CN113100882A

CN113100882A - 手术刀

Info

Publication number: CN113100882A
Application number: CN202010026791.0A
Authority: CN
Inventors: 赵秉
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-07-13

Abstract

本发明公开一种手术刀，包括：刀柄，所述刀柄包括形成有容纳空间的壳体，所述容纳空间内收容有相互连接的第一电机和控制模块，所述控制模块与设置于所述壳体表面的按键连接；刀架，所述刀架设置在所述刀柄上，且所述第一电机能够驱动所述刀架围绕自身轴线旋转，所述刀架设有与所述控制模块连接的第二电机；刀座，所述刀座与刀架铰接，所述第二电机能够驱动所述刀座围绕铰接轴旋转；以及刀片，所述刀片设有刃口，且所述刀片设置于所述刀座上。本发明的手术刀通过设置在刀柄表面的按键来调整刀片的角度，主刀医生可以自行快速完成调节，并且单手就可完成角度调节，这将大大减少手术器械的更换时间，提升了手术的成功率。

Description

手术刀

技术领域

本发明涉及医疗手术器械领域。更具体地，涉及一种手术刀。

背景技术

手术刀是由刀片和刀柄组成用于切割人体或动物体组织的特制刀具，是外科手术中不可缺少的重要手术工具。手术刀通常由刀片和刀柄组成，刀片通常有刃口以及与刀柄对接的安装槽，该类手术刀刀片与刀柄处于同一直线中，但切割某些手术部位组织时需要刀片旋转一定的角度，才能便于医生下刀。因此，目前有一种手术刀的刀片与刀柄铰接，通过机械式分码盘调节刀片与刀柄之间的角度，可实现平面内刀片不连续角度的调节。此外还有一种手术刀的刀片与刀柄之间通过球头铰接来调整角度，但是对于球铰的锁定机构并不可靠。以上两种通过机械式调整刀片与刀柄之间角度的手术刀，由于其制造工艺限制了调节角度不能达到理想的精度。并且，手术过程中病患处于麻醉及失血状态，对刀具的调整及时性提出了较高的要求，上述两种手术刀在调节过程中都无法通过单手完成，无法快速调节刀片的角度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手术刀，该手术刀能够单手、快速、连续调节刀片在三维空间的位置。

根据本发明的一个方面，提供了一种手术刀，包括：

刀柄，所述刀柄包括形成有容纳空间的壳体，所述容纳空间内收容有相互连接的第一电机和控制模块，所述控制模块与设置于所述壳体表面的按键连接；

刀架，所述刀架设置在所述刀柄上，且所述第一电机能够驱动所述刀架围绕自身轴线旋转，所述刀架设有与所述控制模块连接的第二电机；

刀座，所述刀座与刀架铰接，所述第二电机能够驱动所述刀座围绕铰接轴旋转；以及

刀片，所述刀片设有刃口，且所述刀片设置于所述刀座上。

可选地，所述刀柄的壳体大致呈长圆柱型，所述第一电机的输出轴伸出到所述壳体端部的外侧与所述刀架连接。

可选地，所述刀架大致呈圆柱型，所述圆柱型的一端逐渐过渡到平板型形成第一端部，所述圆柱型的另一端为第二端部，所述刀座的一端与所述第一端部铰接，所述第一电机的输出轴与所述第二端部连接。

