CN108601604B - 用于外科手术器械的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于外科手术观察装置的移动传递机构，其中将旋转近侧输入力变换成纵向力，所述纵向力沿所述观察装置的器械通道的长度向下传送，在所述器械通道中，所述纵向力又变换成远侧器械的操作移动。虽然所述操作移动可以是旋转移动，但是也可以是改变所述远侧器械的取向或构型的任何移动。通过沿着所述器械通道传送线性力而不是扭转力，可以减少或消除由于所述器械和所述器械通道之间的摩擦而导致的所述远侧器械的滑动和不连续操作的问题。

Description

用于外科手术器械的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制位于器械通道的远端处的外科手术器械的移动的装置，所述器械通道穿过诸如内窥镜、胃窥镜等外科手术观察装置的器械线缆形成。特定地，本发明涉及一种装置，所述装置使得由操作者在器械通道的近端处施加的旋转力能够被传递成在器械通道远端处的外科手术器械的操作移动(例如，旋转)。
背景技术
内窥镜通常在远端处设置有外科手术器械，因此可以以微创方式在体内进行外科手术。在这样的手术中，重要的是内窥镜的操作者(例如外科医生或助手)能够控制远端处的工具。
然而，这可能带来技术挑战，因为必须经由沿狭窄的器械通道向下传递的缆线来控制工具，并且可能因此难以完全控制外科手术器械。特定地，由于器械缆线和器械通道的壁之间的摩擦，器械的旋转带来了挑战。当操作员在器械通道的近侧处旋转器械缆线时，这种摩擦导致器械以不稳定的不连续运动旋转。在内窥镜挠曲到拐角处转弯的情况下(这对于到达身体内的外科手术部位可能是必要的)，这种效果被放大。
不稳定的不连续运动使操作者不能完全控制外科手术器械，特别是使器械的小的移动变得不可预测。因此，在观察装置环境中使用不具有旋转对称性的外科手术器械可能是困难的，因为难以准确地独立于外科手术观察装置来控制器械的取向。实际上，在传统的手术中，可以通过旋转观察装置的整个器械线缆来控制器械的取向，这可能是难操纵的。
发明内容
最一般地，本发明提出了一种移动传递机构，其中旋转的近侧输入力被变换成纵向力，所述纵向力沿着器械通道的长度传送，在所述器械通道中所述纵向力又被变换成远侧器械的操作移动。所述操作移动优选地是远侧器械的旋转移动，但是也可以是改变远侧器械的取向或构型的任何移动。例如，操作移动可以是打开钳子器械的钳口，或缩回外科手术圈套器或类似物。
通过沿器械通道传送纵向(即线性)力而不是扭转力(扭矩)，可以减少或消除由于器械和内窥镜器械通道之间的摩擦而导致的远侧器械的滑动和不连续操作(例如，旋转)的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于外科手术观察装置的器械旋转机构，所述器械旋转机构包括：外壳，其可安装在外科手术观察装置的器械通道的近端处；近侧致动器，其安装成相对于外壳旋转；细长力传递元件，其被构造成可滑动地安装在外科手术观察装置的器械通道内并沿着所述器械通道延伸；近侧联接器，其与近侧致动器和细长力传递元件可操作地接合，以将近侧致动器相对于外壳的旋转移动变换成细长力传递元件相对于器械通道的线性移动；远端执行器，其可固定到被安装在器械通道中的手术器械的远侧部分；以及远侧联接器，其与远端执行器和细长力传递元件可操作地接合，以将细长力传递元件相对于器械通道的线性移动变换成用于外科手术器械的操作移动。优选地，操作移动包括远端执行器相对于器械通道的旋转移动。通过将细长力传递元件(在本文中有时称为从动件)的纵向运动(即，轴向运动)转换成在器械通道的远端处的旋转运动，而不是沿着器械通道的整个长度传输旋转运动，可以使器械的旋转运动更平稳且抖动更少，从而使用户能够更好地控制器械。另外，由于器械通道的近端处的输入运动是旋转的，因此装置可以是直观的且易于使用的。
近侧联接器可以可滑动地安装在外壳中。外壳可以包括旋转约束元件，所述旋转约束元件被布置成防止细长力传递元件相对于外壳旋转，例如，通过以防止其相对于外壳旋转的方式接合近侧联接器。例如，旋转约束元件可以限定用于近侧联接器的线性滑动轨道，其中滑动轨道相对于外壳是固定的。细长力传递可以类似地受到约束。例如，其可以具有联接到滑动轨道的近侧接合特征。旋转约束元件可以由安装在外壳中的引导构件形成。引导构件可以被构造成位于由近侧致动器形成的内部空腔内。例如，近侧致动器可以是安装到外壳的管，并且引导构件可以安装在管中并且在其近端处以不可旋转的方式固定到外壳。
