CN114947997A - 具有减小的致动力的手术工具 - Google Patents

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yoke
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housing
surgical tool
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CN202210131648.7A
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铃木达也
南拓志
佐内秀男
松井俊介
天野祐树
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Olympus Medical Systems Corp
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Abstract

一种手术工具，其包括：外壳，其具有近端和远端，外壳包括导轨。工具还包括：轭，其以能够滑动的方式联接到外壳；手柄，其以能够枢转的方式联接到外壳；连杆，其将手柄联接到外壳，连杆具有第一端和第二端，连杆的第一端以能够旋转的方式联接到手柄，连杆的第二端以能够旋转的方式联接到轭并且能够在导轨内滑动。工具进一步包括：轭枢转销，其将连杆的第二端以能够枢转的方式联接到轭；以及手柄枢转销，其将连杆联接到手柄，其中手柄枢转销与轭枢转销相比被布置在近侧。

Description

具有减小的致动力的手术工具
相关申请数据
根据美国法典第35章第119款，本申请基于并且要求于2021年2月26日提交的美国临时申请No.63/154,375的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明总体上涉及一种具有减小的致动力的手术工具，并且更特别地，涉及一种具有手柄的手术工具，该手柄需要用以致动抓取器械的减小的致动力。
背景技术
诸如腹腔镜手术工具等的通过挤压手柄来抓握和/或切割组织的手术工具可以通过轭的移动来致动。例如，手术医生通常使用手持式手术工具进行微创、机器人和开放式手术。这些手术工具可以包括由手术医生挤压的手柄致动的端部器械组件。然而，这些工具通常需要在手柄上施加很大的力以致动轭，进而致动布置在工具端部处的抓取组件。此外，传递来自手柄的力以致动抓取组件所需的机构可能体积庞大并且需要工具外壳内的大量空间。
发明内容
本发明的实施方式涉及一种手术工具，其包括：外壳，其具有近端和远端，所述外壳包括导轨；轭(yoke)，其以能够滑动的方式联接到所述外壳；手柄，其以能够枢转的方式联接到所述外壳；连杆，其将所述手柄联接到所述外壳，所述连杆具有第一端和第二端，所述连杆的第一端以能够旋转的方式联接到所述手柄，所述连杆的第二端以能够旋转的方式联接到所述轭并且能够在所述导轨内滑动；轭枢转销，其将所述连杆的第二端以能够枢转的方式联接到所述轭；和手柄枢转销，其将所述连杆联接到所述手柄，其中所述手柄枢转销与所述轭枢转销相比布置在近侧。
在一些实施方式中，导轨是弯曲的。导轨可以具有近端和远端，导轨的近端被布置在导轨的远端下方。导轨可以包括通道，并且轭枢转销以使得轭枢转销在通道内滑动的方式被布置为穿过导轨。
在一些实施方式中，轭枢转销与手柄枢转销相比被布置在远侧。轭枢转销可以包括均为渐缩的第一端和第二端。轭枢转销可以延伸穿过轭、连杆和导轨。
在一些实施方式中，与轭枢转销相比，手柄枢转销被布置为接近外壳的近端。手柄可以包括顶部和底部，并且手柄枢转销被布置成比轭枢转销靠近手柄的底部。手柄可以在枢转点处联接到外壳，并且手柄包括顶部和底部，手柄枢转销被布置成比枢转点靠近手柄的底部。
在一些实施方式中，手柄在枢转点处联接到外壳，并且手柄包括顶部和底部，轭枢转销被布置为比枢转点靠近手柄的底部。手柄可以具有初始位置和致动位置，与手柄处于初始位置的情况相比，致动位置是手柄被布置为接近外壳的近端的情况。手柄朝向外壳的近端枢转可以使轭向远侧移动。
在一些实施方式中，手术工具还包括延伸穿过轭的引导开口，引导开口被构造成接收轭枢转销，使得在手柄的致动期间轭枢转销能够在引导开口内移动。
在一些实施方式中，轭枢转销包括被构造成与导轨接触的环构件。
在一些实施方式中，导轨包括形成在导轨的轭枢转销与导轨接触的区域上的低摩擦涂层。
在一些实施方式中，手术工具还包括布置在轴的远端处的抓取器组件，轴从外壳的远端延伸，其中手柄的移动引起轭的移动，轭的移动引起抓取器组件的致动。
在一些实施方式中，手术工具还包括马达，马达联接到轭并被构造成移动轭。
在一些实施方式中，手术工具还包括从外壳的远端延伸的长形轴和布置在长形轴的远端上的抓取器械，抓取器械联接到轭，使得轭的移动引起抓取器械的致动。
