CN114145792A - 一种棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，包括圆盘和多个牵开机构，所述牵开机构包括位置调节机构、角度调节机构、安装机构、棘轮、手术拉钩和用于驱动棘轮旋转的驱动组件，位置调节机构设于圆盘上并可沿圆盘的周向移动，角度调节机构设于位置调节机构上，安装机构设于角度调节机构上，棘轮、手术拉钩和驱动组件设于安装机构上，手术拉钩的柄部设有可与棘轮配合的棘齿条。该手术牵开装置能够改善手术拉钩和肌肉组织的配合问题，能够根据手术切口周围组织特征、各类手术切口牵拉方向特定要求进行自适应调整，提高手术效率，避免脱钩。

Description

一种棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置

技术领域

本发明涉及医疗辅助器械，具体涉及一种棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置。

背景技术

手术牵开器是一种常用的手术医疗器械，用于牵拉切口周围的组织(皮肤、肌肉、肌腱、筋膜和韧带等)，以充分暴露手术视野，提高手术质量。现有的手术牵开器多以手动安装、手动牵引为主，然而安装和牵引过程中的操作较为繁琐，不仅无法实现牵开锁止位置的无极调节，更没有自适应角度调节和自动牵开功能。

在适用性方面，现有手术牵开器，主要存在以下问题：

1、现有牵开器在工作时，拉钩会受到手术切口周围组织极大的反向拉力，存在较高的牵开时脱手、工作时脱钩、解锁时脱手等被快速回拉的风险，所造成后果不堪设想。不仅如此，在解锁牵开器拉钩时，需要先拉开一小段距离，再放松解锁，存在解锁时的不便，以及切口周围组织再次损伤风险；

2、现有牵开器通常只能实现几个固定仰俯角的径向牵开，不能依据病患切口位置周围组织特征、根据各类手术切口牵拉方向特定要求进行自适应调整，不具备牵开仰俯角度和牵开方向的调节功能，给特殊身材和特定位置的手术带来不便；

3、现有牵开器由于牵开角度固定，容易形成拉钩边缘与肌肉组织点接触或者线接触的情况，受力面积小，压强比较大，容易脱钩，从而造成切口处肌肉组织二次损伤。

4、现有牵开器，虽结构简单、成本低廉，但结构通用性和牵开稳定性等功能适用性不强。手术中，常常需要一位专门护理人员进行辅助，以确保拉钩的牵开效果，造成了人力资源浪费，同时存在难以回避的稳定性风险；

5、现有牵开器的牵开位置多以特定挡位的手动调节为主，无法实现任意位置锁止的无极调节，锁止档位的间隔距离较大，无法准确调节至手术切口所需暴露的最佳位置，容易造成手术切口处撕裂、肌肉组织损伤，亦或牵开张紧力不足，影响手术操作，难以匹配现代手术要求；

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，可自动调节手术视野，能够根据手术切口周围组织特征、各类手术切口牵拉方向特定要求进行自适应调整的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，包括圆盘和多个牵开机构，所述牵开机构包括位置调节机构、角度调节机构、安装机构、棘轮、手术拉钩和用于驱动棘轮旋转的驱动组件，所述位置调节机构设于所述圆盘上并可沿所述圆盘的周向移动，所述角度调节机构设于所述位置调节机构上，所述安装机构设于所述角度调节机构上，所述棘轮、所述手术拉钩和所述驱动组件设于所述安装机构上，所述手术拉钩的柄部设有可与所述棘轮配合的棘齿条。

作为上述技术方案的进一步改进：所述位置调节机构包括第一夹持件、第二夹持件和锁紧结构，所述第一夹持件夹设于所述圆盘的外侧，所述第二夹持件夹设于所述圆盘的内侧，所述锁紧结构用于锁紧所述第一夹持件和所述第二夹持件。

作为上述技术方案的进一步改进：所述锁紧结构为相互配合的弧形凸齿和弧形凹槽，所述弧形凸齿和所述弧形凹槽的弧心均与所述圆盘的圆心重合，所述弧形凸齿设于所述第一夹持件上，所述弧形凹槽设于所述第二夹持件上。

作为上述技术方案的进一步改进：所述角度调节机构与所述位置调节机构通过球面副连接。

作为上述技术方案的进一步改进：所述角度调节机构包括第一连接块和第二连接块，所述位置调节机构上设有连接球，所述第一连接块和所述第二连接块上均设有可与所述连接球配合的分体球形凹槽，所述第一连接块和所述第二连接块通过连接销和连接孔连接。

