CN109414280B - 外科手术器械引导件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种器械引导件,其可移除地插入套管的近侧部分中并且延伸到套管的远端以引导并支撑套管内的多个外科手术器械。器械引导件被设计为通过塑料材料的注塑成型制造。器械引导件包括管和若干径向壁,该径向壁连接到管以在管内形成过道。径向壁连结到它们相交的芯部。管和径向壁具有基本相同的壁厚度,并且芯具有充分大于该壁厚度的最小直径,以便于塑料材料的输送。管和径向壁的一些部分比一般的壁和肋厚度薄,以形成支撑过道内的外科手术器械的导轨。通道可以形成在管的外部以输送注入气体。
Description
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.119(e)要求2016年7月13日提交的美国临时申请No.62/361,934的权益,该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明的实施例涉及内窥镜外科手术器械领域,并且具体地涉及用于内窥镜外科手术器械的器械引导件,该器械引导件适于诸如通过塑料的注塑成型的制造方法。
背景技术
已经使用微创医疗技术来减少在诊断或外科手术过程中可能被损坏的无关组织的量,从而减少患者恢复时间、不适和有害的副作用。传统形式的微创外科手术包括内窥镜检查。内窥镜检查的一种常见形式是腹腔镜检查,其是腹腔内的微创检查或外科手术。在传统的腹腔镜外科手术中,患者的腹腔注入有气体,并且套管套穿过患者腹部肌肉组织中的小(约12mm)切口,以提供进入端口,腹腔镜外科手术器械可以以密封方式穿过该进入端口。
腹腔镜外科手术器械通常包括用于观察外科手术区域的腹腔镜和具有末端执行器的外科手术器械。典型的外科手术工具包括例如夹子、抓紧器、手术剪、吻合器和持针器。该外科手术器械类似于常规(开放式)外科手术中使用的外科手术器械,除了每个外科手术器械的末端执行器通过大约30cm长的延伸管与其手柄分开之外,例如,以便允许操作者将末端执行器引入外科手术部位,并从患者体外控制末端执行器相对于外科手术部位移动。
为了进一步减少微创外科手术的创伤,正在开发的技术允许仅使用单个进入端口(例如单个切口或单个自然身体孔口)进入身体的微创外科手术。这种进入可以通过使用稍大的套管来完成,该套管可以容纳外科手术所需的所有器械。通过单个切口或自然孔口进行的微创外科手术可以称为单孔进入(SPA)外科手术。提供单个端口的单个套管可以通过身体孔口或通过切口引入。
如果通过单个套管将多个外科手术器械和/或相机器械引入外科手术部位,则可以将器械引导件插入套管中以支撑和引导套管内的器械。期望使用尽可能小的套管,其与要穿过套管的器械的尺寸一致。因此,希望使器械引导件的壁变薄。
引入到外科手术部位的设备必须是无菌的。用于再次使用的外科手术设备的灭菌是昂贵的,并且难以确保过程的一致有效性。使用廉价的一次性设备消除了现场灭菌的需要。
塑料部件可以通过注塑成型廉价地生产。然而,必须将部件设计成满足各种约束以适合于通过注塑成型生产,因为必须能够用流入模具的加热的塑料材料填充模具。一个约束是部件的所有区域应该具有基本相同的厚度以避免变形,例如收缩、翘曲、表面不规则或者可能使部件失效的其他不准确性。另一个约束是薄壁的长度必须受到限制,因为塑料材料在薄壁内快速硬化的趋势。并且,应仔细设计从一个厚度到另一个厚度的任何必要过渡,以最小化冷却部件中的内部应力。但是由于功能要求,在不使引导件的壁变厚的情况下难以实现器械引导件的所需长度,并且因此需要具有相对较大内直径的套管并且相应地需要相对较大的切口。
期望具有一种器械引导件,该器械引导件设计成具有足够的长度和薄壁,同时能够通过诸如塑料材料的注塑成型的制造方法来生产。
附图说明
通过参考以下描述和附图可以最好地理解本发明,该描述和附图用于通过示例而非限制的方式示出本发明的实施例。在附图中,相同的附图标记表示类似的元件:
图1是说明性远程操作的外科手术系统的视图。
图2是未组装的进入端口的示意图。
图3是组装的进入端口的侧视图,其中套管的一部分被切除以示出插入套管中的器械引导件。
图4是沿图3中的线4-4截取的器械引导件的横截面。
图5A是沿图3中的线5-5截取的器械引导件的横截面。
图5B是沿图3中的线5-5截取的器械引导件的放大横截面。
图6是插入套管中的器械引导件的示意性侧视图,以示出注入气体的流动。
