CN113967078A - 无菌隔离装置及其装配方法、安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗手术器械领域，具体涉及一种无菌隔离装置及其装配方法、安装方法，包括：无菌罩和隔离组件；所述无菌罩由第一开口、第二开口和位于所述第一开口和第二开口之间的塑料材质的无菌罩本体组成；所述隔离组件包括第一隔离板、第二隔离板以及设置于所述第一隔离板与所述第二隔离板之间的连接装置。本发明的无菌隔离装置的无菌罩覆盖住了机械臂上的绝大多数零部件，使处于无菌区的零部件只有器械盒、套管及套管固定座，相比于现有技术，减少了腕部单元转接件，消毒更加省时省力；无菌罩上只有用于连接无菌罩固定片的第一开口和用于穿过需要被覆盖的部件的第二开口，无额外的开孔，安装更加方便，且不存在隔离不严的风险。

Description

无菌隔离装置及其装配方法、安装方法

技术领域

本发明涉及医疗手术器械领域，具体涉及一种无菌隔离装置及其装配方法、安装方法。

背景技术

微创手术是指利用腹腔镜、胸腔镜等现代医疗器械及相关设备在人体腔体内部施行手术的一种手术方式。相比传统手术方式微创手术具有创伤小、疼痛轻、恢复快等优势。然而，微创手术中微创器械由于受到切口大小的限制，手术操作难度大为增加，且医生在长时间手术过程中的疲劳、颤抖等动作会被放大，这成为制约微创手术技术发展的关键因素。随着机器人技术的发展，一种可以克服缺点、继承优点的微创医疗领域新技术——微创手术机器人技术应运而生。

在机器人辅助微创外科手术过程中，医生借助细长的微创手术器械实施手术操作任务，需要将与患者相邻的区域保持在无菌条件下。然而，控制手术器械运动所必需的电机、传感器、编码器和电气连接件等通常不能使用常规方法例如蒸汽、热或化学品进行消毒，因此需要将它们与手术器械进行隔离。

中国专利CN101242789B公开了一种消毒手术帷帘，“腕部单元转接件和套管转接件延伸通过帷帘的孔、，以便前臂组件和操纵器组件的剩余部分在手术过程中保持被遮蔽在病人之外。在一个实施例中，腕部单元转接件和套管转接件被制造成可再用部件，这些部件将被消毒因为它们都延伸入手术点的消毒区。腕部单元和套管转接件、可通过常规方法消毒，即蒸汽、加热和加压、化学消毒等”。在该专利方案中，处于无菌区的部件有腕部单元转接件、套管转接件和腕部单元，因此需要对它们进行消毒操作。

但上述方案存在如下问题：1、处于无菌区的零部件仍然较多，并且由于腕部单元转接件和套管转接件是固连在操作臂上的，对它们进行消毒费时费力；

2、由于腕部单元转接件和套管转接件是穿过帷帘的孔的，在实际使用时，需将两个孔对准两个部件，安装难度大，并且由于孔的存在还可能导致有缝隙、密封不严等风险。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无菌隔离装置及其装配方法、安装方法，解决了上述技术问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种无菌隔离装置，包括：无菌罩和隔离组件；

所述无菌罩由第一开口、第二开口和位于所述第一开口和第二开口之间的塑料材质的无菌罩本体组成；

所述隔离组件包括第一隔离板、第二隔离板以及设置于所述第一隔离板与所述第二隔离板之间的连接装置，所述无菌罩本体固定在所述连接装置上，且所述第一开口与所述连接装置的形状相匹配，以使所述连接装置封闭所述第一开口，所述隔离组件由塑料材质形成。