本发明的另一个实施方式可以提供一种手术工具，其包括：外壳，其具有近端和远端，所述外壳包括导轨；轭，其在所述近端和所述远端之间以能够滑动地联接的方式所述外壳；手柄，其以能够枢转的方式联接到所述外壳，其中所述手柄的枢转引起所述轭向近侧和向远侧移动；连杆，其将所述手柄联接到所述外壳，所述连杆具有第一端和第二端，所述连杆的第一端以能够旋转的方式联接到所述手柄，所述连杆的第二端通过轭枢转销能够旋转地联接到所述外壳，所述轭枢转销能够在所述导轨内滑动并且联接到所述轭；和手柄枢转销，其将所述连杆联接到所述手柄，其中所述手柄枢转销被布置为接近所述轭枢转销。所述导轨可以是弯曲的并可以包括通道，并且所述枢转销可以以使得所述枢转销在所述通道内滑动的方式被布置成穿过所述导轨。
本发明的另一实施方式可以提供一种腹腔镜手术工具，其具有：外壳，其具有近端和远端，外壳包括导轨和轴，轴从外壳的接近近端的部分向远端延伸；轭，其在近端和远端之间以能够滑动的方式联接到外壳；手柄，其以能够枢转的方式联接到外壳，其中手柄的枢转引起轭向近侧和向远侧移动；抓取器组件，其布置在轴的远端，抓取器组件被构造为当轭移动时致动；连杆，其将手柄联接到外壳，连杆具有第一端和第二端，连杆的第一端以能够旋转的方式联接到手柄，连杆的第二端以能够旋转的方式联接到外壳并且能够在轨道内滑动；手柄枢转销，其将连杆联接到手柄，其中手柄枢转销被布置为接近轭枢转销。导轨可以是弯曲的并且可以包括通道，并且枢转销可以以使得枢转销在通道内滑动的方式被布置为穿过导轨。
附图说明
当结合示例性实施方式的附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及手术工具的实施方式的以下详细说明。然而，应当理解，本发明不限于所示的精确配置和机构。
图1是现有技术的打开钳口手术工具的局部截面图；
图2是另一现有技术手术工具的一些内部部件的侧视图；
图3A是根据本发明的示例性实施方式的具有抓取器械的腹腔镜手术工具的侧视图，其中图3A的(I)图示了处于非抓取或打开位置的手柄并且图3A的(II)图示了处于抓取或闭合位置的手柄；
图3B是以闭合构造示出的图3A的抓取器械的放大视图；
图3C是处于打开构造的图3A的抓取器械的放大视图；
图4A是图3A的手术工具的引导组件的局部侧视图，其中外壳和手柄为了演示目的而被移除；
图4B是图4A的引导组件的局部立体图；
图5A是被示出为处于初始位置的图3A的手术工具的引导组件的局部截面侧视图；
图5B是被示出为处于致动位置的图4A的引导组件的局部截面侧视图；
图6A是图3A的手术工具的示例性枢转销的示意图；
图6B是图3A的手术工具的可替代的示例性枢转销的示意图；
图7是围绕图3A的手术工具的枢转销布置的示例性环的立体图；
图8是示出施加到接触枢转销的表面的示例性低摩擦涂层的图3A的引导组件的立体图；和
图9是图示在本发明的示例性实施方式和现有技术的手柄的行程长度上所需的致动的抓取力的曲线图。
具体实施方式
参照图1至图2，用于腹腔镜手术的现有手术工具包括基于轭的移动来致动轭以执行特定功能的手柄，特定功能诸如是致动抓取器械。抓取器械可以布置在手术工具的端部。这些手术工具可以是被构造为抓取和切割组织的手持工具。
如图1所示，已知的手术工具1可以包括手柄3、联接构件5、枢转点7、握持部8和滑动件9。在一些实施方式中，手术工具1被构造为使用手柄3和抓取器械(未示出)抓取组织和/或切割组织。在一些实施方式中，握持部8被构造为被保持在使用者(例如，手术医生或其它操作者)的手中，并且手柄3能相对于握持部8移动。手柄3可以经由联接构件5联接到枢转点7。手柄3可以由使用者致动并且被构造为围绕枢转点7枢转以移动滑动件9。例如，手柄3可以联接到滑动件9并且可以由使用者致动，使得移动手柄3造成滑动件9的移动。滑动件9的移动可以致动布置在手术工具1的远端处的抓取器械。抓取器械可以被构造为通过手柄3相对于握持部8的致动而打开和关闭。在一些实施方式中，完全致动手柄3所需的抓取力大。例如，完全致动手柄3和移动滑动件9所需的抓握力可能大于30牛顿(N)。
如图2所示，已知的手术工具11可以包括外壳31、手柄13、连杆23、轭17和导轨19。手柄13可以在枢转点15处联接到外壳31。手柄13可以还经由连杆23和导轨19联接到轭17。连杆23的一端可以联接到手柄13并且另一端可以布置在导轨19内。连杆23可以被构造为在导轨19内滑动，这可以引起轭17的移动。与手术工具1相同，手术工具11可以是被构造为致动抓取器械的手持式手术工具。例如，在使用中，使用者可以对手柄13施加抓握力。然后将手柄13上的抓握力转化为布置在手术工具11的远端处的抓取器械的移动。在一些实施方式中，手术工具11被构造为使用手柄13和抓取器械抓取组织和/或切割组织。在一些实施方式中，手柄13的致动引起连杆23在联接到轭17的导轨19内滑动，从而移动轭17。轭17可以附接到布置在轴25的端部处的抓取器组件(未示出)或另一工具。例如，完全致动手柄13并且移动轭17所需的抓取力可能大于30N。在一些实施方式中，第一连杆23、第二连杆19和第三连杆29需要外壳31内的大量空间。
