CN103610501B - 一种用于微创手术机器人的多功能手术器械 - Google Patents

Abstract

一种用于微创手术机器人的多功能手术器械，包括刀片和镊子，镊子的每个颚片由上下两部分构成，用弹性圆柱销连接，刀片与颚片上部分用铰接轴铰接，铰接轴上套有复位弹簧，铰接轴一端通过颚片显露于外作为按钮，且铰接轴上设有卡块，颚片上部分与铰接轴卡块对应位置设有卡槽，铰接轴安于刀片上的轴孔内，轴孔内侧有与铰接轴上卡块相适配的限位槽，卡块卡于限位槽内构成铰接轴和旋转块的周向限位配合，颚片下部分与刀片上轴孔的对应位置设有限位块，复位弹簧一端与限位块固定，另一端与铰接轴固定。通过按压按钮铰接轴与旋转块的周向限位失效，在复位弹簧的作用下使刀片绕铰接轴旋转，实现在人体内镊子、刀子、剪子之间的切换，节省手术时间。

Description

一种用于微创手术机器人的多功能手术器械

技术领域

本发明涉及一种医疗机器人设备，尤其涉及一种用于微创手术机器人的多功能手术器械。

背景技术

微创外科手术是指通过小切口将细长腹腔镜和手术器械插入患者体内，医生借助图像监视系统进行操作的外科手术。

微创外科手术与传统开口手术相比具有：切口小、出血少、疤痕小和恢复时间快等优点。但也有很多不足，由于体表切口约束，操作过程中医生手部运动与手术器械末端运动相反，造成眼手不协调，大大降低了手术灵活性。此外，医生手部抖动会被细长的手术器械放大，增加手术风险。

机器人辅助的外科手术系统能够有效地利用手术医生经验，同时发挥机器人定位精确、运行稳定等特点。能够帮助医生完成复杂的外科手术动作，减少手术中因医生疲劳或手部抖动导致的误操作和损伤，提高了手术安全性，缩短了治愈时间和降低了医疗成本。目前美国Computer Motion公司的ZEUS和Intuitive Surgical公司的Da Vinci外科手术机器人系统通过FDA认证并广泛应用于临床。

微创手术机器人在手术过程当中，手术器械是机器人与病人体内病灶及组织直接接触。因此手术器械性能在微创手术机器人系统中占据重要地位。手术过程中要根据不同手术操作需求更换不同手术器械类型。手术器械更换时需要将原有手术器械从病人体内取出，再将预更换的新器械插入人体。为确保手术器械更换过程的安全性，需要考虑如下问题：1)手术器械各关节均需在病人体内回归至零位，回零过程中要求手术器械任何部位不能与人体内组织发生干涉；2)为避免新手术器械对组织造成误伤，插入时不应在体内插入太深；3)为便于对手术器械进行控制，应保证其末端执行器一直处于内窥镜视野内。可见更换手术器械是一个较为复杂的过程，若处理不当，将会消耗大量手术时间，甚至对手术质量产生不利影响。目前研究主要是通过对快换接口优化来提高手术器械更换效率，很少研究器械本身部分。因此更换手术器械时，不可避免要将其从体内取出，从而延长了手术时间，降低了手术效率。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种用于微创手术机器人的多功能手术器械，实现在病人体内切换不同手术器械类型，降低因更换手术器械产生的运动对人体造成伤害的可能性，减少将手术器械取出和重新插入病人体内的时间，缩短整体手术操作时间，提高手术效率。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：一种用于微创手术机器人的多功能手术器械，包括刀片和镊子，所述镊子由上下两个颚片构成，所述颚片由上下两部分构成，通过弹性圆柱销连接，颚片上下两部分之间设有放置刀片的容腔，刀片与上述颚片上部分通过铰接轴连接，铰接轴上套有供刀片复位的复位弹簧，铰接轴一端穿过颚片的上部分显露于外作为按钮，且铰接轴上设有卡块，颚片的上部分与铰接轴上卡块的对应位置设有卡槽；所述刀片上设有轴孔，铰接轴安于轴孔内，轴孔内侧安有与铰接轴上卡块相适配的限位槽，卡块卡于限位槽内构成铰接轴和旋转块间的周向限位配合，所述颚片下部分与刀片上轴孔的对应位置设有限位块，复位弹簧一端与限位块固定，另一端与铰接轴固定，所述刀片的轴口中心偏颚片的啮合边，且旋转出来刀刃超出镊口；所述颚片容腔内设有凸台，刀片完全打开时刀柄恰与凸台接触；所述镊子的两颚片都通过弹性圆柱销固定有驱动轮。

本发明用于微创手术机器人的多功能手术器械具有如下有益效果：

1.本发明的多功能手术器械具有结构简单、传动可靠、快换效率高、不增加原有手术器械体积、可在人体内完成不同类型手术器械切换的优点；

2.本发明的多功能手术器械应用领域可以是任何方面的微创外科手术；

3.采用本发明的机构可以组装多种其他配套的手术器械，能够充分满足微创手术操作过程中使用不同器械的要求，提高手术器械的集成化；

4.本发明的多功能手术器械类型的切换动力由病人体内的其它手术器械来提供，没有添加额外传动力。

附图说明

图1为本发明实施例镊子其中一颚片的爆炸俯视示意图；

图2为本发明实施例镊子其中一颚片的爆炸仰视示意图；

图3为本发明实施例实现镊子功能的示意图；

图4为本发明实施例实现刀子功能的示意图；

图5为本发明实施例实现剪子功能的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的微创手术机器人的多功能手术器械进行详细说明。