进一步限定，所述所述第一隔离板上的第一预定位置设置第一通孔；

所述连接装置上设置有第二通孔；

所述第二隔离板上与所述第一预定位置相对应的第二预定位置设置有定位柱；

于所述定位柱设置于所述第一通孔和所述第二通孔的状态下形成所述隔离组件。

进一步限定，所述连接装置为中空的封闭环状塑料片，所述第二通孔设置于所述塑料片的环状部分。

进一步限定，所述定位柱包括一定位台阶和定位柱体，所述定位台阶成锥体、且所述锥体的小圆直径匹配所述定位柱体的直径。

进一步限定，所述第一通孔还包括沿着径向外周设置的一圈第一通孔台阶面，所述第一通孔台阶面朝向所述第一隔离板远离所述连接装置的一侧。

一种无菌隔离装置的装配方法，包括：步骤S1，用于将所述无菌罩固定连接于所述连接装置，所述步骤S1包括：

控制所述无菌罩的所述第一开口与所述隔离组件的所述连接装置的预设开孔做定位处理，以使得所述无菌罩的所述第一开口与所述连接装置对齐；

对所述无菌罩的所述第一开口做连接处理以使得所述无菌罩固定连接所述连接装置。

进一步限定，所述连接处理为加热和/或胶粘处理。

进一步限定，还包括步骤S2，用于将所述第一隔离板、所述连接装置和所述第二隔离板固定装配，所述步骤S2包括：

步骤S21：于所述连接装置与所述无菌罩固定连接的状态下，将所述连接装置按压于所述第二隔离板上；

步骤S22：传动件从下至上穿过所述第二隔离板的下安装孔，并转动一定角度以防止所述传动件掉落；

步骤S23：将顶针从上至下插入所述第二隔离板的下辅助定位孔中；

步骤S24：将所述第二隔离板按压在前述步骤形成的部件上，并使用热熔头对定位柱靠近所述第一隔离板的部分进行加热加压，完成所述固定装配；

其中，步骤S21至步骤S23的顺序可以任意互换。

一种无菌隔离装置的安装方法，提供一种从操作设备，包括从操作设备基座、立柱、被动臂、操作臂、器械连接部和滑架，所述器械连接部设置有器械盒驱动座；

将所述无菌罩的所述第二开口穿过所述器械盒驱动座，并将所述无菌隔离装置的搭扣卡接到器械盒驱动座上；

将所述无菌罩捋平使所述第二开口穿过所述器械盒驱动座、所述滑架、所述操作臂和所述被动臂，以便所述无菌罩覆盖在前述部件上；

将已位于所述被动臂上的所述第二开口扎紧以固定住所述无菌罩

进一步限定，还包括将覆盖所述滑架的所述无菌罩部分，采用松紧带固定，以减小所述无菌罩安装后的体积。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：本发明的无菌隔离装置的无菌罩覆盖住了机械臂上的绝大多数零部件，使处于无菌区的零部件只有器械盒、套管及套管固定座，相比于现有技术，减少了腕部单元转接件，消毒更加省时省力；无菌罩上只有用于连接无菌罩固定片的第一开口和用于穿过需要被覆盖的部件的第二开口，无额外的开孔，安装更加方便，且不存在隔离不严的风险；无菌罩的固定和无菌隔离装置组装便捷，在实际使用时的安装方法简单。