可选地，所述刀架与刀柄同轴设置。

可选地，所述刀座为板状结构，且其一端与所述刀架的第一端部铰接，另一端设有卡扣机构，所述刀片上的固定槽与所述卡扣结构扣合连接。

可选地，所述刀架的第一端部上设有所述第二电机，所述第二电机的输出轴垂直于所述第一电机的输出轴，所述第二电机的输出轴与所述刀座连接。

可选地，所述按键的数量为四个，分别用于控制所述第一电机与第二电机的正、反转。

可选地，所述四个按键分别靠近所述刀柄远离所述刀架一侧的端部设置。

可选地，所述第一电机为空心杯电机，所述第二电机为盘式电机。

可选地，所述第一电机和第二电机分别为医疗用可消毒的电机。

可选地，所述控制模块包括单片机，所述单片机通过脉宽调制分别控制所述第一电机、第二电机的旋转角度。

可选地，所述第一电机和第二电机上分别设有角度编码器。

可选地，所述刀柄与刀架的表面设有生物兼容的硅胶层。

可选地，所述硅胶层表面设有滚花纹理。

可选地，所述壳体的容纳空间内还收容有用于向所述第一电机和第二电机供电的可充电电池。

可选地，所述第一电机、第二电机、以及所述按键与壳体的连接处均做密封处理。本发明的有益效果如下：

本发明的手术刀由第一电机驱动刀架围绕其自身轴线旋转，第二电机设置在刀架上并驱动刀座围绕二者之间的铰接轴旋转，因此，设置于刀座上的刀片可在三维空间内旋转任意角度。本发明的手术刀通过设置在刀柄表面的按键来调整刀片的角度，主刀医生可以自行快速完成调节，并且单手就可完成角度调节，这将大大减少手术器械的更换时间，提升了手术的成功率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的结构示意图。

图2示出本发明的结构示意图。

图3示出本发明刀架的第一端部的局部示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

外科手术能够治疗病理性疾病，例如阑尾切除术、癌变组织切除术等，或者修复破裂的器官等。通常，大多数外科手术都属于开放式外科手术类别，医生在患者体表切出长切口，通过该长切口引入外科手术器械，并通过该长切口观察切除情况，这类手术形成的伤口通常需要较长的愈合时间，并且增加伤口感染的风险。

近年来，随着成像技术、电子设备和机器人技术的进步，微创手术成为了外科医生越来越多的选择，例如，利用内窥镜技术进行微创手术，医生可以通过内窥镜摄像头观察手术部位的内部影像。内窥镜通过小切口引入手术部位，手术器械可以从另一小切口进入到手术部位进行手术，也可以仅用单个小切口同时引入内窥镜和手术器械。由于内窥镜手术的切口较小，可以减少伤口愈合时间，缩短住院时间，也能同时降低手术的感染风险。

在进行内窥镜手术时，医生通过显示器观看手术部位来操作手术刀进行切除等操作，此时就需要一种便于医生快速调整刀片角度的手术刀。可以理解的是，内窥镜不是唯一可以观察患者内部组织的手段，医生还可以通过其它手段观察内部组织，例如超声系统、计算机断层扫描仪、磁共振成像扫描仪等。

图1示出了本发明手术刀的一种实施方式，该手术刀包括刀柄10、刀架20、刀座30和刀片40。刀柄10包括壳体11，壳体11内形成有容纳空间，该容纳空间内收容有第一电机12和控制模块，壳体11的表面设有按键13，第一电机12和按键13分别与控制模块电性连接。

刀架20设置在刀柄10上，第一电机12的输出轴伸出壳体11外侧与刀架固定连接，具体地，第一电机12的输出轴上设有花键，刀架20设有花键槽，通过花键与花键槽的配合，第一电机12能够驱动刀架20围绕自身轴线旋转。第一电机12输出轴也可通过其它常规的机械连接方式与刀架20连接，此处不再赘述。刀架20上设有第二电机21。

刀座30与刀架20铰接，第二电机21的输出轴与刀座30连接，第二电机21能够驱动刀座30围绕铰接轴旋转。

刀片40上设有刃口，并且刀片40与刀座30固定连接。具体的，刀片40上设有安装槽，刀片40通过该安装槽紧固插接于刀座30上。

按键13至少为两个，分别用来控制第一电机12和第二电机21的启动和停止。具体地，按键13与控制模块电性连接，控制模块分别与第一电机12和第二电机21连接，当按下与第一电机12对应的按键13后，第一电机12启动，松开按键13后，第一电机12停转，当按下与第二电机21对应的按键13后，第二电机21启动，松开按键13后，第二电机21停转。由于第一电机12驱动刀架20围绕其轴线旋转，第二电机21设置在刀架20上并驱动刀座30围绕二者之间的铰接轴旋转，因此，设置于刀座30上的刀片40可在三维空间内旋转任意角度。本发明的手术刀通过设置在刀柄10表面的按键13来调整刀片40的角度，主刀医生可以自行快速完成调节，并且单手就可完成角度调节，这将大大减少手术器械的更换时间，提升了手术的成功率。