图7示出了相机器械和三个附加外科手术器械的外表面以及器械引导件的外表面的横截面。
图8示出了器械引导件的横截面,其中壁厚度已经增加。
图9示出了器械引导件径向壁已经通过半径连结的横截面。
图10示出了器械引导件的横截面,其中用于注入气体的通道已经被添加到器械引导件的外表面。
图11示出了示例性器械引导件的侧视图。
图12示出了图11的示例性器械引导件的端视图。
图13示出了沿图12中的线13-13截取的示例性器械引导件的横截面视图。
图14示出了可以用于通过注塑成型制造器械引导件的模具的示意图。
具体实施方式
在以下描述中,阐述了许多具体细节。然而,应该理解的是,可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下,没有详细示出公知的电路、结构和技术,以免模糊对本说明书的理解。
在以下描述中,对示出本发明的若干实施例的附图进行了参考。应该理解的是,可以利用其他实施例,并且可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气和操作变化。以下详细描述不应被视为具有限制意义,并且本发明的实施例的范围仅由所公布的专利的权利要求书限定。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,并不旨在限制本发明。本文可以使用空间相对术语(例如,“下方”、“下面”、“下部”、“上面”、“上部”等)以便于描述,以描述如图所示的一个元素或特征件与另一个或多个元素或特征件的关系。应该理解的是,空间相对术语旨在包括使用或操作中的装置的除了图中所示的取向之外的不同取向。例如,如果图中的装置被翻转,则被描述为在其他元件或特征件“下面”或“下方”的元件将被定向在其他元件或特征件“上面”。因此,示例性术语“下面”可以包括上面和下面两个取向。装置可以以其他方式定向(例如,旋转90度或在其他方位),并且相应地解释本文使用的空间相对描述符。
如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另有说明。将进一步理解的是,术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件和/或其组。
术语“对象”通常是指组件或组件组。例如,对象可以指代说明书或权利要求书中的盘的口袋或凸台。在整个说明书和权利要求书中,术语“对象”、“组件”、“部分”、“部件”和“片段”可以互换使用。
本文所使用的术语“或”和“和/或”应解释为包含性的或意指任何一个或任何组合。因此,“A、B或C”或“A、B和/或C”表示“以下任何一种:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C”。只有当元件、功能、步骤或行为的组合在某种程度上固有地相互排斥时,才会出现此定义的例外情况。
本文所用的近似术语(例如,“基本上”和“约”)应被解释为等于公差内的规定量,该公差适用于产生规定量的制造过程或适用于规定量的使用或要求。因此,如果长度通过精确的过程产生或代表临界尺寸,则基本上为规定量的长度可以是规定量加上或减去一个小的量。相反,如果长度由不精确的过程产生或代表非临界尺寸,则基本上为规定量的长度可以是规定量加上或减去一个大的量。
术语“器械”和“外科手术器械”在本文中用于描述配置成插入患者体内并用于执行外科手术或诊断过程的医疗装置。外科手术器械通常包括与一个或多个外科手术任务相关联的末端执行器,例如钳子、针驱动器、剪刀、双极烧灼器、组织稳定器或牵引器、施夹器、吻合装置、成像装置(例如,内窥镜或超声探头)等。与本发明的实施例一起使用的一些器械还提供用于外科手术工具的铰接支撑件(有时称为“腕部”),因此,可以利用相对于器械的轴的一个或多个机械自由度来操纵外科手术工具的位置和取向。此外,许多外科手术末端执行器包括功能性机械自由度,例如打开或关闭的钳口,或沿路径平移的刀。外科手术器械还可以包含存储的(例如,在器械内部的半导体存储器上)信息,该信息可以是永久性的或者可以由外科手术系统更新。因此,该系统可以提供器械与一个或多个系统组件之间的单向或双向信息通信。