作为上述技术方案的进一步改进：所述安装机构包括安装机构底座，所述安装机构底座设于所述角度调节机构上，所述安装机构底座上设有导槽，所述手术拉钩设于所述导槽上。

作为上述技术方案的进一步改进：所述牵开机构还包括用于防止手术拉钩回退的锁止组件，所述锁止组件包括锁止块、转轴、以及用于驱动所述转轴旋转的第二驱动电机，所述转轴通过两个安装座设于所述安装机构底座上，所述锁止块设于所述转轴上，所述第二驱动电机设于所述安装机构底座上，所述手术拉钩的柄部设有多个锁止槽，所述锁止块的下端设有可与各所述锁止槽配合的锁止部，所述锁止部朝向所述手术拉钩的钩部的侧面为弧面。

作为上述技术方案的进一步改进：所述锁止组件还包括弹簧，所述转轴远离所述第二驱动电机的一端设有偏心块，所述弹簧的一端与所述偏心块相连，所述弹簧的另一端与所述安装机构底座相连。

作为上述技术方案的进一步改进：所述锁止块的上端设有限位部，所述锁止块远离所述钩部的一侧设有挡块，所述挡块固定设置。

作为上述技术方案的进一步改进：所述安装机构底座上设有第二保护罩，所述第二驱动电机位于所述第二保护罩内，所述挡块设于所述第二保护罩上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明公开的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，安装机构安装于角度调节机构上，通过位置调节机构将安装机构沿圆盘移动至手术切口的最佳钩拉位置，通过手术拉钩将肌肉组织钩住，使手术视野扩大，牵引过程中，手术拉钩会受到肌肉组织的反向拉力，从而使角度调节机构向拉力的方向自适应旋转，实现自适应调节。具体地，医生持手术拉钩的钩部将组织钩住，通过驱动组件驱动棘轮旋转，使棘轮带动棘齿条运动，从而通过钩部将手术切口周围的组织牵引开，扩大手术视野，实现对手术拉钩的无极调节，操作方便，可自动调节手术视野，不需要人工牵拉手术拉钩，避免人工牵拉时手术拉钩的柄部与手滑脱，通过角度调节机构可实现从不同的角度牵开组织，改善手术拉钩和肌肉组织的配合问题，能够根据手术切口周围组织特征、各类手术切口牵拉方向特定要求进行自适应调整，提高手术效率，降低手术风险，手术拉钩牵引工作时需承受较大的力，通过棘轮与棘齿条传动，使承力效果更好，不容易断齿，手术结束后，通过组织的拉力带动手术拉钩回退，同时驱动组件驱动棘轮反向旋转，通过棘轮旋转的速度限制棘齿条回退的速度，实现手术拉钩运动速度可控，待回退到位后，将手术拉钩取下，消毒备用。

附图说明

图1为本发明棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置的立体结构示意图。

图2为本发明中位置调节机构和角度调节机构的结构示意图。

图3为本发明中位置调节机构和角度调节机构的主视图。

图4为本发明中角度调节机构的结构示意图。

图5为本发明中位置调节机构的结构示意图。

图6为本发明中第一夹持件的结构示意图。

图7为本发明中第二夹持件的结构示意图。

图8为本发明中牵开机构的结构示意图。

图9为本发明中安装机构内套设有第一保护罩、第二保护罩和第三保护罩的结构示意图。

图10为本发明中安装机构底座底面的结构示意图。

图11为本发明中安装机构内拆除第一保护罩、第二保护罩和第三保护罩后的结构示意图。

图12为本发明中手术拉钩的结构示意图。

图13为本发明中锁止件的结构示意图。

图中各标号表示：1、圆盘；11、外齿；2、牵开机构；3、棘轮；4、手术拉钩；41、钩部；42、柄部；43、棘齿条；44、锁止槽；5、驱动组件；51、第一驱动电机；52、减速器；53、供电单元；54、第一保护罩；6、锁止组件；61、锁止块；611、锁止部；612、限位部；62、转轴；621、偏心块；622、销轴；63、第二驱动电机；64、安装座；65、弹簧；66、挡块；67、第二保护罩；68、第三保护罩；7、位置调节机构；71、第一夹持件；711、内齿；72、第二夹持件；721、弧形槽；73、锁紧结构；731、弧形凸齿；732、弧形凹槽；74、连接球；8、角度调节机构；81、第一连接块；82、第二连接块；83、分体球形凹槽；84、连接销；85、连接孔；86、楔形槽；9、安装机构；91、安装机构底座；911、导槽；912、楔形块；92、安装机构保护罩。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1至图13所示，本实施例的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，包括圆盘1和多个牵开机构2，牵开机构2包括位置调节机构7、角度调节机构8、安装机构9、棘轮3、手术拉钩4和用于驱动棘轮3旋转的驱动组件5，位置调节机构7设于圆盘1上并可沿圆盘1的周向移动，角度调节机构8设于位置调节机构7上，安装机构9设于角度调节机构8上，棘轮3、手术拉钩4和驱动组件5设于安装机构9上，手术拉钩4的柄部42设有可与棘轮3配合的棘齿条43。

该棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，安装机构9安装于角度调节机构8上，通过位置调节机构7将安装机构9沿圆盘1移动至手术切口的最佳钩拉位置，通过手术拉钩4将肌肉组织钩住，使手术视野扩大，牵引过程中，手术拉钩4会受到肌肉组织的反向拉力，从而使角度调节机构8向拉力的方向自适应旋转，实现自适应调节。具体地，医生持手术拉钩4的钩部41将组织钩住，通过驱动组件5驱动棘轮3旋转，使棘轮3带动棘齿条43运动，从而通过钩部41将手术切口周围的组织牵引开，扩大手术视野，实现对手术拉钩4的无极调节，操作方便，可自动调节手术视野，不需要人工牵拉手术拉钩4，避免人工牵拉时手术拉钩4的柄部42与手滑脱，通过角度调节机构8可实现从不同的角度牵开组织，改善手术拉钩4和肌肉组织的配合问题，能够根据手术切口周围组织特征、各类手术切口牵拉方向特定要求进行自适应调整，提高手术效率，降低手术风险，手术拉钩4牵引工作时需承受较大的力，通过棘轮3与棘齿条43传动，使承力效果更好，不容易断齿，手术结束后，通过组织的拉力带动手术拉钩4回退，同时驱动组件5驱动棘轮3反向旋转，通过棘轮3旋转的速度限制棘齿条43回退的速度，实现手术拉钩4运动速度可控，待回退到位后，将手术拉钩4取下，消毒备用。

本实施例中，位置调节机构7包括第一夹持件71、第二夹持件72和锁紧结构73，第一夹持件71夹设于圆盘1的外侧，第二夹持件72夹设于圆盘1的内侧，锁紧结构73用于锁紧第一夹持件71和第二夹持件72。当需要调节钩拉位置时，先移动第一夹持件71至预定位置，再沿着圆盘1移动第二夹持件72，使第一夹持件71与第二夹持件72配合，通过锁紧结构73将第一夹持件71和第二夹持件72锁紧，从而固定手术拉钩4的钩拉位置和牵开方向。

本实施例中，锁紧结构73为相互配合的弧形凸齿731和弧形凹槽732，弧形凸齿731和弧形凹槽732的弧心均与圆盘1的圆心重合，弧形凸齿731设于第一夹持件71上，弧形凹槽732设于第二夹持件72上。具体地，当需要调节钩拉位置时，先移动第一夹持件71至预定位置，再沿着圆盘1移动第二夹持件72，第一夹持件71上的弧形凸齿731逐渐嵌入第二夹持件72上的弧形凹槽732中，从而使第一夹持件71和第二夹持件72将圆盘1夹住，进一步实现手术拉钩4钩拉位置的固定，方便牵开方向的调节。在其他实施例中，弧形凸齿731可设于第二夹持件72上，弧形凹槽732可设于第一夹持件71上，效果相同。

本实施例中，圆盘1外侧设有外齿11，圆盘1内侧为平滑面，第一夹持件71上设有可与外齿11配合的内齿711，第二夹持件72上设有可与平滑面配合的弧形槽721。具体地，当第一夹持件71与第二夹持件72配合后，由于内齿711与外齿11配合，从而固定第一夹持件71和第二夹持件72在圆盘1上的位置，使位置调节机构7不能整体移动，实现钩拉位置的有效固定，避免在手术过程中手术拉钩4移位，而影响手术效率，当需要调节钩拉位置时，先移动第二夹持件72使弧形凹槽732与弧形凸齿731分离，再移动第一夹持件71至新的钩拉位置，最后移动第二夹持件72与第一夹持件71配合以固定钩拉位置，更进一步方便牵开方向的调节和固定。

