CN108814722B - 变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法 - Google Patents

变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法，该支撑结构包括：热塑性塑料管道、PVC膜、加热装置以及冷却装置。本公开提供的变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法利用热塑性塑料管道良好的刚柔变换特性，在与自然腔道手术器械进行装配时候可以变为柔态方便装配，在和手术器械一起通入自然腔道时可保护人体组织不被自然腔道手术器械管道划伤，在进行手术位姿调整时可以不增加额外阻力，降低位姿调整的难度，在进行手术操作时变为刚态可以提供稳定的操作平台，保证手术操作稳定，精准。

Description

变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法
技术领域
本公开涉及自然腔道手术器械技术领域，尤其涉及一种变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法。
背景技术
经自然腔道微创手术(natural orifice transluminal endoscopic surgery，NOTES)是继多孔微创手术以及单孔微创手术之后新的外科手术领域研究热点，此类手术中，手术器械经口、结直肠、膀胱等人体的自然腔道进入腹腔治疗疾病，是一种体表无切口的无瘢痕手术。经自然腔道微创手术在解决病人疾患的过程中，不在人体表面留有切口，减轻了手术创伤和术后疼痛，增加了美容效果，实现更好的生理微创和心理微创效果。
目前使用的手术器械多采用主从式操作器械，只将微型手术工具送至手术部位，医生在远端通过控制机构进行操作，中间通过管道将控制机构与执行机构进行连接，为了适应人体曲折的腔道结构，中间连接的管道需要做成柔性杆。管道末端固连手术工具，通过人体腔道将其送至手术部位，辅助手术工具进行切割，缝合，打结，冲洗等手术操作，然后在手术完毕之后再沿着自然腔道撤出手术工具。
然而，在实现本公开的过程中，本公开发明人发现，在通过人体自然腔道接近手术部位的过程中，目前手术器械管道的柔顺性不够，会对自然腔道造成损伤，并且在手术之前手术工具位姿调整的过程中也因为没有足够的柔顺性导致到达某些位姿存在较大的难度；同时手术操作时候需要一个稳定的操作环境，需要手术器械管道给其提供稳定可靠的支撑，而目前的手术器械管道的刚度不足以保证手术的稳定性和准确性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于上述技术问题，本公开提供一种变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法，以缓解现有技术中的自然腔道手术器械管道柔顺性不够，容易对自然腔道造成损伤，并且管道刚度不足以保证手术的稳定性和准确性的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供一种变刚度自然腔道手术器械支撑结构，包括：热塑性塑料管道，与手术器械连接，用于在自然腔道内支撑手术器械；PVC膜，贴设在所述热塑性塑料管道的内壁和外壁上，用于避免融化的热塑性塑料粘连人体组织以及手术器械；加热装置，与所述热塑性塑料管道连接，用于加热所述热塑性塑料管道；以及冷却装置，与所述热塑性塑料管道连接，用于冷却所述热塑性塑料管道。
在本公开的一些实施例中，该变刚度自然腔道手术器械支撑结构还包括：金属弹簧管，所述金属弹簧管贴设于所述PVC膜的内侧，该PVC膜为贴设在所述热塑性塑料管道内壁的PVC膜。
在本公开的一些实施例中，所述加热装置为电源，其与所述金属弹簧管连接；其中，所述金属弹簧管的局部或全部与所述电源构成电流回路。
在本公开的一些实施例中，所述冷却装置为低温气体源，用于提供低温气体；其中，所述低温气体源将低温气体输送至金属弹簧管内，通过所述金属弹簧管冷却所述热塑性塑料管道。
在本公开的一些实施例中，所述电源包括N个，N个所述电源与所述金属弹簧管之间构成N个电流回路，在所述金属弹簧管上形成N段加热区域，其中N≥1。
在本公开的一些实施例中，所述金属弹簧管为不锈钢弹簧管。
在本公开的一些实施例中，所述热塑性塑料管道的横截面为椭圆环或M边形环，M≥3。
在本公开的一些实施例中，所述热塑性塑料为聚己内酯。
