，弯曲部42由于金属丝的张力向左侧弯曲。

以上，说明了根据本实施例的手术用器械的整体性的结构。但是，在本实施例的驱动部50不一定使用电机，可以使用能够使弯曲部42弯曲的各种驱动力生成机构。另外，由驱动部50生成传递的驱动力并不一定仅使用于弯曲弯曲部42，还可以作为执行器44的动作等各种操作所需的驱动力而活用。

而且，根据本实施例的器械不限于使用者必须用手握住而使用的手动式，还可以体现为将把手30部分安装在手术用机械臂上，从机械臂接收驱动力而动作的方式。以下，对器械的各部分的动作更详细地进行说明。

图5是表示根据本发明的一实施例的驱动部的图。图5示出轴40、驱动部50、第1电机52、第2电机54、电源部56、方向操作件58、释放操作件60、第1金属丝72、第2金属丝74。

在图5中，举例说明用一对电机和在各电机滑轮结合金属丝而体现本实施例的驱动部50的情况。

根据本实施例的驱动部50可以由电机部、电源部56、以及控制电机部的驱动的控制器构成。在本实施例中，电机仅使用于弯曲部42的弯曲操作，所以可以使用可生成其所需的动力的程度的容量的电机，这时，可以使用能够收容在把手30内的大小的电机。

但是，根据本实施例的电机部不一定收容在把手内，在把手外部设置电机部，由“电缆沟(cable conduit)”等的驱动力传递机构将电机部连接在把手，从而可以从外部接收驱动力。

电源部56是提供电机的驱动所需的电力的构成要素，可以接收来自外部的电源，而为了提升器械的移动性，还可以使用收容在把手内的干电池或充电电池等的电池。如上所述，为了产生弯曲部42的弯曲所需的动力，可以使用小型电机，随之，电源部56可以设计成更小的容量，能够以低廉的价格构成驱动部50。

控制器是控制电机部的驱动的部分，在本实施例中，对应于弯曲部42的弯曲方向，在把手30部分设置如小型操纵杆或方向键等的方向操作件58以作为控制器，可以更直观地控制弯曲部42的弯曲方向。例如，当弯曲部42被构成为向上、下、左、右方向弯曲时，设置向上、下、左、右方向操作的操纵杆等，并使方向操作件58的操作方向和弯曲部42的弯曲方向一致，从而使用者可以直观地操作方向操作件58而使弯曲部42弯曲。

如图3所示，向右侧R操作方向操作件58，弯曲部42随之向右侧R弯曲，向左侧L操作方向操作件58，弯曲部42随之向左侧L弯曲。

这样，为了将方向操作件58向上、下、左、右方向操作以驱动电机而弯曲弯曲部42，如图5所示，本实施例的电机部可以使用一对电机52、54。

即，通过向上下方向操作方向操作件58来驱动第1电机52，通过向左右方向操作方向操作件58来驱动第2电机54，通过第1电机52的驱动使弯曲部42朝上下方向弯曲，通过第2电机54的驱动使弯曲部42向左右方向弯曲，从而可以匹配方向操作件58的操作方向和弯曲部42的弯曲方向。

但是，不一定将根据本实施例的方向操作件58的操作方向及弯曲部42的弯曲方向设定为上下方向和左右方向，当然可以匹配成，使方向操作件58向2个方向，即，第1操作方向及第2操作方向操作，对应地，使弯曲部42向第1方向及第2方向弯曲。

第1、第2电机52、54和弯曲部42的各支持点可以通过金属丝等的动力传递机构70连接，例如，第1电机52可以通过第1金属丝72连接在弯曲部42的2个支持点，第2电机54可以通过第2金属丝74连接在弯曲部42的2支持点。

如上述的例子，当第1电机52对应于上下方向的弯曲，第2电机54对应于左右方向的弯曲时，连接于第1电机52的第1金属丝72可以连接在弯曲部42的上、下2个支持点，而连接于第2电机54的第2金属丝74连接在弯曲部42的左、右2个支持点。而且，当第1电机52对应于第1方向的弯曲，第2电机54对应于第2方向的弯曲时，第1金属丝72连接在弯曲部42的沿第1方向相互对置的2个支持点，第2金属丝74可以连接在弯曲部42的沿第2方向相互对置的2个支持点。