本实施例中，角度调节机构8与位置调节机构7通过球面副连接，位置调节机构7的顶面与角度调节机构8的底面之间具有间隙，实现角度调节机构8多自由度旋转，多个手术拉钩4同时使用时，可实现整个牵拉系统受力自平衡。具体地，角度调节机构8包括第一连接块81和第二连接块82，第一夹持件71的顶面设有连接球74，第一连接块81和第二连接块82的底面均设有可与连接球74配合的分体球形凹槽83，两个分体球形凹槽83组成总球形凹槽，总球形凹槽与连接球74构成球面副，第一连接块81和第二连接块82通过连接销84和连接孔85连接，各机构之间的配合无细小零部件参与，装配简单且可靠，避免拆装过程中细小零部件掉落于手术台上引发医疗事故，降低手术风险。在其他实施例中，连接球74也可以设于第二夹持件72上。

本实施例中，安装机构9包括安装机构底座91和安装机构保护罩92，安装机构底座91设于角度调节机构8上，安装机构保护罩92套设于安装机构底座91上，安装机构底座91上设有导槽911，手术拉钩4设于导槽911上。具体地，安装机构保护罩92用于保护设于安装机构9内的零部件，避免杂质污染，提高装置内部的密封性能，手术拉钩4的柄部42设于导槽911中，通过导槽911对柄部42进行导向和限位，使手术拉钩4在安装机构底座91上平稳的移动。优选地，第一连接块81和第二连接块82上均设有楔形槽86，安装机构底座91的底面设有楔形块912，通过楔形块912与楔形槽86配合使安装机构底座91固定于第一连接块81和第二连接块82上，方便调节，当手术拉钩4受到的肌肉反向拉力越大时，楔形块912与楔形槽86配合越紧，同时起到进一步锁紧第一连接块81和第二连接块82的作用。

本实施例中，驱动组件5包括第一驱动电机51、减速器52和供电单元53，第一驱动电机51设于安装机构底座91上，第一驱动电机51通过减速器52与棘轮3相连。通过供电单元53给第一驱动电机51供电，在安装机构保护罩92外可通过无线充电器给供电单元53进行无线充电(无线充电技术为现有技术，类似手机无线充电器，具体不再赘述)，简单方便，不需要打开安装机构保护罩92充电，提高装置密封性。当第一驱动电机51启动后，通过减速器52降低输出转速增加输出转矩从而带动棘轮3旋转，使棘轮3能有效的带动棘齿条43运动，可以配合不同身体特征和手术部位的特殊性，工作稳定性高。安装机构底座91上还设有用户保护驱动组件5的第一保护罩54，避免杂质进入，提高密封性。

本实施例中，棘轮3设有两个，驱动组件5设有两组，两个棘轮3分别位于手术拉钩4的两侧。在手术拉钩4的柄部42两侧设置两条棘齿条43，两个棘轮3分别与两个棘齿条43配合，通过两组驱动组件5驱动棘轮3旋转，进一步使手术拉钩4运动更加平稳，增加钩部41对组织的牵引力。

本实施例中，牵开机构2还包括用于防止手术拉钩4回退的锁止组件6，锁止组件6包括锁止块61、转轴62、以及用于驱动转轴62旋转的第二驱动电机63，转轴62通过两个安装座64设于安装机构底座91上，锁止块61设于转轴62上，第二驱动电机63设于安装机构底座91上，手术拉钩4的柄部42设有多个锁止槽44，锁止槽44位于两条棘齿条43之间，锁止块61的下端设有可与各锁止槽44配合的锁止部611，锁止部611远离手术拉钩4的钩部41的侧面为平面，锁止部611朝向手术拉钩4的钩部41的侧面为弧面。供电单元53可同时给第一驱动电机51和第二驱动电机63供电，当第一驱动电机51驱动棘轮3旋转带动手术拉钩4牵拉组织时，相邻两个锁止槽44之间的凸台在锁止部611的弧面上滑动，使锁止部611从所在的锁止槽44中滑出，通过第二驱动电机63驱动转轴62反向旋转，使锁止部611伸入下一个锁止槽44中，待手术视野调整完毕后，棘轮3停止旋转，在组织拉力的作用下，锁止部611的平面与凸台的平面相抵，从而限制手术拉钩4运动，固定手术视野，防止手术拉钩4回退。

本实施例中，锁止组件6还包括弹簧65，转轴62远离第二驱动电机63的一端设有偏心块621，弹簧65的一端与偏心块621相连，弹簧65的另一端与安装机构底座91相连，偏心块621朝向转轴62远离钩部41的一侧。偏心块621上设有销轴622，远离第二驱动电机63的安装座64上设有连接部，弹簧65的一端与销轴622连接，另一端与安装座64的连接部相连，当第一驱动电机51驱动棘轮3旋转带动手术拉钩4牵拉组织时，通过弹簧65的弹力使锁止部611向下旋转自动伸入锁止槽44中，不需要频繁启动第二驱动电机63。