图1示出了使用用于远程操作的外科手术器械102、104、106的单个进入端口100在患者110上的微创远程操作的外科手术过程的视图。单个进入端口100通过单个切口112插入。通常,通过单个进入端口100引入包括相机器械的三个或四个外科手术器械(示出了器械102、104和106)。另外,通常会有在单个进入端口100处或其附近引入注入气体(例如二氧化碳(CO2))的措施。应当理解的是,单个端口外科手术使用位于少量空间中的大量设备。
远程操作的外科手术器械102、104和106(其可以包括可以提供外科手术部位和外科手术部位处的其他器械的图像的相机器械)各自耦接到对应的致动器(例如,致动器122、124、126和128之一)。致动器122、124、126和128是伺服致动器,其允许外科医生使用计算机介导的控制站120操纵外科手术器械。这些操纵可以包括诸如改变外科手术器械的末端执行器(包括相机)的位置和取向以及操作末端执行器(诸如闭合钳口以实现抓握、切割等)的功能。外科手术器械的这种致动器控制可以通过各种术语(例如远程操作的外科手术)来指代。致动器122、124、126和128可以支撑在单独的结构臂上,一旦定位,该结构臂可以相对于患者110固定。在各种实施方式中,支撑臂可以手动定位,可以由外科医生定位,或者可以在外科医生移动一个或多个外科手术器械时由系统自动定位。
控制系统将计算机介导的控制站120耦接到远程操作的致动器122、124、126和128。这里“计算机”广泛地包括数据处理单元,该数据处理单元包括存储器和加法或逻辑功能,例如算术逻辑单元,该加法或逻辑功能可编程以执行算术或逻辑运算。控制系统可以协调输入装置的移动与其相关联的外科手术器械的移动,使得如向外科医生显示的外科手术器械102、104、106的图像看起来至少基本上连接到外科医生手中的输入装置。还经常提供进一步的连接水平以增强外科医生的灵活性和外科手术器械102、104和106的易用性。
计算机介导的控制站120可以提供手动操作的主控制器130,该主控制器130允许通过将信号(诸如由缆线132提供的电学控制信号或光学控制信号)传输到致动器122、124、126和128来操纵远程操作的外科手术器械102、104、106,致动器122、124、126和128控制耦接的外科手术器械102、104和106的动作。通常,外科手术器械之一(例如,外科手术器械102)将是相机器械,其被操纵以将剩余的外科手术器械和被操纵的对象放置在相机的视野内。相机器械将信号传输到控制站120,使得由相机捕获的视野内的器械和对象的图像可以显示在视觉显示器134上,当操纵耦接的外科手术器械104、106时,外科医生观察该视觉显示器134。手动操作的控制器130和视觉显示器134可以被布置成提供对外科手术器械104、106的直观控制,其中器械以类似于操作者的手随控制器一起移动的方式进行移动。
图2是未组装的套管和器械引导件组装件的示意图,套管和器械引导件组装件形成可以通过切口112插入的进入端口100。在将部件组装成在外科手术过程中使用的配置之前示出了进入端口100。当组装时,套管和器械引导件组装件提供图1中所示的单个端口进入。
进入端口100包括套管200,套管200具有管腔202,管腔202通过切口112插入以分离和保护切口。进入端口100还包括插入套管200中的器械引导件220。器械引导件220可以以各种方式耦接到套管200,以在外科手术过程中将器械引导件保持在套管中。器械引导件220引导一个或多个器械通过套管200,以便于器械进入外科手术部位。
套管200包括具有注入端口206的近侧部分204和耦接到近侧部分的管腔202。注入端口206接收注入气体(例如二氧化碳(CO2)),注入气体通过套管200的管腔202部分引入到外科手术部位。
进入端口100可以包括耦接到套管200的密封组装件210。当器械引导件220未插入套管200中时,密封组装件210密封进入端口100以减少注入气体的损失。
器械引导件220可以连结到漏斗组装件230,漏斗组装件230提供器械接收器232以在器械引导件的近端处将器械引导到器械引导件中的通路中。漏斗组装件230可以包括密封件,该密封件密封器械引导件220中的器械通路,以在器械未插入器械通路中时减少注入气体的损失。器械引导件220可以包括一个或多个器械通路。器械引导件可以包括一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个器械通路。器械通路可以全部具有相同的尺寸和形状,或者它们的尺寸和/或形状可以不同。每个器械通路可以具有圆形横截面或椭圆形横截面或与由器械通路支撑的器械轴的形状相对应的其他横截面形状。