近侧联接器和近侧致动器可以经由非锁定螺纹型接合可操作地连接。在这种情况下，非锁定意味着螺纹的角度或螺距使得沿着螺纹施加的轴向力的分量可以克服相反的摩擦力以引起相对的旋转移动。在一个实例中，术语螺纹型接合可以意指形成在一个部件上的螺旋路径，所述一个部件以意指两个部件之间的相对移动被约束为以螺旋方式发生的方式与被另一个部件接合。两个部件可以具有配合的螺旋结构。另选地，一个部件可以具有螺旋结构，而另一个部件可以具有延循螺旋结构的接合特征。
在一个实例中，近侧致动器可以包括螺旋结构，并且近侧联接器包括安装在螺旋结构上并可沿着螺旋结构移动的接合元件。螺旋结构可以包括凹入式轨道，并且接合元件可以是位于凹入式轨道中的销。在另一个实例中，螺旋结构可以是凸起式轨道，并且接合元件可以是安装在轨道上的滑道。在又一个实例中，螺旋结构可以在近侧联接器上，并且接合元件可以在近侧致动器上。
在远端处可以采用类似的构型，即远侧联接器和远端执行器可以经由非锁定螺纹型接合(例如，上述类型)可操作地连接。
在一个实例中，远端执行器包括螺旋结构，并且远侧联接器包括安装在螺旋结构上并可沿着螺旋结构移动的接合元件。螺旋结构可以是围绕外科手术器械的远侧部分安装的螺旋套管，并且接合元件可以包括具有螺旋部分的环，所述螺旋部分与螺旋套管配合。
所述机构可以被构造成使得近侧致动器的旋转运动与器械围绕其纵向轴线的旋转运动之间存在一一对应关系。近端和远端处的联接可以是齿轮传动的以考虑细长力传递元件中的微小材料变形(即拉伸或压缩)。此齿轮传动可以将其自身表现为近端处的第一螺旋结构的螺距和远侧处的第二螺旋结构的螺距之间的差异。例如，第一螺旋结构的螺距可以大于(例如等于或大于)第二螺旋结构的螺距的1.5倍。
螺旋螺纹中较长的螺距意味着需要较小的扭矩来将旋转运动转换为轴向运动(例如，在器械通道的近端处)，或者，在器械通道的远端处，较长的螺距意味着通过细长力传递元件的轴向运动产生较小的扭矩。
另外，较长的螺距意味着细长力传递元件需要移动更大的距离以使器械转过给定的角度。
然而，长螺距的优点在于其减小了细长力传递元件中的任何拉伸或压缩对用户输入的所需旋转量和/或器械的输出旋转的影响。
如上所述，通过用齿轮传动近端和远端处的联接，可以在这些问题之间取得平衡。在使用螺纹状联接(例如螺旋结构)的情况下，可以选择螺纹的螺距，使得它们在近端和远端都不锁定，并且近端处的螺距大于远端处的螺距。
在一个实例中，远端执行器是螺旋套管，并且远侧联接构件是具有螺旋切口部段的环，所述螺旋切口部段被构造成与远侧螺旋套管接合。环可以是刚性元件，例如，激光切割自合适的材料(例如不锈钢管等)。环可以通过任何合适的方式固定到细长力传递元件，例如过盈配合、粘合剂等。环可以包括多个向内指向的突出部，以利于环和细长力传递元件之间的夹紧。这可以通过防止环沿着细长力传递元件滑动或围绕其纵向轴线旋转来确保细长力传递元件的轴向运动有效地转换成器械的旋转运动。
在替代实施方案中，远端执行器可以是具有从外表面突出的销的套管，并且远侧联接构件可以是具有凹入到内表面中的螺旋结构的管。
旋转机构可以包括器械缆线，所述器械缆线延伸穿过器械通道以连接到外科手术器械，其中近侧致动器固定到器械缆线的近侧部分。旋转机构的所有部件可以包括穿过其中用于传送器械缆线的纵向通路。细长力传递元件可以包括管状元件，所述管状元件具有纵向通路或管腔，以用于沿着细长力传递元件的内部传送器械缆线。
器械缆线可以具有润滑涂层以减少器械缆线和器械通道壁之间的摩擦。在一个实施方案中，器械缆线可以是同轴传输线，并且器械可以是被构造成递送射频和/或微波频率能量的电外科手术器械。同轴传输线可以封装在适于插入穿过器械通道的套管中。同轴传输线可以在例如具有用于连接到合适的射频和/或微波信号发生器的微波连接器的近端和所述器械所在的远端之间延伸。同轴传输线的长度可以适用于内窥镜手术，例如2000mm或更大。
通过提供作为器械缆线的同轴传输线，以及被构造成递送射频和/或微波频率能量的电外科手术器械，所述器械可以用于切割组织和/或止血(即促进血液凝固)。
器械缆线可以用于辅助器械的旋转，因为其与近侧致动器一起旋转。因此，远端执行器可以固定到器械缆线的远侧部分。例如，远端执行器可以包括螺旋套管，所述螺旋套管被布置成适配在器械缆线上方。螺旋套管可以在套管的每个端部处具有端部夹具，以夹紧器械缆线，使得远侧联接构件的轴向运动导致器械缆线的旋转。在这种构型中，器械缆线因此可以在器械通道的近端和远端二者处旋转。这确保了扭矩沿着器械缆线的长度分布。
如上所述，细长力传递元件的轴向运动向旋转运动的转换可能不是100％有效的。这也可能是因器械缆线没有锚固在器械通道的远端处而产生。当“推动”细长力传递元件(即，使其沿远侧方向滑动)时，这种情况下的“丢失”移动可能更显著。