请进一步参考图1和图2所示，刀柄10的壳体11大致呈长圆柱形，第一电机12输出轴的自由端位于壳体11一端部的外侧与刀架20连接，按键13靠近壳体11的另一端部设置。圆柱型的刀柄便于医生握持手术刀，且按键13的位置也便于单手调整刀片的角度。

如图1和图3所示，刀架20的形状大致呈圆柱型，该圆柱型的一端逐渐过渡到平板型形成第一端部22，圆柱型的另一端为第二端部23，第一电机12的输出轴与第二端部23连接，刀柄10与刀架20同轴设置，第一电机12驱动刀架20围绕该轴线旋转。刀座30的一端与第一端部22铰接，第二电机21的输出轴垂直于第一电机12的输出轴，第二电机21的输出轴与刀座30连接。具体的，图3示出了刀架20第一端部22的局部示意图，第二电机21固定设置在第一端部22上，第二电机21的输出轴垂直穿过第一端部22后与刀座30固定连接，第二电机21的输出轴可通过键配合与刀座30连接。

请进一步参考图2所示，按键13的数量为四个，分别用于控制第一电机12和第二电机21的正、反转，即两个按键13分别控制第一电机12的正转和反转，另两个按键13分别控制第二电机21的正转和反转，四个按键13分别靠近刀柄10远离刀架20一侧的端部设置。四个按键13的布置便于由无名指与小拇指控制实现，大拇指、食指、中指用于手术刀的稳定把控，此种结构便于医生单手按压按键迅速将刀片40旋转到所需的角度。

进一步地，第一电机12为空心杯电机，空心杯电机在结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也叫空心杯型转子。这种新颖的转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。同时其重量和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能损耗。由于转子的结构变化而使电动机的运转特性得到了极大改善，不但具有突出的节能特点，更为重要的是具备了铁芯电动机所无法达到的控制和拖动特性。空心杯电机技术减小了体积、减轻了重量并减少了发热量，因此是便携或小型设备等类似应用领域的理想选择。

第二电机21为盘式电机，盘式电机也称轴向永磁电机，其结构紧凑、效率高、功率密度大。相较于常规的电动机盘式电机的轴向尺寸较小，因此，如图3所示，第二电机21可设置在刀架20的外侧表面。

进一步地，第一电机12和第二电机21分别为医疗用可消毒电机，两个电机分别为密封结构以便于与外界隔离，从而可反复消毒灭菌后使用，适配手术的严格要求。

进一步地，第一电机12和第二电机21分别带有可达12位的高精度角度编码器，控制模块包括有MCU/51单片机，配合电机上的编码器，单片机通过脉冲控制(PWM)电机的正反转，单个脉冲对应控制的旋转角度可达0.08°的精度，满足精度的要求，从而通过分布于刀柄10表面上的4个按键13单手完成调整刀片40姿态的目的。

常用的电机工作状态下均为高速运转，要想获得低配速需采取减速机的形式降低控制转速，手术刀的应用场景为低速调节两个关节的旋转，从而得到合适的角度，采用减速机构会大大增加手术刀的体积，不利于医生的操作。本发明应用PWM波，通过MCU/51单片机内部编程输出PWM波，通过控制输出GPIO口PWM波的占空比可以达到减速的目的，从而避免了复杂机械结构的劣势。且通过控制程序的配置，根据每个医生的习惯，调整合适的控制速度，进而可根据不同的医生使用习惯，适配多种调节刀片旋转的转速。此外，第一电机12和第二电机21内设有抱闸，当电机停转后，抱闸锁紧电机转子，使得刀片40保持固定角度不易变动，当电机旋转时，首先需打开抱闸，解锁电机转子，然后电机才能旋转。