器械引导件220的远侧部分被配置为紧密地配合在套管200的管腔202部分内。器械引导件220中的一个或多个器械通路中的每一个被配置为在套管200内的限定位置处支撑单个外科手术器械。外科手术器械通过漏斗组装件230中的器械接收器232插入进入端口100,使得它们在器械引导件220的近端处被引导到器械通路中。外科手术器械由器械通路支撑,直到它们从器械引导件220的远端伸出。在一些实施例中,器械引导件220可以由非导电材料形成,以帮助电隔离器械,器械可以携带用于电外科手术应用(例如,烧灼)的电荷。在其他实施例中,器械引导件220可以由导电材料(例如金属或导电塑料)形成,以帮助消散可能积聚在穿过引导件的器械上的任何电荷。
在一些实施例中,套管200可以是可重复使用的(例如,在清洁和消毒之后)。器械引导件220、漏斗组装件230和密封组装件210中的一些或全部可以被提供为无菌的一次性套件(例如,伽马(gamma)灭菌套件),使得可以针对每个外科手术过程使用新的器械引导件、新的漏斗组装件和/或新的密封组装件。
图3示出了进入端口100的侧视图,其中套管200沿直径切开以示出插入套管中的器械引导件220。器械引导件220包括在器械引导件的外壁的外表面222上的至少一个通道224,以形成用于从注入端口206到套管200的管腔202部分的远端的注入气体的通路。
通道224邻近管腔202的内表面,以在器械引导件220插入管腔时形成用于注入气体的通路。通道224完全延伸到器械引导件220的远端300。通道224朝向器械引导件220的近端延伸但不到达器械引导件220的近端。通道224朝向近端充分延伸,以使通道的近端302接收从注入端口206流出并穿过套管200的近侧部分204的注入气体。
密封组装件210可以包括近侧密封件306和密封翼片(flaps)304。近侧密封件306将器械引导件220密封超过通道224的近端302,以防止注入气体在套管200的近端处从器械引导件逸出。当器械引导件220插入管腔202中时,密封翼片304打开。虽然密封翼片304看起来阻止注入气体从注入端口206流到通道的近端302,但是在翼片之间存在开口,其允许注入气体流过套管200的近侧部分204。因此,进入端口100的套管和器械引导件组装件提供了用于将注入气体引入外科手术部位中的机构,同时使来自组装件的注入气体的损失最小化。
图4是沿剖面线4-4截取的器械引导件220的横截面。图5A和图5B是沿剖面线5-5截取的器械引导件220的横截面。图5A省略了图5B的放大视图中所示的通道端视图的细节。
有必要提供足以将外科手术区域充气至设定压力(可能为8mm Hg至14mm Hg)并且更换泄漏引起的气体损失的注入气体的流量。可以在约15mm Hg(约2,000Pa)的压力下供应注入气体。流量可以是约20l/min。应该理解的是,流过一个或多个通道224的注入气体的速度取决于通道的横截面积。当横截面积小时,流动将具有更高的速度,而当横截面积大时,流动将具有更低的速度。但是希望一个或多个通道224具有小的横截面积,以使器械引导件220和套管的管腔202的直径最小化。一个或多个通道224的横截面积受到为了器械引导件220的结构完整性和可制造性而保持一定壁厚度的需要的约束。
还希望避免注入气体的高速流动,高速流动可能干扰或甚至损坏套管200的远端附近的组织,其中注入气体被排放到外科手术部位。为了在最小化注入气体的排放速度的同时提供小直径的器械引导件220,一个或多个通道224在通道的近端处具有第一横截面积,并且在通道的远端处具有第二横截面积,第二横截面积大于第一横截面积。
一个或多个通道224具有用于通道的大部分长度的第一横截面积。过渡部分308开始于靠近通道224的远端,以提供到第二横截面积的过渡。过渡制作得足够长,以避免在注入气体的流动中引入湍流。在一些实施例中,从第一横截面积到第二横截面积的过渡长约1英寸(约25mm)。通过将较大的横截面积限制到器械引导件220的远端300,较大的横截面积的不利后果被最小化。这允许器械引导件220具有比如果通道224在其整个长度上具有第二横截面积将可能具有的直径更小的直径。在一些实施例中,第二横截面积是第一横截面积的至少两倍,从而将注入气体的排放速度减小到通道近端处的速度的一半或更小。例如,在一个实施例中,第一横截面积约为0.0023平方英寸(1.5平方毫米),并且第二横截面积约为0.0050平方英寸(3.0平方毫米)。