为了减少或消除这种丢失移动，器械缆线可以在近侧部分和远侧部分之间预扭曲，以利于沿预定方向旋转。换句话说，器械缆线可以被布置成自然地推动远侧部分以在某种意义上相对于近侧致动器旋转。这种意义优选地对应于通过沿远侧方向移动细长力传递元件而引起的旋转。
通过如上所述预张紧器械缆线，可以使器械通道的远端处的轴向运动向旋转运动的转换更有效。预张紧还可以有助于实现器械通道的近端处的旋转运动与器械围绕其纵向轴线的旋转运动之间的一一对应关系。
细长力传递元件可以包括近侧部分和远侧部分，其中器械旋转机构还包括：中间可旋转构件，其位于细长力传递元件的近侧部分和远侧部分之间；近侧中间联接器，其与中间可旋转构件和细长力传递元件的近侧部分可操作地接合，以将细长力传递元件的近侧部分相对于器械通道的线性移动变换成中间可旋转构件相对于器械通道的旋转移动；以及远侧中间件联接器，其与中间可旋转构件和细长力传递元件的远侧部分可操作地接合，以将中间可旋转构件相对于器械通道的旋转移动变换成细长力传递元件的远侧部分相对于器械通道的线性移动。因此，在细长力传递元件上的中间位置处存在线性-旋转-线性转换。沿着细长力传递元件的长度可以存在多个这样的转换。因此可以利于沿着器械缆线的长度分配扭矩。
沿着器械缆线的扭矩分配有助于确保器械的平稳旋转，并减少由于器械缆线与器械通道的内表面的摩擦而导致的不稳定的或不连续旋转。
中间可旋转构件可以包括螺旋套管，并且近侧中间联接器和远侧中间联接器可以各自包括具有螺旋切口部段的环，所述螺旋切口部段被构造成与螺旋套管配合。中间螺旋套管可以适配在器械缆线上方，并且可以在套管的每个端部处具有端部夹具，以夹紧器械缆线，使得近侧中间联接器的轴向运动导致器械缆线的旋转。
另选地，中间可旋转构件可以是具有从外表面突出的销的套管，并且每个中间联接器可以是具有凹入到内表面中的螺旋结构的管。在此实施方案中，中间套管可以适配在器械缆线上方，并且可以包括位于中间套管的每个端部处的端部夹具，以夹紧器械缆线，使得近侧中间联接器的轴向运动导致器械缆线的旋转。
外壳可以是用于操作外科手术观察装置的手柄的一部分。
器械通道可以被布置成将流体输送到器械和/或从器械输送流体。例如，外科手术观察装置可以被布置成从治疗部位递送或移除流体。细长力传递元件可以包括多个通孔，以允许或利于流体沿着器械通道通过。细长力传递元件占据器械通道中的空间，并且因此可以限制可用于流体的容积。使细长力传递元件为多孔的，例如，通过提供穿过其中的多个孔，利于流体通过。孔的尺寸和位置可以以不影响细长力传递元件的结构刚度(特别是纵向方向上)的方式设定。孔可以仅形成在细长力传递元件的远侧部分中，例如，在远侧联接构件和远端执行器也占据器械通道中的空间的区域中。
在一些实施方案中，器械可以包括针。例如，可以提供针以在流体通道的远端处注射盐水或另一种液体。在某些实施方案中，手柄包括针推动件，所述针推动件被构造成使针从器械的凹槽内延伸。以这种方式，针可以隐藏在器械内直到用户需要针。优选地，器械通道包括盐水通道，以允许盐水从器械通道的近端泵送到远端，例如泵送通过针。
细长力传递元件可以是以下任何一种：塑料挤出导管、激光切割管、由封装编织物形成的管。例如，细长力传递元件可由PEEK、聚酰亚胺或不锈钢制成。
细长力传递元件可以是扭矩稳定的，使得其是抗扭转的。这确保了器械通道的近端处的旋转运动被有效地转换为细长力传递元件的轴向运动，并且细长力传递元件的轴向运动被有效地转换回到器械通道的远端处的旋转运动。
附图说明
下面参考附图详细描述本发明的实施方案，其中：
图1示出了作为本发明的实施方案的旋转机构的示意图；
图2示出了适用于与图1所示的旋转机构一起使用的壳体的分解图；
图3A和图3B示出了适用于图1所示的旋转机构的致动器和可旋转构件的侧视图和端视图；
图4A、图4B和图4C示出了适用于图1所示的旋转机构的引导件的透视图、侧视图和端视图；
图5A、图5B和图5C分别示出了图1所示的联接构件的透视图、侧视图和端视图；
图6示出了图1所示的远侧可旋转构件的透视图；
图7A和图7B分别示出了图1所示的远侧联接构件的端视图和放大视图；
图8示出了根据本发明的替代实施方案的内窥镜的手柄的剖视图；以及
图9示出了本发明的替代实施方案中的内窥镜的远端的剖视图。
具体实施方式
在下面描述的实施方案的特征是等同的情况下，使用相同的参考标记，并且不重复其详细描述。