附图说明

图1为本发明整体示意图；

图2为本发明无菌罩和器械盒的装配示意图；

图3为本发明器械盒与器械盒驱动座的装配图；

图4为本发明器械盒的装配爆炸图；

图5为本发明隐去无菌罩的隔离装置示意图；

图6为本发明为图5中A的放大图；

图7为本发明隐去无菌罩的隔离装置爆炸图；

图8为本发明隔离上板示意图；

图9为本发明图8中B的放大图；

图10为本发明隔离底板示意图；

图11为本发明无菌罩固定片示意图；

图12为本发明无菌罩装配示意图。

图中：1、从操作设备基座；2、立柱；3、被动臂；4、操作臂；6、滑架；5、器械连接部；51、无菌罩；511、无菌罩本体；512、第一开口；513、第二开口；52、器械盒；53、隔离组件；531、隔离上板；5311、上板本体；5312、上安装孔；5313、上定位孔；5314、上辅助定位孔；5315、通孔；5316、台阶面；532、隔离底板；5321、底板本体；5322、下安装孔；5323、定位块；5324、下辅助定位孔；5325、缺口；5326、固定柱；533、无菌罩固定片；5331、固定片本体；5332、避让凸起；5333、中定位孔；534、搭扣；535、传动件；536、顶针；54、器械盒驱动座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一实施例提供了一种无菌隔离装置，参阅图2-4，用于微创手术机器人领域的无菌和有菌环境的隔离，包括无菌罩51和隔离组件53，无菌罩51固定在隔离组件53的中部，以将隔离组件53的上部和下部分隔开，形成隔离的无菌环境和有菌环境，隔离组件53位于器械盒52和器械盒驱动座54之间，使用时，隔离组件53紧密接合器械盒52和器械盒驱动座54。器械盒52用于为手术器械提供支撑，并将器械盒驱动座54上的动力传递给手术器械，从而完成手术器械的多自由度运动，器械盒52内部均为纯机械零部件，可使用常规的消毒方法对其进行消毒。器械盒驱动座54内部具有电机、控制器等电气化元件，用于向器械盒52提供动力，因此设置无菌隔离装置将器械盒52和器械盒驱动座54隔离开，以便在微创手术机器人实际使用时，只需对器械盒52进行消毒操作即可。无菌罩51和隔离组件53是作为一个整体被提供的，并且二者均经过了消毒处理。使用本无菌隔离装置时，无菌罩51能够覆盖住机械臂上的绝大多数零部件，使处于无菌区的零部件只有器械盒52，以及下端的套管及套管固定座，相比于现有技术，减少了腕部单元转接件，消毒更加省时省力。

参阅图5-7，隔离组件53包括隔离上板531、隔离底板532和无菌罩固定片533，无菌罩固定片533位于前两者之间，无菌罩51固定在无菌罩固定片533上。通过此种方式，可简单方便地将无菌罩51和隔离组件53形成为一个整体，便于运输、存储和后续的使用。

参阅图8和9，隔离上板531包括上板本体5311，上板本体5311上具有上安装孔5312、上定位孔5313、上辅助定位孔5314和通孔5315，其中通孔5315的外周沿设有一圈台阶面5316。上安装孔5312是为了安装传动件535的，传动件535用来将器械盒驱动座54的动力传递给器械盒52；上定位孔5313是为了将隔离上板531和隔离底板532定位的；上辅助定位孔5314是为了安装顶针536的，顶针536用于器械盒52扣合在无菌隔离装置上时，被顶到以识别器械盒52的存在的；通孔5315是为了便于穿过固定柱5326，以及安装后通过台阶面5316与固定柱5326配合用于固定隔离上板531和隔离底板532的。可以理解的是，上述孔并不一定要同时存在，本领域技术人员可以根据需要设置相应的孔及其数量，也可以采用其他等同的实现方式以实现上述功能。

参阅图10，隔离底板532包括底板本体5321，底板本体5321两侧设有用于和器械盒52以及器械盒驱动座54卡合固定的搭扣534，搭扣534与底板本体5321连接处的两侧均设有缺口5325，缺口5325的设置使得搭扣534相对于底板本体5321具有一定的柔性，即可以绕着一虚拟的轴(大约等于两个缺口5325末端底部位置的连接)相对于底板本体5321旋转，如此，向内按压搭扣534的上端时，其下端便会向外突出。此种设计，便于隔离组件53与器械驱动座54、隔离组件53与器械盒52之间的拆卸。底板本体5321上设有与上安装孔5312、上定位孔5313、上辅助定位孔5314、通孔5315依次对应的下安装孔5322、定位块5323、下辅助定位孔5324、固定柱5326，固定柱5326也可称为热熔柱，上安装孔5312和下安装孔5322配合用于安装传动件535，定位块5323、定位孔、中定位孔5333之间实现隔离上板531、隔离下板和隔离罩固定片之间的定位，其中柱固定柱5326的底部形成有0.3C的倒角D，以防止其在热熔的过程中受压力而折断。