根据本公开的另一个方面，还提供一种变刚度自然腔道手术器械支撑结构的使用方法，包括：步骤A：将本公开提供的变刚度自然腔道手术器械支撑结构与自然腔道手术器械进行装配；步骤B：通过加热装置加热热塑性塑料管道，使其变为柔态，并将自然腔道手术器械插入自然腔道；步骤C：调整自然腔道手术工具位姿，通过所述冷却装置冷却所述热塑性塑料管道使其变为刚态，进行手术操作；步骤D：手术操作完毕后，通过加热装置加热热塑性塑料管道，使其变为柔态，并通过自然腔道将手术器械移出人体。
在本公开的一些实施例中，所述加热装置为电源，该使用方法还包括：步骤E：将金属弹簧管的局部或全部接入电流回路中。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开提供的变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
(1)热塑性塑料管道具有良好的刚柔变换特性，在与自然腔道手术器械进行装配时候可以变为柔态方便装配，在和手术器械一起通入自然腔道时可保护人体组织不被自然腔道手术器械管道划伤，在进行手术位姿调整时可以不增加额外阻力，降低位姿调整的难度，在进行手术操作时变为刚态可以提供稳定的操作平台，保证手术操作稳定，精准；
(2)通过设置金属弹簧管能够使热塑性塑料管道在大曲率变形或者受到径向挤压的情况下不容易垮塌导致中空结构被堵塞；
(3)通过改变金属弹簧管接入电流回路的长度达到局部变刚度的效果，实现手术器械刚度分段控制，差异化控制，满足手术的多样化需求；
(4)热塑性塑料以及PVC膜所用材料为无毒且具有良好组织相容性的材料，适合用于和人体组织有接触的手术器械上；
(5)通过冷却与加热实现热塑性塑料管道的刚柔转换，响应快速，转换效率高，可有效缩短手术耗时。
附图说明
图1为本公开实施例变刚度自然腔道手术器械支撑结构的结构示意图。
图2为图1所示支撑结构中热塑性塑料管道的局部剖视示意图。
图3为图2中所示热塑性塑料管道的左视示意图。
图4为图2中所示热塑性塑料管道整体弯曲的状态示意图。
图5为图2中所示热塑性塑料管道局部弯曲的状态示意图。
图6为本公开实施例变刚度自然腔道手术器械支撑结构与自然腔道手术器械装配示意图。
图7为本公开实施例变刚度自然腔道手术器械支撑结构的使用方法流程示意图。
【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
1-变刚度自然腔道手术器械支撑结构；
11-热塑性塑料管道；
12-PVC膜；
13-加热装置；
14-冷却装置；
15-金属弹簧管；
2-自然腔道手术器械。
具体实施方式
本公开实施例提供的变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法中，采用热塑性塑料作为支撑结构的基体，通过调节热塑性塑料的刚度既能降低手术器械划伤人体自然腔道的风险，又能保证手术过程中手术器械的稳定性。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
图1为本公开实施例变刚度自然腔道手术器械支撑结构的结构示意图。图2为图1所示支撑结构中热塑性塑料管道的局部剖视示意图。图3为图2中所示热塑性塑料管道的左视示意图。
根据本公开的一个方面，提供一种变刚度自然腔道手术器械支撑结构1，如图1-图3所示，包括：热塑性塑料管道11，与手术器械连接，用于在自然腔道内支撑手术器械；PVC膜12，贴设在热塑性塑料管道11的内壁和外壁上，用于避免融化的热塑性塑料粘连人体组织和手术器械；加热装置13，与热塑性塑料管道11连接，用于加热热塑性塑料管道11；以及冷却装置14，与热塑性塑料管道11连接，用于冷却热塑性塑料管道11。当需要降低热塑性塑料管道11的刚度时，通过加热装置13加热热塑性塑料管道11，使热塑性塑料呈玻璃态(粘流态)，从而实现降低热塑性塑料管道11的刚度的目的；当需要增加热塑性塑料管道11的刚度时，通过冷却装置冷却热塑性塑料管道11，从而提升热塑性塑料管道11的刚度；并且通过设置PVC膜，避免热塑性塑料融化后粘连在人体自然腔道腔壁和手术器械上，热塑性塑料管道11具有良好的刚柔变换特性，在与自然腔道手术器械进行装配时候可以变为柔态方便装配，在和手术器械一起通入自然腔道时可保护人体组织不被自然腔道手术器械管道划伤，在进行手术位姿调整时可以不增加额外阻力，降低位姿调整的难度，在进行手术操作时变为刚态可以提供稳定的操作平台，保证手术操作稳定，精准。
在本公开的一些实施例中，如图1至图3所示，该变刚度自然腔道手术器械支撑结构还包括：金属弹簧管15，其贴设于PVC膜12的内侧，该PVC膜12为贴设在热塑性塑料管道11内壁的PVC膜12，通过设置金属弹簧管15能够使热塑性塑料管道11在大曲率变形或者受到径向挤压的情况下不容易垮塌导致中空结构被堵塞。