图1中示出了作为本发明的实施方案的旋转机构100的示意图。旋转机构旨在与外科手术观察装置(诸如内窥镜)一起使用。这种装置通常包括主体，所述主体具有从其延伸的细长柔性器械线缆。器械线缆可插入人体，并且可以是可操纵的，例如经由安装在身体内或身体上的控制件。器械线缆在其中包括多个纵向通路或管腔。这些通路中的一个可以是用于将器械传送到治疗部位的器械通道。其他管腔可以用于光学器件和/或用于将流体或抽吸物递送到治疗部位。
本发明的旋转机构旨在与被安装在外科手术观察装置的器械通道中的器械一起使用。旋转机构提供将由操作者在近端处(例如，在外科手术观察装置的主体处)递送的旋转输入运动传递成器械通道的远端处的器械的旋转输出运动的手段。器械可以是其相对于治疗表面的取向是按需控制的任何装置。例如，器械可以是圈套器、钳子、剪刀和能量施加器中的任何一种(例如，具有如WO 2014/006369中公开的平面结构)。
图1中示出的旋转机构100包括器械缆线102，所述器械缆线能够沿着外科手术观察装置的器械通道通过，并且在其远端处具有器械124。器械缆线102可以是同轴传输线，其被构造成通过组件将射频(RF)和/或微波频率能量传输到器械124。例如，所述器械可能够递送射频能量以用于切割组织和/或微波频率能量以进行止血(即促进血液凝固)。WO2014/006369中公开了一种合适的器械。
旋转机构100在近端处还包括壳体104，为清楚起见，所述壳体由虚线示出。在使用中，壳体定位在患者体外，并且可以形成外科手术观察装置的主体的一部分。壳体104容纳致动器106、被连接到致动器106并且可由致动器106操作的可旋转构件108以及引导件110。在所描绘的实施方案中，可旋转构件108是包括螺旋通道的管，所述螺旋通道凹入到管的内表面中，如图3A所示，并且因此可以在下面称为螺纹管。
致动器106被配置成至少部分突出到壳体104的外部，使得其能够由用户操纵，用户可以是外科医生或助手。特定地，其被构造成围绕其纵向轴线以顺时针或逆时针方向旋转，如箭头112所示。致动器106的旋转使可旋转构件108沿相应的顺时针或逆时针方向旋转。致动器106和可旋转构件108可以是组件或可以形成为整体部件。
用于接收器械缆线102的纵向通路沿着致动器106和可旋转构件108的中心纵向轴线延伸。
引导件110定位在器械通道中的可旋转构件108和致动器106内，并且在其近端处接合壳体104，使得其保持在固定位置并且不随致动器106和可旋转构件108一起旋转。联接构件114设置在引导件110上，使得联接构件114可在引导件110上沿轴向方向滑动。联接构件114设置在引导件110上并由引导件110约束，使得其不能随致动器106和可旋转构件108一起旋转。
联接构件114包括销，所述销被构造成与凹入到可旋转构件108的内表面中的螺旋通道接合。当可旋转构件108由于用户操纵致动器106而旋转时，联接构件114与凹入到可旋转构件108的内表面中的螺旋通道接合并且沿着引导件110轴向移动，这提供了联接构件114沿着其移动而不旋转的线性轨道。选择螺旋通道的螺距以确保移动联接构件114所需的力(扭矩)不会太大。
细长力传递元件(以下称为从动件116)连接到联接构件114，使得联接构件114的轴向移动引起从动件116在近侧或远侧方向上的轴向移动，如箭头118所示。在一个实施方案中，从动件116的长度为2m。从动件116是中空的，具有沿着其长度延伸的中心孔腔或管腔，所述中心孔或管腔以从动件116的中心为中心。器械缆线102通过孔腔。从动件116可以是根据要求通过挤压工艺由塑料制成的导管。从动件116是扭矩稳定的，即抗扭转的。这是为了确保从动件116的线性移动有效地转换为远侧可旋转构件122的旋转，如下所述。从动件116可以由PEEK(聚醚醚酮)或聚酰亚胺制成。
器械缆线102优选地相对于壳体104固定在轴向位置中，以辅助从动件的相对移动。在一个实施方案中，器械缆线102附接到可旋转构件108，使得致动器106的旋转使器械缆线102围绕其纵向轴线旋转。因此，缆线在其近端处旋转，以防止沿着缆线的长度引入不希望的扭转。
在从动件116的远端处，存在远侧联接构件120。远侧联接构件120是管状元件，如图7中进一步详细示出。远侧联接构件120例如用粘合剂附接到从动件116的内表面，使得其响应于致动器106的旋转而沿轴向方向118与从动件116一起移动，如上所述。
远侧联接构件120被构造成与远侧可旋转构件122上的螺旋螺纹接合。远侧可旋转构件122可以是螺旋套管，如图6所示，其适配在器械缆线102上方，例如，在距离其远端100mm的距离处。这确保了器械缆线102的远端能够自由弯曲。远侧联接构件120与远侧可旋转构件122的螺旋螺纹配合，使得从动件116的轴向移动被转换成远侧可旋转构件122和器械缆线102围绕其纵向轴线的旋转移动。器械缆线102的旋转使外科手术器械124沿箭头126所示的方向旋转。