进一步地，刀架20与刀柄10表面覆盖有生物兼容的硅胶材料，硅胶材料在刀架20与刀柄10表面形成硅胶层，硅胶材料可以为硅橡胶、丁基、丙烯酸酯、聚氨酯等防滑材料，避免了手术刀在溅上血液后导致的握持困难的情况发生，并且硅胶材料上面有滚花纹理，进一步增加握持的阻尼感。

进一步地，按键14与壳体11的连接处，以及刀柄10与刀架20的连接处被硅胶层覆盖实现密封效果，防止液体从缝隙处进入壳体内部，影响手术刀的使用寿命。

本发明的手术刀可通过外部电源线向第一电机12、第二电机21和控制模块供电，也可以通过可充电电池提供电源。具体地，壳体11内收容有可充电电池，壳体11表面设有用于对电池进行充电的充电接口，例如Micro USB口。还可以通过无线充电的方式对电池进行充电，此种结构的手术刀表面不设置接口，其密封性能更为良好。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种手术刀，其特征在于，包括：

刀片，所述刀片设有刃口，且所述刀片设置于所述刀座上。

2.根据权利要求1所述的手术刀，其特征在于，所述刀柄的壳体大致呈长圆柱型，所述第一电机的输出轴伸出到所述壳体端部的外侧与所述刀架连接。

3.根据权利要求2所述的手术刀，其特征在于，所述刀架大致呈圆柱型，所述圆柱型的一端逐渐过渡到平板型形成第一端部，所述圆柱型的另一端为第二端部，所述刀座的一端与所述第一端部铰接，所述第一电机的输出轴与所述第二端部连接。

4.根据权利要求3所述的手术刀，其特征在于，所述刀架与刀柄同轴设置。

5.根据权利要求3所述的手术刀，其特征在于，所述刀座为板状结构，且其一端与所述刀架的第一端部铰接，另一端设有卡扣机构，所述刀片上的固定槽与所述卡扣结构扣合连接。

6.根据权利要求5所述的手术刀，其特征在于，所述刀架的第一端部上设有所述第二电机，所述第二电机的输出轴垂直于所述第一电机的输出轴，所述第二电机的输出轴与所述刀座连接。

7.根据权利要求2所述的手术刀，其特征在于，所述按键的数量为四个，分别用于控制所述第一电机与第二电机的正、反转。

8.根据权利要求7所述的手术刀，其特征在于，所述四个按键分别靠近所述刀柄远离所述刀架一侧的端部设置。

9.根据权利要求1所述的手术刀，其特征在于，所述第一电机为空心杯电机，所述第二电机为盘式电机。

10.根据权利要求9所述的手术刀，其特征在于，所述第一电机和第二电机分别为医疗用可消毒的电机。

11.根据权利要求1所述的手术刀，其特征在于，所述控制模块包括单片机，所述单片机通过脉宽调制分别控制所述第一电机、第二电机的旋转角度。

12.根据权利要求11所述的手术刀，其特征在于，所述第一电机和第二电机上分别设有角度编码器。

13.根据权利要求1所述的手术刀，其特征在于，所述刀柄与刀架的表面设有生物兼容的硅胶层。

14.根据权利要求13所述的手术刀，其特征在于，所述硅胶层表面设有滚花纹理。

15.根据权利要求1所述的手术刀，其特征在于，所述壳体的容纳空间内还收容有用于向所述第一电机和第二电机供电的可充电电池。

16.根据权利要求1所述的手术刀，其特征在于，所述手第一电机、第二电机、以及所述按键与壳体的连接处均做密封处理。