以上隔离底板532和隔离上板531上的定位块5323与上定位孔5313、固定柱5326和通孔5315可分别进行互换，如将定位块5323设置于隔离上板531上同时将上定位孔5313设置于隔离底板532上，和/或将固定柱5326设置于隔离上板531上同时将上定位孔5313设置于隔离底板532上。

参阅图11，无菌罩固定片533包括固定片本体5331，固定片本体5331上设有避让凸起5332和中定位孔5333，避让凸起5332为两个，位于固定片本体5331两侧的长边中部。避让凸起5332是为了给搭扣534让出空间，保证无菌罩51能够完整、封闭地固定在无菌罩固定片533上，不会由于搭扣534的存在而中途断开。无菌罩51完整、封闭地固定在无菌罩固定片533上，不会出现有菌环境和无菌环境的互通通道，有利于提高无菌隔离装置的隔离效果。

参阅图12，其中无菌罩51包括由塑料材质形成的无菌罩本体511、第一开口512和第二开口513，第一开口512的形状与无菌罩固定片533的形状类似，在对无菌罩51固定时，将无菌罩51的第一开口512覆盖在无菌罩固定片533上侧或下侧，并将第一开口512的内侧与无菌罩固定片533内侧对齐，接着采用热熔或胶粘的方式将无菌罩51第一开口512与无菌罩固定片533固定在一起。无菌罩51除了上述的第一开口512和第二开口513以外，无其他额外的开口或孔，且第一开口512还会完整、封闭地固定在无菌罩固定片533上，因此不会存在隔离不严的风险，有利于提高无菌隔离装置的隔离效果。

参阅图5和6，局部放大图A中，固定柱5326熔化前高于通孔5315中的台阶面5316，熔化后形成的结构覆盖住了台阶面5316，从而将隔离上板531和隔离底板532固定在一起了，且在热熔头压力的作用下，二者紧密结合。可以理解的是，为了提高二者固定结合的可靠性，固定柱5326和通孔5315的组合在隔离组件53的平面上设置有多个，且呈现较为均匀的分布，以便提供分布均匀的结合力。优选的，接近隔离组件53的平面外周沿位置设置有一圈固定柱5326和通孔5315的组合，在隔离组件53的平面内部也设置有一些固定柱5326和和通孔5315的组合。

在本发明的另一实施例中，提供了一种前述的无菌隔离装置的装配方法，包括将无菌罩51装配在无菌罩固定片533上形成无菌板的方法和将无菌板与隔离上板531、隔离底板532装配形成隔离组件53的方法两部分内容。

首先说明将无菌罩51装配在无菌罩固定片533上形成无菌板的方法，本实施例提供了两种固定方式：热熔和胶粘，当然也可以采用其他类似的固定方式，只要保证无菌罩51牢固地固定在无菌罩固定片533上且不会对无菌罩51的无菌罩本体511部分造成损坏即可。无菌罩固定片533和无菌罩51均为塑料材质，因此此处优选热熔固定。

热熔固定的具体操作如下：(1)无菌罩51的第一开口512形状与无菌罩固定片533的内侧相似，且在其对应位置预先开设有孔，用于与无菌罩固定片533上的对应孔完成定位；(2)将无菌罩固定片533采用工装定位，使无菌罩51的第一开口512与无菌罩固定片533的内侧相对齐，例如固定销穿过二者上开设的多个孔；(3)采用热喷枪或其他加热设备对无菌罩51的第一开口512加热，使其熔化并粘结在无菌罩固定片533上。以上操作即可完成无菌罩51与无菌罩固定片533的热熔固定。在本方式中，第一开口512可以位于无菌罩固定片533的上侧，也可以位于其下侧，视热喷枪等加热设备的空间位置布局而定。