本实施例中，锁止块61的上端设有限位部612，锁止块61远离钩部41的一侧设有挡块66，挡块66固定设置。通过挡块66限制限位部612转动，从而限制转轴62反向旋转，使锁止部611一直保持在锁止槽44中，进一步防止手术拉钩4在组织的拉力下回退，避免组织损伤。

本实施例中，安装机构底座91上设有第二保护罩67，第二驱动电机63位于第二保护罩67内，挡块66设于第二保护罩67上，第二保护罩67用于保护第二驱动电机63，避免杂质进入，提高密封性。安装机构底座91上设有第三保护罩68，弹簧65位于第三保护罩68内，第三保护罩68用于保护弹簧65，避免杂质进入，提高密封性，第三保护罩68上也设有挡块66，通过两个挡块66使限位部612受力更均匀，可靠性更高。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：包括圆盘(1)和多个牵开机构(2)，所述牵开机构(2)包括位置调节机构(7)、角度调节机构(8)、安装机构(9)、棘轮(3)、手术拉钩(4)和用于驱动棘轮(3)旋转的驱动组件(5)，所述位置调节机构(7)设于所述圆盘(1)上并可沿所述圆盘(1)的周向移动，所述角度调节机构(8)设于所述位置调节机构(7)上，所述安装机构(9)设于所述角度调节机构(8)上，所述棘轮(3)、所述手术拉钩(4)和所述驱动组件(5)设于所述安装机构(9)上，所述手术拉钩(4)的柄部(42)设有可与所述棘轮(3)配合的棘齿条(43)。

2.根据权利要求1所述的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：所述位置调节机构(7)包括第一夹持件(71)、第二夹持件(72)和锁紧结构(73)，所述第一夹持件(71)夹设于所述圆盘(1)的外侧，所述第二夹持件(72)夹设于所述圆盘(1)的内侧，所述锁紧结构(73)用于锁紧所述第一夹持件(71)和所述第二夹持件(72)。

3.根据权利要求2所述的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：所述锁紧结构(73)为相互配合的弧形凸齿(731)和弧形凹槽(732)，所述弧形凸齿(731)和所述弧形凹槽(732)的弧心均与所述圆盘(1)的圆心重合，所述弧形凸齿(731)设于所述第一夹持件(71)上，所述弧形凹槽(732)设于所述第二夹持件(72)上。

4.根据权利要求1所述的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：所述角度调节机构(8)与所述位置调节机构(7)通过球面副连接。

5.根据权利要求4所述的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：所述角度调节机构(8)包括第一连接块(81)和第二连接块(82)，所述位置调节机构(7)上设有连接球(74)，所述第一连接块(81)和所述第二连接块(82)上均设有可与所述连接球(74)配合的分体球形凹槽(83)，所述第一连接块(81)和所述第二连接块(82)通过连接销(84)和连接孔(85)连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：所述安装机构(9)包括安装机构底座(91)，所述安装机构底座(91)设于所述角度调节机构(8)上，所述安装机构底座(91)上设有导槽(911)，所述手术拉钩(4)设于所述导槽(911)上。

7.根据权利要求6所述的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：所述牵开机构(2)还包括用于防止手术拉钩(4)回退的锁止组件(6)，所述锁止组件(6)包括锁止块(61)、转轴(62)、以及用于驱动所述转轴(62)旋转的第二驱动电机(63)，所述转轴(62)通过两个安装座(64)设于所述安装机构底座(91)上，所述锁止块(61)设于所述转轴(62)上，所述第二驱动电机(63)设于所述安装机构底座(91)上，所述手术拉钩(4)的柄部(42)设有多个锁止槽(44)，所述锁止块(61)的下端设有可与各所述锁止槽(44)配合的锁止部(611)，所述锁止部(611)朝向所述手术拉钩(4)的钩部(41)的侧面为弧面。

8.根据权利要求7所述的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：所述锁止组件(6)还包括弹簧(65)，所述转轴(62)远离所述第二驱动电机(63)的一端设有偏心块(621)，所述弹簧(65)的一端与所述偏心块(621)相连，所述弹簧(65)的另一端与所述安装机构底座(91)相连。

9.根据权利要求8所述的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：所述锁止块(61)的上端设有限位部(612)，所述锁止块(61)远离所述钩部(41)的一侧设有挡块(66)，所述挡块(66)固定设置。

10.根据权利要求9所述的棘轮传动式自适应角度调节手术牵开装置，其特征在于：所述安装机构底座(91)上设有第二保护罩(67)，所述第二驱动电机(63)位于所述第二保护罩(67)内，所述挡块(66)设于所述第二保护罩(67)上。

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