因此，诸如外科医生或助手等的用户能够通过容纳在内窥镜的近端处的壳体104内的致动器106的旋转，来控制内窥镜100的远端处的外科手术器械124的旋转。致动器106的旋转通过可旋转构件116和联接构件114转换成从动件116的轴向运动。在内窥镜100的远端处，从动件116的轴向运动通过远侧联接构件120和远侧可旋转构件122转换回旋转运动，从而使器械124围绕其纵向轴线旋转。
图2示出了壳体104的分解图。壳体104容纳致动器106、可旋转构件108、引导件110和联接构件114，如图1中示意性地示出。尽管未示出，但是壳体104可以形成内窥镜的手柄的一部分。
壳体104由两个半体形成，以便于组装。每个半体从第一端延伸到第二端并且具有朝向第一端的窗口200，使得致动器106能够至少部分突出到壳体104的外部，使得其可以由用户操纵。第一端面和第二端面分别具有开口202和204，所述开口允许器械缆线102通过壳体104。
壳体104的每个半体具有挖空的内部部段206，所述内部部段从窗口200朝向第二端延伸，使得当壳体的两个半体放在一起时，内部部段206保持可旋转构件108。在所描绘的实施方案中，可旋转构件108是包括凹入到管的内表面中的螺旋通道的管。可旋转构件108由壳体104保持，使得其能够响应于用户对致动器106的旋转而围绕其纵向轴线旋转，但是壳体104和可旋转构件108之间的配合应该接近使得可旋转构件108的轴向或侧向移动被最小化。开口204被构造成接收可旋转构件108的一部分，以最小化零件之间不希望的相对移动。
壳体104的第一端还包括凸缘210，所述凸缘被构造成接收致动器106和/或可旋转构件108的一部分，并且成形为接收引导件110的一部段，如下所述。致动器106和可旋转构件108因此可旋转地安装在外壳104的内部。引导件110的一部分被定位在壳体104靠近第一端的内表面之间，使得当壳体104的两个半体放在一起时，壳体104和致动器106将引导件110夹紧就位，使得当致动器106被用户操纵时，引导件110是固定的并且不旋转。还防止了引导件110的轴向移动，以确保联接构件114和引导件110之间的最大相对移动。
壳体104的一个半体包括多个外围舌片208，所述外围舌片被构造成与壳体104的相对半体上的相应沟槽(未示出)接合，使得当两个半体放在一起时，舌片208与沟槽之间存在过盈配合，这将两个半体附接在一起以稳定组件并防止两个半体之间的侧向相对移动。
图3A和图3B示出了致动器106和可旋转构件108的侧视图(图3A)和端视图(图3B)，所述致动器和可旋转构件在使用中容纳在壳体104内部。
致动器106和可旋转构件108可以形成为整体件或者致动器106和可旋转构件108可以单独制造并组装以形成单个部件。例如，可旋转构件108可以制造为具有阶梯式外轮廓的单件，并且致动器106可以制造为环，所述环滑动到可旋转构件108的端部上，其中可旋转构件的外轮廓中的阶状部108将致动器106保持就位。可以根据本发明使用替代构造。
可旋转构件108形成内部空腔302，所述内部空腔在两端敞开以接收引导件110并形成器械缆线102的通路。器械缆线通过可旋转构件108的第一端中的开口310和第二端中的开口312。开口312的直径等于或小于器械缆线102的外径，使得当可旋转构件108旋转时，器械缆线102在其近端处旋转，以及在其远端处通过远侧可旋转构件122旋转。这种布置沿着器械缆线102的长度扩展扭矩，从而更好地控制内窥镜100的远端处器械124的旋转。
在所描绘的实施方案中，可旋转构件108是包括凹入到内部空腔302的壁中的螺旋通道300的管。内螺纹300被构造成与联接构件114接合。螺旋通道的螺距是非锁定的，使得可旋转构件108的旋转变换成联接构件114在引导件上的线性运动。在其他实施方案中，可旋转构件108可以具有向内突出的螺旋轨道，所述螺旋轨道与联接构件上的配合凹槽接合。
致动器106和可旋转构件108组件包括配合部分304和308，所述配合部分被构造成与壳体104中的接收部分诸如凸缘210和开口204接合。这些部分确保致动器106和可旋转构件108组件与壳体104之间的良好配合，使得致动器106和可旋转构件108组件在壳体104内围绕其纵向轴线自由旋转，但是限制其他移动，诸如轴向或侧向移动。在所描绘的实施方案中，虽然配合部分304和308示出为具有减小直径的圆柱形部段，但是也可以考虑安装致动器106和可旋转构件108组件的其他方法。