一个或多个通道224相对于内部过道定位,以在通道具有第一横截面积处为器械引导件提供第一壁厚度,并且在至少一个通道具有第二横截面积处为器械引导件提供第二壁厚度,第二壁厚度小于第一壁厚度。
图6示出了插入套管200中的器械引导件220的示意性侧视图,以示出注入气体从注气端口206到外科手术部位602的流动。双虚线箭头表示注入气体600的流动。套管200通过切口112插入,切口112抵靠套管的外部进行密封。套管200的近侧部分204形成供应注入气体的气室。近侧部分204在近端处由抵靠器械引导件220密封的近侧密封件306密封。
注入气体从由套管200的近侧部分204形成的气室进入器械引导件220的外表面222上的一个或多个通道224,并且朝向器械引导件的远端300流动。一个或多个通道224包括过渡部分308,过渡部分308在通道的远端300处具有增加的横截面积。如通过过渡部分308中的双虚线箭头的减小的长度所表明的,在注入气体被排放到外科手术部位602之前,过渡部分的增加的横截面积降低了注入气体的速度。
可以通过塑料树脂的注塑成型来制造器械引导件。众所周知,在塑料模塑工业中,必须考虑许多设计准则来设计可以通过注塑成型工艺成功制造的部件。这些准则中的许多准则是基于当加热的塑料树脂在压力下被迫进入模具时使塑料树脂填充模具的需要。
注塑成型的一个准则限制了薄部分的长度,使得塑料树脂在到达薄部分的端部之前不会过度硬化。用于制造器械引导件的理想塑料是聚碳酸酯树脂(例如来自TrinseoS.A.的CaliberTM MegaradTM 2081-15聚碳酸酯树脂),因为其具有尺寸稳定性和耐久性。由注塑成型的聚碳酸酯树脂制成的薄壁的长度被限制为小于壁厚度的一百倍。器械引导件的长度可为约5英寸(约125mm),因此需要使用0.050英寸(1.25mm)或更大的壁厚度。这种厚度难以提供具有小于1英寸(25.4mm)的外直径并且具有用于四个器械(其中一个是相机)的通道的器械引导件中,这是器械引导件的典型要求。
图7至图10是沿着与图4中所示的横截面相同的剖面线4-4截取的示例性器械引导件的横截面,示出了用于设计通过注塑成型工艺制造的器械引导件的设计过程。这些横截面也可以应用于已经描述的实施例。
图7示出了相机器械702和三个附加外科手术器械704、706、708的外表面以及器械引导件的外表面722的横截面。如图所示,相机器械具有椭圆形横截面,并且三个附加器械具有圆形横截面。相机器械702和三个附加外科手术器械704、706、708放置在器械引导件的外表面722内,使得相邻器械之间的最小间距基本相同,如用虚线绘制的模型径向壁712、714、716、718所示。同样地,器械引导件的外表面722与相邻器械702、704、706、708之间的最小间距与外表面722和圆形虚线724之间的模型外壁所示的径向壁分离基本相同。
为了确保套管内所需的紧密(理想地为可能最紧密的)封装,可以使用分析技术或通过迭代图形方法放置器械,当放置不同几何形状的器械(例如相机器械702)时,这可能更有效。相机器械702可以容纳立体相机(例如在专利号为US 8,556,807 B2(2010年5月15日提交)中公开的立体相机),该立体相机要求相机器械的外表面具有大致椭圆形的形状。相机器械的外表面可以是近似于椭圆的四圆曲线(four circular curve)的形式。使用圆形曲线段来形成相机器械的外表面可以简化相机器械和/或器械引导件的构造。
在器械引导件的一个示例性实施例中,器械引导件的外表面具有约1英寸(约2.54厘米)的直径,并且其长度约为5英寸(约12.7厘米)。示例性相机器械的较大弯曲表面具有约0.4英寸的半径。其余的外科手术器械直径约为0.3英寸。相邻器械之间以及器械引导件的外表面和相邻器械之间的最小间距约为0.03英寸。应该理解的是,由于引导件的长度,示例性器械引导件不能由具有如此薄的壁的聚碳酸酯树脂注塑成型。