另一方面，在根据本实施例的驱动部50除了方向操作件58以外，可以附加“保持”(hold)功能及“释放”(release)功能。

保持功能是不碰方向操作件58时使弯曲部42维持弯曲状态的功能，当方向操作件58向预定的方向操作时，锁定驱动部50而使弯曲部42维持对应于其操作而被弯曲的状态。

为了体现这种保持功能，可以使用如下的多种方法：方向操作件58被操作为预定的方向的状态时，使电机部处于继续被供电的状态，以使电机52、54不会通过外力动作而保持停止状态，或者，选择具有足够大的齿槽转矩(cogging torque)的电机，以避免由弯曲部42弯曲引起的反作用力反过来驱动电机52、54，从而避免通过方向操作件58的操作以外的外力使电机52、54动作，或者，在方向操作件58设置止动器等，使向预定方向操作的方向操作件58机械地被锁定，或者，设置单独的保持开关，若按压保持开关就锁定方向操作件58的操作，从而维持弯曲部42弯曲的状态。

另外，可以对应于保持功能而体现释放功能，释放功能是操作释放按扭等的释放操作件60而使被弯曲为预定状态的轴40自动恢复原状态的功能，释放操作件60具有驱动电机部而使弯曲部42恢复到初始状态的功能。

释放操作件60可以体现为单独的按扭形态，或者可以体现为多种方式，如在操纵杆附加按压功能，在向上、下、左、右操作操纵杆的情况下作为方向操作件58动作，在按压操纵杆的情况下作为释放操作件60进行动作。

图6是表示根据本发明的一实施例的反作用力阻隔部的图，图7是表示根据本发明的一实施例的释放操作件的动作状态的图。图6及图7示出轴40、弯曲部42、驱动部50、方向操作件58、释放操作件60、第1金属丝72、第2金属丝74、反作用力阻隔部76、蜗杆78、蜗轮80。

本实施例是在动力传递机构70的中间设置反作用力阻隔部76的例子，当从驱动部50生成、传递动力而弯曲弯曲部42时，防止由弯曲部42的弯曲产生的反作用力反过来作用于电机而导致电机被损伤或进行错误动作。

即，用金属丝连接驱动部50和弯曲部42时，在其中间设置蜗轮机构78、80等的齿轮，从而从驱动部50向弯曲部42侧(正方向)传递驱动力，从弯曲部42向驱动部50侧(反方向)则进行遮断而防止基于弯曲的反作用力直接传递到电机。

如图6所示，在第1、第2金属丝72、74和弯曲部42之间设置蜗轮机构78、80等的反作用力阻隔部76，防止使弯曲部42恢复到原来位置的反作用力直接传递到第1、第2电机52、54，以防止在电机施加不必要的负载。

这时，从电机生成传递的力不是直接作用于弯曲部42，而是电机使蜗杆78旋转，啮合在蜗杆78的蜗轮80随之旋转而向弯曲部42的各支持点施加张力。由此，可以阻止由弯曲部42的弯曲引起的反作用力反过来直接传递到电机。

另一方面，如上所述，在驱动部50设置释放操作件60，实现对电机部进行驱动而使被弯曲成预定状态的弯曲部42恢复到初始状态，从而使弯曲的轴40恢复原状的“释放功能”，如上述操作释放按钮而可使轴40电子性地复原，还可以机械性地分离反作用力阻隔部76，从而实现释放功能。

即，作为反作用力阻隔部76使用蜗杆78和蜗轮80啮合的蜗轮机构时，随着操作释放操作件60(参照图7的“B”)，蜗杆78从蜗轮80机械性分离而往后退出(参照图7的“B”)，则可通过由弯曲部42弯曲引起的反作用力即弯曲部42的弹性恢复力，使轴60重新恢复到原位置。

图8是表示根据本发明的一实施例的轴可装拆地结合在把手的状态的图。图8示出把手30、旋转操作件32、轴40、驱动部50、动力传递机构70、蜗杆78、蜗轮80。

根据本实施例的器械，轴40部分可以做成一次性(disposable)，而把手30部分制作成可重复利用的结构。即，分别单独制作轴部分40和把手部分30、40′，以相互可装拆的结构构成，从而根据需要废弃使用过一次的轴部分40，将新的轴重新固定在把手30重复使用。

这时，根据本实施例的动力传递机构70被分离成内置于轴40侧的第1动力传递机构70和内置于把手30侧的第2动力传递机构70′，在被分离的动力传递机构70、70′的各端部形成相互对应的结合机构，从而在将轴40结合在把手30的过程中，第1动力传递机构70和第2动力传递机构70′可以相互连接。

例如，在内置于轴40侧的金属丝的端部形成突起，在内置于把手30侧40′的金属丝的端部形成嵌合上述突起的槽，从而通过在把手30结合轴40，金属丝可以相互结合并连接。