胶粘固定的具体操作如下：无菌罩51与热熔固定方式的相同，(1)将无菌罩固定片533固定在工装上，工装上的多个定位销穿过无菌罩固定片533上的多个孔；(2)采用涂胶机或人工涂胶的方式将胶水涂在无菌罩固定片533的上表面；(3)将无菌罩51的第一开口512对齐无菌罩固定片533(第一开口512预设的多个孔穿过工装上的多个定位销即可)，按下第一开口512使其与无菌罩固定片533粘结。以上操作即可完成无菌罩51与无菌罩固定片533的胶粘固定。在本方式中，第一开口512需要位于无菌罩固定片533的上侧，以防止胶水掉落。

接下来说明将无菌板与隔离上板531、隔离底板532装配形成隔离组件53的方法，本实施例中，以定位块5323、固定柱5326设置在隔离底板532上为例进行说明装配方法。具体装配步骤如下：(1)将无菌板(无菌罩固定片533和无菌罩51固定后形成的部件)按压在隔离底板532上，在此过程中，保证定位块5323和固定柱5326均穿过无菌板对应位置上的孔；(2)将传动件535从下至上穿过下安装孔5322，穿过后转动一定角度，防止传动件535掉落；(3)将顶针536从上至下插入下辅助定位孔5324中；(4)将隔离上板531按压在前述步骤装配的部件上，在此过程中，保证定位块5323和固定柱5326均穿过隔离上板531上对应位置设置的孔；(5)使用热熔头对固定柱5326靠近隔离上板531的部分进行加热加压，从而使其熔化以紧密接合隔离上板531、无菌板和隔离底板532形成的无菌隔离装置。需要说明的是，上述步骤(1)-(3)可以任意互换，无特定的顺序要求。本实施例中，无论是将无菌罩51装配在无菌罩固定片533上形成无菌板的方法，还是将无菌板与隔离上板531、隔离底板532装配形成隔离组件53的方法，操作步骤均简单易行，便于工业化生产，并且优选的热熔方式，还可提高零部件装配的稳定性，不会由于后续的消毒操作引入的化学物质、加热、加压等而导致结合失效。

在本发明的又一实施例中，提供了一种将前述无菌隔离装置安装在从操作设备上的方法。参阅图1，本方法用于将无菌隔离装置安装于从操作设备上，以便为手术做准备。一般的，微创手术机器人包括医生主控台(图中未示出)和从操作设备，医生主控台是微创手术机器人的控制中心，外科医生坐在医生控制平台处，用眼睛、手和脚通过两个主手和脚踏板控制从操作设备。从操作设备是微创手术机器人的执行部分，包括多个持械臂和一个持镜臂，用于将医生的指令转换为手术器械的操作动作。

从操作设备包括从操作设备基座1、立柱2、被动臂3、操作臂4、器械连接部5和滑架6；为了简明地表达本发明的核心思想，图中仅保留一个持械臂，即一般的从操作设备的被动臂3、操作臂4、器械连接部5和滑架6是具有多个的。

以一个机械臂上的无菌隔离装置安装步骤为例说明，包括以下步骤：(1)将无菌隔离装置的无菌罩51的第二开口513穿过器械盒驱动座54，并将隔离底板532上的搭扣534卡接到器械盒驱动座54上，直至听到“咔”的一声；(2)将无菌罩51捋平使第二开口513穿过器械盒驱动座54、滑架6、操作臂4和被动臂3，以便将无菌罩51覆盖在上述部件上；(3)将在被动臂3上的第二开口513扎紧以固定住无菌罩51；(4)在滑架6的部分，采用松紧带将无菌罩51固定以使其贴合滑架6。

需要说明的是，上述步骤(3)、(4)可以互换，无特定的顺序要求。如此，便完成了无菌隔离装置的安装，在此之后，还需要安装器械部分。例如，将套管安装在套管固定座上，使器械穿过套管的同时将器械盒52安装在无菌隔离装置上等步骤，与本发明无关，不再赘述。本实施例中，由于只需卡接即可将无菌隔离装置安装在器械盒驱动座54上，无额外的开口或者孔需要对齐，因此安装步骤简单易行，大大缩短了医护人员的手术准备时间。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种无菌隔离装置，其特征在于，包括：无菌罩和隔离组件；