图8示出了器械引导件的横截面,其中径向壁812、814、816、818和外壁824的厚度已经增加,但除了区域802、804、806、808之外,在这些区域中放置器械要求壁更薄。这些较薄区域形成用于器械的导轨(guideways)802、804、806、808—用于器械702的导轨802、用于器械704的导轨804、用于器械706的导轨806、用于器械708的导轨808。这些导轨中的每一个的半径对应于其接收的器械的半径以允许滑动配合,在器械插入器械引导件或从器械引导件中取出时,这可以帮助器械横向固定在器械引导件内,并且可以帮助器械更容易地沿轴向方向移动。应该理解的是,当器械在外科手术过程中使用时,器械在引导件中的轴向运动可以为器械提供一个运动轴。在器械引导件的示例性实施例中,壁812、814、816、818、824可以增加到约0.05英寸的厚度,这足以满足注塑成型要求,尽管在导轨处的区域相对较薄。换句话说,每个径向壁和外壁的一般厚度基本相同并且足以针对壁的长度进行注塑成型,但是,在形成导轨的壁的部分中的径向壁和外壁的厚度小于一般厚度,并且已经发现这些较小的厚度对于注塑成型是可接受的。
在图8中可以看出,径向壁的一侧部分地限定第一过道,并且径向壁的相反侧部分地限定第二过道。因此,如图所示,第一过道的导轨形成在径向壁的一个表面中,并且第二过道的第二导轨形成在径向壁的反面中。在所示实施例中,导轨在横跨壁的正面和反面中通常彼此相对,但是在其他器械放置几何形状中,形成在单个壁中的导轨可以横跨壁彼此偏移。
图9示出了器械引导件的横截面,其中径向壁812、814、816、818相交的“V”已经通过半径904、906、908连结。在外科手术器械的三个过道中,器械704、706、708不占据“V”区域。因此,可以以大半径连结壁。优选地,连结半径小于外科手术器械的外半径,因此在连结半径和器械之间存在相当大的间隙。用于相机器械702的过道使得器械导轨802可以用作连结半径,而不是在壁的交叉处移除材料以提供间隙导轨。在器械引导件的示例性实施例中,连结半径可以是0.05英寸至0.10英寸。
以大半径连结径向壁812、814、816、818产生了实心中心芯900,其比径向壁和管的外壁824厚得多。虽然注塑成型的部件的传统设计实践避免了由于翘曲和收缩问题而将厚部分连结到薄部分,但是已经发现,在器械引导件中可以使用厚实心中心芯,因为引导件由径向壁对称地支撑,并且实心中心芯不在引导件中提供任何关键表面。提供厚实心中心芯在注塑成型期间为塑料树脂提供了良好的流动路径,并且已经发现克服了通常与通过注塑成型产生长薄壁相关的问题,因为树脂从芯向外流过径向壁并流入外壁。
中心芯的最小“直径”基本上大于壁厚度,其中“直径”是指可以包含在芯内的最大圆柱的直径。在器械引导件的示例性实施例中,中心芯可以比直径为0.15英寸的圆柱体更大,如在芯上方示出的虚线圆圈所示。因此,中心芯的厚度可以是壁的加厚部分的厚度的大约三倍,并且是导轨处的壁的最薄部分的厚度的四倍以上。芯具有显著大于壁厚度的最小直径。
图10示出了器械引导件的横截面,其中如前所述,用于注入气体的通道1000已经被添加到器械引导件的外表面722。通道形成在外壁中并且在径向壁812、814、816、818上方居中。该位置允许形成通道而不干扰器械的放置。外部圆形壁的厚度可以横跨注入气体通道保持基本恒定。如前所述,通道的远侧部分可以扩大以提供较大的横截面积。在一些实施例中,在径向壁与外壁相交的地方使用小半径。
图11示出了示例性器械引导件1100的侧视图。图12示出了示例性器械引导件1100的端视图。图13示出了沿图12中的线13-13截取的示例性器械引导件1100的横截面视图。图14示出了可以用于通过注塑成型制造器械引导件的模具的示意图。
为了便于从模具中释放注塑成型的部件,通常在表面上设置与表面成小角度的拔模(draft),使得当部件移出模具时部件与模具分离。例如,过道1102、1104在器械引导件的远端具有较小的开口1108,并且在近端具有较大的开口1106。相反,管壁1110和芯1112在器械引导件的远端具有较厚的横截面,并且在近端具有较薄的横截面。因此,当器械引导件相对于模具在远侧方向上移动时,过道1102、1104将与模具分离。图13中示出的拔模量被大大放大了,以便可以看到拔模。说明性横截面清楚地示出了芯1112相对于管壁1110具有更大的厚度。
注塑成型的设计准则推荐至少半度的拔模,并建议一度或更大的拔模作为优选实践。半度的拔模将使器械与导轨通路之间的间隙在近端处比在5英寸(12.7厘米)长的过道的远端处大约多0.1英寸(大约2.5毫米)。但是,在过道的近端处的0.1英寸(2.5毫米)的额外间隙将允许在器械的远端处过度移动。在实践中,0.13度的拔模在近端产生小于0.03英寸(0.76毫米)的更多间隙,并且可接受地控制器械的远端的位置。下面描述的具体设计考虑因素用于允许用少量的拔模将部件与模具分离。