致动器106在其外表面上包括多个沟槽和/或脊部306，如图3B所示。这些脊部306被构造成突出穿过壳体104中的窗口200，以允许诸如外科医生或助手等的用户旋转致动器106。脊部306提供抓握并且当用户握住内窥镜100时可由例如用户的拇指或手指接合。
图4A、图4B和图4C示出了引导件110的透视图(图4A)、侧视图(图4B)和端视图(图4C)。引导件110位于可旋转构件108内部并且提供用于使联接构件114在由螺旋螺纹300接合时沿其移动的轨道。
引导件110包括轨道400，所述轨道从引导件110的第一端延伸到第二端。轨道400沿着其长度具有中央沟槽，所述中央沟槽被构造成接收联接构件114上的突出部并因此限制联接构件114在引导件110的第一端和第二端之间在轴向方向上的移动。轨道400应该比可旋转构件108的内部空腔302的直径窄，因此引导件110能够位于内部空腔302内部、以螺旋螺纹300可以接合联接构件114的方式由空腔壁保持以防止侧向移动。
引导件110的第一端成形为配合壳体104的凸缘210。例如，在图4A中，第一端具有正方形形状402，使得当其与凸缘210配合时，正方形形状402和凸缘210之间的配合防止引导件110围绕其纵向轴线旋转。引导件110抵抗扭转，使得轨道400不会由于可旋转构件108的旋转而通过联接构件114变形；这有助于确保从动件114仅沿轴向移动。
引导件110还在其第一端设置有垫环404，所述边沿被构造成适配在致动器106和壳体104靠近壳体104的第一端的内表面之间，使得当壳体104的两个半体放在一起时，壳体和致动器106夹紧垫环404，从而将引导件110保持就位。
引导件110的第一端还包括用于使器械缆线102通过其中的孔406。
图5A、图5B和图5C示出了联接构件114的透视图(图5A)、侧视图(图5B)和端视图(图5C)。联接构件114定位在可旋转构件108的内部空腔302中的引导件110上，并且被构造成与螺旋螺纹300接合，使得其通过螺旋螺纹300的旋转沿着引导件110在轴向方向上移动。
联接构件114的顶部边缘包括销500，所述销被构造成适配到凹入式螺旋螺纹300中。在图示的实施方案中，销500是从联接构件114的顶部表面突出的圆柱体；这种形状始终确保与凹入式螺旋螺纹300的良好配合，并且具有低摩擦以确保螺旋螺纹300的平稳跟随移动。除了销500之外，联接构件114的顶部边缘具有弯曲表面504，所述弯曲表面与内部空腔302的表面匹配。当销500与螺旋螺纹300接合时，弯曲表面504邻接内部空腔302的表面。这种布置有助于确保销500在使用期间始终位于凹入式螺旋螺纹300内。
联接构件114的底部边缘向引导件100的轨道400呈现平坦表面。所述底部边缘还包括突出部502，所述突出部被构造成配合轨道400的沟槽，使得从动件在引导件110上的移动被约束到轴向方向。内部空腔302和引导件110的表面与联接构件114的表面之间的紧密配合有助于确保当可旋转构件108被用户旋转时联接构件114沿着引导件108的平稳轴向移动，并且还减少旋转或侧向移动。
联接构件114还包括从联接构件114的第一侧到第二侧的纵向通路506，以用于使器械缆线102通过。
图6示出了远侧可旋转构件122的透视图。远侧可旋转构件122是激光切割套管，其包括从螺旋结构中心完全地以80°的角度切割的螺旋条带。可旋转构件122适配在器械缆线102上方并通过夹持器械缆线102的端部夹具600固定到缆线。在图示的实施方案中，夹具600长为3mm，内径为2.54mm，外径为3.048mm，并且壁厚为0.254mm。
远侧可旋转构件122包括具有三个完整旋转的螺旋条带和118.5mm的总长度(包括端部夹具600)。每个旋转从第一端到第二端是顺时针的(从左到右，如图6所示)，其中螺距为37.5mm。
图7A和图7B示出了远侧联接构件120的端视图(图7A)和放大视图(图7B)。远侧联接构件120例如用粘合剂附接到从动件116的内表面。
远侧联接构件120被构造成与远侧可旋转构件122接合。在这方面，远侧联接构件120采用具有螺旋切口部段700的管或环形元件的形式，所述切口部段从管的中心完全地以85°的角度切割，其中螺距长度为37.5mm，螺旋结构沿顺时针方向延伸以匹配远侧可旋转构件122的螺旋结构。在图示的实施方案中，远侧联接构件120的长度为8mm，外径为3.2mm，内径为2.692mm且壁厚为0.254mm。这些测量值确保远侧联接构件120能够：响应于从动件116的轴向移动而沿着器械缆线102自由滑动，其中远侧联接构件120和器械缆线102之间的摩擦最小；并且与远侧可旋转构件122接合，以便旋转器械缆线102。这些测量值将根据器械缆线102和远侧可旋转构件122的尺寸而变化。例如，切口700的螺距应该与远侧可旋转构件122的螺旋条带的螺距匹配，并且远侧从动件120的壁厚应该根据器械缆线102的直径来选择。