图4为图2中所示热塑性塑料管道整体弯曲的状态示意图。图5为图2中所示热塑性塑料管道局部弯曲的状态示意图。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，加热装置13为电源；其与金属弹簧管15连接，金属弹簧管15的局部或全部与电源15构成电流回路(如图4和图5所示)，通过将金属弹簧管15接入电路中产生热量(焦耳热)加热热塑性塑料管道11，使热塑性塑料管道11的刚度降低，通过改变金属弹簧管15接入电流回路的长度达到局部变刚度的效果，实现手术器械刚度分段控制，差异化控制，满足手术的多样化需求。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，冷却装置14为低温气体源，用于提供低温气体；其中，低温气体源将低温气体输送至金属弹簧管15内，通过金属弹簧管15冷却热塑性塑料管道11。
在本公开的一些实施例中，电源包括N个，N个电源与金属弹簧之间构成N个电流回路，在金属弹簧上形成N段加热区域，其中N≥1。
在本公开的一些实施例中，金属弹簧管15为不锈钢弹簧管。
在本公开的一些实施例中，热塑性塑料管道11的横截面为椭圆环或M边形环，M≥3。
在本公开的一些实施例中，热塑性塑料为聚己内酯，热塑性塑料以及PVC膜所用材料为无毒且具有良好组织相容性的材料，适合用于和人体组织有接触的手术器械上。
图6为本公开实施例变刚度自然腔道手术器械支撑结构与自然腔道手术器械装配示意图。图7为本公开实施例变刚度自然腔道手术器械支撑结构的使用方法流程示意图。
根据本公开的另一个方面，如图6-图7所示，还提供一种变刚度自然腔道手术器械支撑结构的使用方法，包括：步骤A：将本公开实施例提供的变刚度自然腔道手术器械支撑结构1与自然腔道手术器械2进行装配；步骤B：通过加热装置13加热热塑性塑料管道11，使其变为柔态，并将自然腔道手术器械2插入自然腔道；步骤C：调整自然腔道手术工具位姿，通过冷却装置14冷却热塑性塑料管道11使其变为刚态，进行手术操作；步骤D：手术操作完毕后，通过加热装置13加热热塑性塑料管道11，使其变为柔态，并通过自然腔道将手术器械移出人体，通过冷却与加热实现热塑性塑料管道11的刚柔转换，响应快速，转换效率高，可有效缩短手术耗时。
在本公开的一些实施例中，加热装置13为电源，该使用方法还包括：步骤E：将金属弹簧管15的局部或全部接入电流回路中。
至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开提供的变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法有了清楚的认识。
综上所述，本公开提供的变刚度自然腔道手术器械支撑结构及使用方法利用热塑性塑料随温度变化导致刚度变化的特性，实现对热塑性塑料管道的刚度控制，从而确保手术精准稳定地进行。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如前面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种变刚度自然腔道手术器械支撑结构，包括：
热塑性塑料管道，与手术器械连接，用于在自然腔道内支撑手术器械；
PVC膜，贴设在所述热塑性塑料管道的内壁和外壁上，用于避免融化的热塑性塑料粘连人体组织以及手术器械；
金属弹簧管，所述金属弹簧管贴设于所述PVC膜的内侧，该PVC膜为贴设在所述热塑性塑料管道内壁的PVC膜；
加热装置，与所述热塑性塑料管道内金属弹簧管连接，用于加热所述热塑性塑料管道；以及
冷却装置，与所述热塑性塑料管道内金属弹簧管连接，用于冷却所述热塑性塑料管道；
所述冷却装置为低温气体源，用于提供低温气体；
其中，所述低温气体源将低温气体输送至金属弹簧管内，通过所述金属弹簧管冷却所述热塑性塑料管道。
2.根据权利要求1所述的变刚度自然腔道手术器械支撑结构，所述加热装置为电源，其与所述金属弹簧管连接；
其中，所述金属弹簧管的局部或全部与所述电源构成电流回路。
3.根据权利要求2所述的变刚度自然腔道手术器械支撑结构，所述电源包括N个，N个所述电源与所述金属弹簧管之间构成N个电流回路，在所述金属弹簧管上形成N段加热区域，其中N≥1。
4.根据权利要求1所述的变刚度自然腔道手术器械支撑结构，所述金属弹簧管为不锈钢弹簧管。
5.根据权利要求1所述的变刚度自然腔道手术器械支撑结构，所述热塑性塑料管道的横截面为椭圆环或M边形环，M≥3。
6.根据权利要求1所述的变刚度自然腔道手术器械支撑结构，所述热塑性塑料为聚己内酯。
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