器械引导件包括凸缘1120,凸缘1120从管的近端1122向外延伸。参照图14,凸缘可以形成在第一模具段1400的腔1402中。过道可以由第二模具段1410形成,第二模具段1410包括形成过道开口和导轨的柱形段1412。柱形段1412穿过第一模具段1400中的开口1404。通过使第二模具段1410沿第二模具段上的箭头1414所示的方向远离第一模具段1400移动,从模制的器械引导件中弹出柱形段1412。由凸缘1120在第一模具段1400的1402中提供的支撑件允许柱形段1412从器械引导件中撤回,并且穿过第一模具段1400中的开口1404,尽管该支撑件比用于从模具中弹出部件的正常拔模量要小得多。
管的外表面具有从远端1124到近端1122的相同外直径,使得器械引导件稳定地定位在套管200内(图3)。该均匀的外直径需要使用侧面作用模具段1420、1430,每个侧面作用模具段包括形成一半的管的外表面和一半的注入通路的腔1422。如模具段上的箭头1424、1434所示,侧面作用模具段1420、1430沿彼此相反的方向远离模制的器械引导件移动。
已经发现,两个浇口(gate)部位1126可以放置在凸缘1120的周边上的径向相对的位置处,以可靠地填充器械引导件模具腔。这些位置的尺寸是不重要的,并且可以容易地修整浇口部位痕迹。
虽然已经在附图中描述和示出了某些示例性实施例,但是应该理解,这些实施例仅仅是对本发明的说明而非限制,并且本发明不限于所示和所描述的具体结构和布置,因为本领域普通技术人员可以想到各种其他修改。例如,虽然已经描述了使用器械引导件的通道来将注入气体输送到外科手术部位,但是可以使用相同或类似的通道从外科手术部位排出气体和/或烟雾。因此,该描述被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (29)
1.一种医疗装置,其包括:
器械引导件,其包括管、实心芯和多个径向壁;
所述管具有近端、远端和外壁;
所述外壁具有从所述管的所述远端到所述管的所述近端的恒定的外径;
所述实心芯从所述管的所述近端延伸到所述管的所述远端;以及
所述多个径向壁从所述管的所述近端延伸到所述管的所述远端,并且从所述实心芯延伸到所述管的所述外壁,所述多个径向壁中的每对相邻的径向壁形成由所述实心芯和所述管界定的多个过道中的一个过道;
其中所述管的所述外壁的厚度与所述多个径向壁的每个单独的径向壁的厚度是基本上相同的第一厚度,并且所述实心芯具有充分大于所述第一厚度的最小直径。
2.根据权利要求1所述的医疗装置:
其中第一器械导轨形成在所述多个径向壁的第一径向壁的表面中;并且
其中所述第一器械导轨处的所述第一径向壁的第二厚度小于所述第一厚度。
3.根据权利要求1所述的医疗装置:
其中第一器械导轨形成在所述管的所述外壁中;并且
其中所述第一器械导轨处的所述管的所述外壁的第二厚度小于所述第一厚度。
4.根据权利要求1所述的医疗装置:
其中第一器械导轨形成在所述管的所述外壁中,所述管的所述外壁限定所述多个过道的第一过道,并且所述第一器械导轨处的所述管的所述外壁的第二厚度小于所述第一厚度;并且
其中第二器械导轨形成在所述多个径向壁的第一径向壁中,所述多个径向壁的第一径向壁限定所述第一过道,并且在所述第二器械导轨处的所述第一径向壁的第三厚度小于所述第一厚度。
5.根据权利要求1所述的医疗装置,其中,所述多个过道中的每个过道包括三个导轨,所述三个导轨中的一个导轨由所述管的所述外壁的薄部分形成,并且所述三个导轨的其余两个导轨由形成所述多个过道的所述多个径向壁中的相邻的一对径向壁中的每一个的薄部分形成。
6.根据权利要求2所述的医疗装置:
其中所述多个径向壁的所述第一径向壁包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面;
其中所述第一器械导轨形成在所述第一表面中,并且第二器械导轨形成在所述第二表面中;并且
其中所述第一器械导轨和所述第二器械导轨之间的所述第一径向壁的第三厚度小于所述第一厚度。
7.根据权利要求1所述的医疗装置,其中所述第一厚度在所述管的所述近端处比在所述管的所述远端处更小,使得所述多个过道中的每个过道在所述管的所述近端处比在所述管的所述远端处更大。
8.根据权利要求7所述的医疗装置,所述医疗装置通过注塑成型形成。
9.根据权利要求2或权利要求3至6中的任一项所述的医疗装置,其中所述导轨或每个导轨由恒定的半径曲线限定。
10.根据权利要求1或权利要求2至6中的任一项所述的医疗装置:
其中注入气体通道限定在所述管的所述外壁的外表面中;并且