另外，如图6说明，在轴40、40′内设置蜗轮机构78、80等的反作用力阻隔部76时，在分离的轴的一侧40′设置蜗杆78，在另一侧40设置啮合于蜗杆78的蜗轮80，从而在轴40的分离及结合过程中，由于蜗轮机构啮合，自然地使动力传递机构70、70′相互连接。

但是，在根据本实施例的器械中，不一定要在与把手邻接的部分分离轴，可以分离轴的中间部分，使其一部分连接在把手，其余一部分作为轴尖，从而构成为相互可装拆的结构，而轴尖作为一次性的结构，把手及连接于把手的轴部分可以制作成可重复使用的结构。

工业可利用性

在以上参照本发明的优选实施例进行了说明，本技术领域的普通技术人员应当可以理解在不脱离下述权利要求范围记载的本发明的思想及领域的范围内可以多样地修改及变更本发明。

Claims (17)

1.一种手术用器械，其特征在于，包括：

把手；

轴，结合在上述把手，并向一方向延伸；

弯曲部，形成于上述轴的一部分上；

驱动部，安装在上述把手，用于生成预定的驱动力；

动力传递机构，将由上述驱动部生成的驱动力传递到上述弯曲部以使上述弯曲部弯曲。

2.如权利要求1所述的手术用器械，其特征在于，

上述弯曲部包括蛇形的关节。

3.如权利要求1所述的手术用器械，其特征在于，

在上述轴的末端部上结合有执行器，该执行器根据使用者对上述把手的操作而进行手术所需动作；

上述弯曲部邻接形成于上述执行器，上述执行器的指向随着上述弯曲部的弯曲而变换。

4.如权利要求3所述的手术用器械，其特征在于，

上述执行器包括相互咬合的一对颚，

在上述把手结合有：旋转操作件，连接于上述执行器而使上述执行器以上述轴的延伸方向为中心进行旋转；夹持操作件，连接于上述一对颚而使上述一对颚开闭。

5.如权利要求1所述的手术用器械，其特征在于，上述驱动部包括：

电机部；

电源部，提供驱动上述电机部所需的电力；

控制器，控制上述电机部的驱动。

6.如权利要求5所述的手术用器械，其特征在于，

上述电源部包括收容在上述把手内的电池。

7.如权利要求5所述的手术用器械，其特征在于，

上述电机部位于上述把手的外部，并通过驱动力传递机构连接在上述把手。

8.如权利要求5所述的手术用器械，其特征在于，

上述控制器包括方向操作件，该方向操作件控制上述电机部的驱动而使上述弯曲部与其操作方向对应地弯曲。

9.如权利要求8所述的手术用器械，其特征在于，

上述驱动部具备保持功能，在上述方向操作者被操作为预定的方向的情况下，驱动上述电机部使上述弯曲部维持对应于该操作的弯曲状态。

10.如权利要求8所述的手术用器械，其特征在于，

上述驱动部还包括释放操作件，该释放操作件控制上述电机部的驱动使上述弯曲部恢复到初始状态。

11.如权利要求8所述的手术用器械，其特征在于，

上述方向操作件被操作在2个以上的方向上，

上述电机部包括：对应于上述方向操作件的第1操作方向而被驱动的第1电机和对应于上述方向操作件的第2操作方向而被驱动的第2电机。

12.如权利要求11所述的手术用器械，其特征在于，

上述弯曲部随着上述第1电机的驱动向第1方向弯曲，而随着上述第2电机的驱动向第2方向弯曲。

13.如权利要求12所述的手术用器械，其特征在于，上述动力传递机构包括：

第1金属丝，连接上述第1电机和上述弯曲部的沿上述第1方向相互对置的2个点；

第2金属丝，连接上述第2电机和上述弯曲部的沿上述第2方向相互对置的2个点。

14.如权利要求13所述的手术用器械，其特征在于，

上述动力传递机构还包括反作用力阻隔部，该反作用力阻隔部设置在上述第1金属丝和上述弯曲部之间，阻止使上述弯曲部恢复到原来位置的反作用力被传递到上述第1电机。

15.如权利要求14所述的手术用器械，其特征在于，

上述反作用力阻隔部包括蜗轮机构。

16.如权利要求14所述的手术用器械，其特征在于，

上述蜗轮机构包括蜗杆和啮合在上述蜗杆的蜗轮，

上述蜗杆根据设置在上述驱动部的释放操作件的操作，从上述蜗轮分离。

17.如权利要求1所述的手术用器械，其特征在于，

上述轴可装拆地结合在上述把手，

上述动力传递机构由内置于上述轴的第1动力传递机构和内置于上述把手的第2动力传递机构构成，

随着上述轴结合在上述把手，上述第1动力传递机构和上述第2动力传递机构相互连接。

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