所述无菌罩由第一开口、第二开口和位于所述第一开口和第二开口之间的塑料材质的无菌罩本体组成；

所述隔离组件包括第一隔离板、第二隔离板以及设置于所述第一隔离板与所述第二隔离板之间的连接装置，所述无菌罩本体固定在所述连接装置上，且所述第一开口与所述连接装置的形状相匹配，以使所述连接装置封闭所述第一开口，所述隔离组件由塑料材质形成。

2.根据权利要求1所述的无菌隔离装置，其特征在于，

所述第一隔离板上的第一预定位置设置第一通孔；

所述连接装置上设置有第二通孔；

所述第二隔离板上与所述第一预定位置相对应的第二预定位置设置有定位柱；

于所述定位柱设置于所述第一通孔和所述第二通孔的状态下形成所述隔离组件。

3.根据权利要求2所述的无菌隔离装置，其特征在于，所述连接装置为中空的封闭环状塑料片，所述第二通孔设置于所述塑料片的环状部分。

4.根据权利要求2或3所述的无菌隔离装置，其特征在于，所述定位柱包括一定位台阶和定位柱体，所述定位台阶成锥体、且所述锥体的小圆直径匹配所述定位柱体的直径。

5.根据权利要求2或3所述的无菌隔离装置，其特征在于，所述第一通孔还包括沿着径向外周设置的一圈第一通孔台阶面，所述第一通孔台阶面朝向所述第一隔离板远离所述连接装置的一侧。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的无菌隔离装置的装配方法，其特征在于，包括：步骤S1，用于将所述无菌罩固定连接于所述连接装置，所述步骤S1包括：

控制所述无菌罩的所述第一开口与所述隔离组件的所述连接装置的预设开孔做定位处理，以使得所述无菌罩的所述第一开口与所述连接装置对齐；

对所述无菌罩的所述第一开口做连接处理以使得所述无菌罩固定连接所述连接装置。

7.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，所述连接处理为加热和/或胶粘处理。

8.根据权利要求6或7所述的装配方法，其特征在于：还包括步骤S2，用于将所述第一隔离板、所述连接装置和所述第二隔离板固定装配，所述步骤S2包括：

步骤S21：于所述连接装置与所述无菌罩固定连接的状态下，将所述连接装置按压于所述第二隔离板上；

步骤S22：传动件从下至上穿过所述第二隔离板的下安装孔，并转动一定角度以防止所述传动件掉落；

步骤S23：将顶针从上至下插入所述第二隔离板的下辅助定位孔中；

步骤S24：将所述第二隔离板按压在前述步骤形成的部件上，并使用热熔头对定位柱靠近所述第一隔离板的部分进行加热加压，完成所述固定装配；

其中，步骤S21至步骤S23的顺序可以任意互换。

9.一种如权利要求1至5任一项所述的无菌隔离装置的安装方法，其特征在于：

提供一种从操作设备，包括从操作设备基座、立柱、被动臂、操作臂、器械连接部和滑架，所述器械连接部设置有器械盒驱动座；

将所述无菌罩的所述第二开口穿过所述器械盒驱动座，并将所述无菌隔离装置的搭扣卡接到器械盒驱动座上；

将所述无菌罩捋平使所述第二开口穿过所述器械盒驱动座、所述滑架、所述操作臂和所述被动臂，以便所述无菌罩覆盖在前述部件上；

将已位于所述被动臂上的所述第二开口扎紧以固定住所述无菌罩。

10.根据权利要求9所述的安装方法，其特征在于：还包括，将覆盖所述滑架的所述无菌罩部分，采用松紧带固定，以减小所述无菌罩安装后的体积。

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