如图1、2、3所示，本实施例包括有刀片1及镊子2，所述刀片1由11、12两个刀片组成，分别安装在所述镊子2的上颚片21、下颚片22中，所述上颚片21由上下两部分211、212构成，通过弹性圆柱销5连接，颚片上下两部分211、212之间设有放置刀片的容腔2112，刀片11与上述颚片上部分211通过铰接轴3铰接连接，铰接轴3上套有使刀片11复位的复位弹簧4，铰接轴3一端通过颚片21上半部分211显露于外，且铰接轴3上设有卡块31，颚片21的上半部分211与铰接轴3上卡块31的对应位置设有卡槽2111，刀片11上设有轴孔113，铰接轴3安设于轴孔113内，轴孔113内侧安设有与铰接轴3上卡块31相适配的限位槽112，卡块31卡设于限位槽112内构成铰接轴3和刀片11的周向限位配合，所述颚片21下半部分212与刀片11上轴孔113的对应位置设有限位块2121(I为局部放大图)，复位弹簧4一端与限位块2121固定，另一端与铰接轴3固定，另外驱动轮6通过销固定在颚片21的下部分212上；下颚片22与上颚片21具有相同结构，所以不再赘述，另外轴7贯穿两固定有驱动轮的颚片21、22，将轴固定于手术器械上，便可实现手术执行末端与手术器械的连接。

本发明中，手术器械的平时状态为镊子功能，即刀片1收容在镊子2中。将手术器械呈镊子状态时插入病人体内，可通过病人体内其它手术器械按压铰接轴3，使得铰接轴3上卡块31与颚片21上半部分211上卡槽2111解除配合，铰接轴3上卡块31与刀片11的限位槽112相配合，实现刀片11的选择，又因为复位弹簧的设置，使得刀片11绕铰接轴3旋转出来，当刀片11转过180度，即完全打开时，由于复位弹簧4的压缩复位功能，使得铰接轴3上卡块31与颚片21的上半部分211的卡槽2111产生配合，同时铰接轴3上卡块31与刀片11的限位槽112保持配合，从而刀片11固定不动，此外放置刀片11的容腔2112内设有凸台2122，当刀片11完全打开时，刀柄111与凸台2122接触，可以分担卡块31承受的力，完成手术镊子功能到手术刀子功能的切换，如图4所示。

本发明中，刀片11的轴孔113中心偏向镊子2的啮合边23，使得旋转出来刀片11的刀刃114超出镊子2的啮合边23，另外，两颚片21、22具有相同结构，当刀片12也旋出时，刀片11、12交错可实现手术剪功能，完成手术刀功能到手术剪功能的切换，如图5所示。

此外，可通过在病人体内的其它手术器械按压铰接轴3使与颚片21上半部分211解除限位配合，同时再用另一个手术器械旋转刀片11，刀片11旋转时按压铰接轴3的手术器械可以移走，当将刀片11收置容腔2112时，由于弹簧4的压缩复位功能，铰接轴3与颚片21的上半部分211配合，从而实现刀片11收至容腔2112的固定，完成手术剪功能到手术刀功能的切换。

按照上述操作，当手术刀的刀片也收至容腔时，完成手术刀功能到镊子功能的切换。

综上所述，通过刀片的打开和收至容腔两种动作，可以实现手术镊子、手术刀子和手术剪子间的任意切换，操作简单方便，起到多功能手术器械的作用，节省将手术器械取出人体的时间。

手术器械部分丝固，驱动轮6与颚片21下部分212由弹性销固定，通过浅孔冲压使销末端变形，完成安装。轴7贯穿两固定有驱动轮的颚片21、22，起固定支持轴的作用，可使用上述方法把轴7固定到手术器械上，实现末端执行器与手术器械的连接。手术器械其它部分连接详见公开的发明专利ZL201310167640.7。丝安装到驱动轮6和8上，通过丝运动可以控制末端执行器的动作。

虽然本发明容许多种修改和可选的形式，这里以示例的方式在附图中示出本发明特定的实施例并且进行详细描述。应该理解附图和详细说明并不是为了将本发明限定为所公开的特定的形式，相反本发明应该覆盖落入由权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等价物和代替物。

Claims (4)

1.本发明公开了一种用于微创手术机器人的多功能手术器械，包括有刀片1和镊子2，其特征是：所述刀片1由11、12两个相同的刀片组成，分别安装在所述镊子2的上颚片21、下颚片22中，所述颚片21又由上下两部分211、212构成，通过弹性圆柱销5连接，颚片上下两部分211、212之间设有放置刀片11的容腔2112，刀片11与上述颚片上部分211通过铰接轴3连接，铰接轴3上套有供刀片11复位的复位弹簧4，铰接轴3一端穿过颚片的上部分211显露于外作为按钮，且铰接轴3上设有卡块31，颚片的上部分211与铰接轴3上卡块31的对应位置设有卡槽2111，所述颚片22与颚片21具有相同的结构。

2.按照权利要求1所述的一种用于微创手术机器人的多功能手术器械，其特征在于：所述刀片11的刀柄111上设有轴孔113，铰接轴3安设于轴孔113内，卡块31卡设于限位槽112内构成铰接轴3与刀片11的周向限位配合，所述的颚片下部分212与刀片11上轴孔113的对应位置设有限位块2121，复位弹簧4的一端与限位块2121固定，另一端与铰接轴3连接固定。

3.按照权利要求2所述的一种用于微创手术机器人的多功能手术器械，其特征是：刀片11的旋转中心偏颚片21的啮合边23，且旋转出来刀刃114超出啮合边23。

4.按照权利要求3所述的一种用于微创手术机器人的多功能手术器械，其特征是：颚片容腔2112内设有凸台2122，刀片11完全打开时与凸台2122接触。