远侧联接构件120的表面部分702可以具有施加到其上的粘合剂，以便将远侧联接构件120附接到从动件116的内表面。
切口部段700具有圆形边缘704，每个拐角具有0.8mm的半径曲线。这有助于确保远侧联接构件120沿着远侧可旋转构件122的平稳移动，从而减少零件之间的摩擦。
图8示出了根据本发明的替代实施方案的内窥镜的手柄800的剖视图。为了便于识别，与上述零件等同的零件已经被给定类似的参考标记。
手柄800由第一部段802和第二部段804形成。第一部段包括外部壳体，所述外部壳体容纳可旋转构件108、联接构件114和引导件110，其中联接构件114和引导件110设置在可旋转构件108内。通过引起第一部段802和第二部段804之间的相对旋转来致动旋转机构。可旋转构件108可以通过连接器806连接到第二部段804，而引导件110可以相对于第一部段802固定。连接器806将第二部段804的相对旋转传输到可旋转构件108，并且包括凸缘，以在手柄800的第一部段802和第二部段804之间形成密封，所述密封不会被两个部段的相对旋转破坏。可旋转构件108的旋转导致内窥镜(未示出)的远端处外科手术器械124的旋转，如上文关于图1至图7所述。
手柄800包括应变释放件808，所述应变释放件被构造成减轻从动件116和从动件116内的器械缆线102上的应变/应力，并且因此避免损坏这些部件。手柄800还包括盐水注射端口810，以用于通过盐水通道将盐水注射到设置在内窥镜的远端处的针(未示出)。针是内窥镜端部处的外科手术器械的一部分，并且因此通过手柄800的第二部段804的旋转而与外科手术器械124一起旋转。针推动件812被构造成当针推动件812通过朝向手柄800的第一部段802滑动针推动件812而从第一位置移动到第二位置时，将针从外科手术器械124内的凹槽推出来。提供密封件814以防止盐水从器械通道流入手柄800。
器械缆线102可以包括同轴传输线，所述同轴传输线被构造成通过组件将射频和/或微波频率能量传输到外科手术器械124，例如能够递送射频(RF)能量以切割组织和/或微波频率能量以进行止血(即促进血液凝固)的电外科手术器械。因此，QMA连接器816设置在手柄800的后部，以将器械缆线102连接到合适的射频或微波频率能量源。
图9示出了本发明的替代实施方案中的旋转机构的远端的剖视图。为了便于识别，与上述零件等同的零件已经被给定类似的参考标记。由于远侧可旋转构件122和其远端处的器械通道中的其他部件的添加，通过器械通道并远离远端的流体抽吸可能更加困难。
为了改善抽吸，从动件116可以具有直径增大的远侧部段900。此远侧部段可以围绕远侧可旋转构件122定位，如图9所示。为了增加通过器械通道的流体流，远侧部段900设置有穿过从动件116并进入器械通道的多个孔902。因此，流体可以更容易地进入器械通道，以通过抽吸移动远离内窥镜100的远端。远侧联接构件120可以附接到远侧部段902的内部，使得其接合远侧可旋转构件122，但是为清楚起见，从图9中省略。

Claims (23)

1.一种用于外科手术观察装置的器械旋转机构，所述器械旋转机构包括：
外壳，其可安装在外科手术观察装置的器械通道的近端处；
近侧致动器，其安装成相对于所述外壳旋转；
细长力传递元件，其被构造成可滑动地安装在外科手术观察装置的所述器械通道内并沿着所述器械通道延伸；
近侧联接器，其与所述近侧致动器和细长力传递元件可操作地接合，以将所述近侧致动器相对于所述外壳的旋转移动变换成所述细长力传递元件相对于所述器械通道的线性移动；
远端执行器，其可固定到被安装在所述器械通道中的外科手术器械的远侧部分；以及
远侧联接器，其与所述远端执行器和细长力传递元件可操作地接合，以将所述细长力传递元件相对于所述器械通道的线性移动变换成所述远端执行器相对于所述器械通道的旋转移动。
2.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中所述近侧联接器可滑动地安装在所述外壳中。
3.根据权利要求1或2所述的器械旋转机构，其中所述外壳包括旋转约束元件，所述旋转约束元件被布置成防止所述细长力传递元件相对于所述外壳旋转。
4.根据权利要求3所述的器械旋转机构，其中所述旋转约束元件被布置成接合所述近侧联接器，以防止其相对于所述外壳旋转。