其中所述注入气体通道在所述管的所述远端向外张开。
11.根据权利要求10所述的医疗装置:
其中所述注入气体通道进一步限定在所述管的所述外壁的所述外表面中,并且与所述多个径向壁中的一个径向壁和所述外壁连结的位置相对。
12.根据权利要求10所述的医疗装置:
其中所述管的所述外壁在所述注入气体通道处保持所述第一厚度。
13.根据权利要求1或权利要求2至6中的任一项所述的医疗装置,其中所述管包括形成在所述管的外表面上的多个注入气体通道,所述多个注入气体通道中的每一个从所述管的所述远端朝向所述近端延伸,并且在所述多个径向壁中相应的一个径向壁上方居中。
14.根据权利要求13所述的医疗装置,其中所述多个过道中的每个过道被成形为使得所述管的所述外壁的所述厚度在所述多个注入气体通道处保持基本相同。
15.根据权利要求13所述的医疗装置,其中所述多个注入气体通道中的每一个在所述管的所述远端处具有比在所述管的所述近端处更大的横截面积。
16.根据权利要求13所述的医疗装置,其中所述多个注入气体通道中的每一个朝向所述器械引导件的所述管的所述近端延伸但未到达所述器械引导件的所述管的所述近端。
17.根据权利要求1或权利要求2至6中任一项所述的医疗装置,其进一步包括从所述管的所述近端向外延伸的凸缘。
18.根据权利要求1或权利要求2至6中的任一项所述的医疗装置,其进一步包括:
套管,其包括具有注入端口的近侧部分,所述套管具有从所述套管的所述近侧部分延伸的管腔;以及
所述器械引导件,其可移除地插入所述套管的所述近侧部分中并且通过所述套管延伸到所述管腔的远端。
19.根据权利要求18所述的医疗装置,其中所述管包括邻近所述管腔的内表面的多个注入气体通道,以形成注入气体的通路。
20.根据权利要求1或权利要求2至6中的任一项所述的医疗装置,其进一步包括:
漏斗组装件,其连结到所述器械引导件的所述管的所述近端,所述漏斗组装件包括多个漏斗,所述多个漏斗中的每个漏斗对应于所述多个过道中相应的一个过道。
21.一种制作器械引导件的方法,其包括:
提供第一模具段,其限定所述器械引导件的近端上的表面;
将两个侧面作用模具段关闭到所述第一模具段,所述两个侧面作用模具段限定管的外表面,所述管具有从所述管的远端到所述管的近端的恒定外直径;
通过所述第一模具段中的开口插入第二模具段,所述第二模具段包括在所述管内形成过道开口的多个柱形段,所述过道开口从所述管的所述远端延伸到所述器械引导件的所述近端,所述多个柱形段限定实心芯、所述管的内表面以及多个径向壁,所述多个径向壁从所述实心芯延伸到所述管的所述内表面,其中所述管和所述多个径向壁的壁厚度基本相同,并且所述实心芯具有充分大于所述壁厚度的最小直径;
将塑料树脂注入由所述第一模具段、所述两个侧面作用模具段和所述第二模具段形成的腔中;
打开所述两个侧面作用模具段;
撤回所述第二模具段;以及
从所述第一模具段弹出所述器械引导件。
22.根据权利要求21所述的方法,其中所述塑料树脂是聚碳酸酯树脂。
23.根据权利要求21所述的方法,其中使所述塑料树脂仅流过所述管和所述多个径向壁的最长路径是所述壁厚度的一百倍以上。
24.根据权利要求21所述的方法,其中所述实心芯提供使所述塑料树脂流入所述管和所述多个径向壁的路径,所述路径小于所述壁厚度的一百倍。
25.根据权利要求21或权利要求22至24中的任一项所述的方法,其中所述多个柱形段具有小于0.2度的拔模角。
26.根据权利要求21或权利要求22至24中的任一项所述的方法,其中所述多个柱形段具有约0.13度的拔模角。
27.根据权利要求21或权利要求22至24中的任一项所述的方法,其中所述多个柱形段在每个所述过道开口中限定三个导轨,所述三个导轨中的一个导轨通过使所述管的一部分变薄而形成,并且所述三个导轨的其余两个导轨通过使来自形成一个所述过道开口的所述多个径向壁中的一对相邻壁中的每一个的一部分变薄而形成。
28.根据权利要求21或权利要求22至24中的任一项所述的方法,其中所述两个侧面作用模具段在所述管的所述外表面上限定多个通道,所述多个通道中的每个通道从所述管的所述远端朝向所述近端延伸,并且在所述多个径向壁中相应的一个径向壁上方居中。
29.根据权利要求21或权利要求22至24中的任一项所述的方法,其中所述第一模具段限定从所述管的所述近端向外延伸的凸缘。
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