5.根据权利要求4所述的器械旋转机构，其中所述旋转约束元件限定用于所述近侧联接器的线性滑动轨道。
6.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中所述近侧联接器和近侧致动器经由非锁定螺纹型接合可操作地连接。
7.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中所述近侧致动器包括螺旋结构，并且所述近侧联接器包括安装在所述螺旋结构上并且可沿着所述螺旋结构移动的接合元件。
8.根据权利要求7所述的器械旋转机构，其中所述螺旋结构是凹入式轨道，并且所述接合元件是位于所述凹入式轨道中的销。
9.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中所述远侧联接器和远端执行器经由非锁定螺纹型接合可操作地连接。
10.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中所述远端执行器包括螺旋结构，并且所述远侧联接器包括安装在所述螺旋结构上并且可沿着所述螺旋结构移动的接合元件。
11.根据权利要求10所述的器械旋转机构，其中所述螺旋结构是围绕所述外科手术器械的所述远侧部分安装的螺旋套管，并且所述接合元件包括具有螺旋部分的环，所述螺旋部分与所述螺旋套管配合。
12.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中：
所述近侧致动器包括第一螺旋结构，并且所述近侧联接器包括安装在所述第一螺旋结构上并且可沿着所述第一螺旋结构移动的第一接合元件，
所述远端执行器包括第二螺旋结构，并且所述远侧联接器包括安装在所述第二螺旋结构上并且可沿着所述第二螺旋结构移动的第二接合元件，
所述第一螺旋结构的螺距大于所述第二螺旋结构的螺距。
13.根据权利要求12所述的器械旋转机构，其中所述第一螺旋结构的所述螺距等于或大于所述第二螺旋结构的所述螺距的1.5倍。
14.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其包括器械缆线，所述器械缆线延伸穿过所述器械通道以用于连接到所述外科手术器械，其中所述近侧致动器固定到所述器械缆线的近侧部分。
15.根据权利要求14所述的器械旋转机构，其中所述远端执行器固定到所述器械缆线的远侧部分。
16.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中所述细长力传递元件包括近侧部分和远侧部分，并且其中所述器械旋转机构还包括：
中间可旋转构件，其位于所述细长力传递元件的所述近侧部分和所述远侧部分之间，
近侧中间联接器，其与所述中间可旋转构件和所述细长力传递元件的所述近侧部分可操作地接合，以将所述细长力传递元件的所述近侧部分相对于所述器械通道的线性移动变换成所述中间可旋转构件相对于所述器械通道的旋转移动，以及
远侧中间联接器，其与所述中间可旋转构件和所述细长力传递元件的所述远侧部分可操作地接合，以将所述中间可旋转构件相对于所述器械通道的旋转移动变换成所述细长力传递元件的所述远侧部分相对于所述器械通道的线性移动。
17.根据权利要求16所述的器械旋转机构，其中所述中间可旋转构件包括螺旋套管，并且所述近侧中间联接器和所述远侧中间联接器各自包括具有螺旋切口部段的环，所述螺旋切口部段被构造成与所述螺旋套管配合。
18.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中所述外壳是用于操作所述外科手术观察装置的手柄的一部分。
19.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中所述细长力传递元件包括套管，所述套管具有穿过其中以用于沿着所述器械通道传送器械缆线的纵向通路。
20.根据权利要求19所述的器械旋转机构，其中所述套管在其远端处是多孔的，以利于流体流过所述器械通道。
21.根据权利要求20所述的器械旋转机构，其中所述套管在其远侧处包括多个孔。
22.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中所述细长力传递元件是以下任何一个：
塑料挤出导管，
激光切割管，
由封装编织物形成的管。
23.根据权利要求1所述的器械旋转机构，其中细长力传递元件由PEEK、聚酰亚胺或不锈钢制成。
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