参照图3A至图8，示出了具有改进的引导组件的工具100，该枢转组件用于将施加到手柄的抓握力转换成端部器械(诸如所示的抓取器械)的致动。在使用中，工具100可以用于致动布置在工具上的器械。工具100的改进的引导组件可以更好地将施加到手柄的抓握力转换成器械的致动。例如，与已知的手术工具相比，改进的引导组件可以需要工具100的手柄上的减小的抓握力来造成器械的致动。工具100可以被构造为更好地将手柄的移动转换为器械的移动。在一些实施方式中，工具100被构造为将手柄的挤压(例如，枢转)转换为联接到器械的轭的轴向移动。轭的移动可以造成器械的致动。
在一些实施方式中，工具100是用于抓取、操纵和切割组织的手术工具。例如，工具100可以是具有被构造为抓取、操纵和切割/烧灼组织的抓取器械的手术能量装置。抓取器械可以联接到从工具100的外壳延伸的长形的窄轴，并且可以被构造为插入患者体内，同时工具100的外壳的相当大一部分保持在患者体外。打开的钳口的轴可以插入患者体内并且长形轴可以包括被构造为进行打开和关闭以抓取组织的抓取器械。
在一些实施方式中，工具100被构造为抓取和/或切割布置在小的受限区域内的组织。例如，当在手术期间使用时，使用者的手在手柄上的移动可以被转换为抓取器械的相应移动。在一些实施方式中，工具100是在腹腔镜手术期间用于抓取和切割组织的腹腔镜工具。然而，工具100可以是用于开放式手术、机器人手术或微创手术的手术工具。工具100也可用于非手术应用。例如，工具100可以被用在诸如汽车、建筑、清洁、制造、非手术医疗手术或其它任何期望应用的应用中。工具100可以用于任何需要将施加到手柄上的力转换为器械的致动的应用。在一些实施方式中，工具100被构造为由使用者手持。
参照图3A至图3C，工具100可以包括外壳101、手柄102、轴153、握持部155和器械组件171。手柄102可由使用者致动以致动器械组件171。例如，手柄102可以具有初始位置(参照图3A的视图(I))和致动位置(参照图3A的视图(II))。与手柄102处于初始位置时相比，致动位置可以是当手柄102相对于握持部155移动使得手柄102靠近握持部155的位置。在使用中，使用者可以通过将握持部155放置在手掌内并且将拇指放在握持部155周围来保持工具100。使用者的手指可以包裹在手柄102周围并且使用者可以将手指朝向手掌和拇指来挤压手，以将手柄102拉向握持部155以致动手柄102。手柄102的致动可以致动器械组件171。在一些实施方式中，手柄102包括环，并且在使用期间使用者的手指被布置为穿过环。然而，手柄102可以不包括由一个或多个手指致动的环、开放式环、每个手指用的指环、杆或扳机。
在一些实施方式中，手柄102被施力以处于初始位置并且必须由使用者或马达移动到致动位置。将手柄102移动到致动位置可以造成器械组件171的致动。在一些实施方式中，器械组件171是抓取/打开钳口器械并且包括闭合(图3B)和打开(图3C)构造。
参照图3A，外壳101可以包括近端105和远端103。在一些实施方式中，外壳包括从近端105延伸通过远端103并且顺着轴153的纵向轴线110。轴153可以从外壳101的远端103延伸，并且器械组件171可以位于轴153的远端。在一些实施方式中，器械组件171是抓取器械。例如，器械组件171可以包括钳口173和刀片172。钳口173可以相对于刀片172在闭合构造(图3B)和打开构造(图3C)之间移动。刀片172可以被构造为切割和/或烧灼布置在器械组件171内的组织。例如，钳口173可被构造为抓取组织或血管，并且刀片172可以被构造为切割和/或烧灼组织或血管。刀片172可以被构造为接收电流以使其加热从而烧灼组织。在一些实施方式中，器械组件171包括剪刀、镊子、针头驱动器、牵开器、注射器、用于抽吸和/或冲洗的管、刀片/刀和/或烧灼或能量器械。然而，器械组件171可以是任何期望的器械。例如，器械组件171可以是用于医疗、汽车、建筑、清洁、制造或期望的任何其它应用的器械。
如图4A至图8所示，工具100可以包括手柄102、轭106和引导组件115。轭106和引导组件115可以布置在外壳101内。例如，轭106和引导组件115可以联接到外壳101。在一些实施方式中，手柄102联接到外壳101。手柄102可以经由引导组件115额外地联接到外壳101和轭106。在一些实施方式中，外壳101和轭106沿着纵向轴线110布置在近端105和远端103之间。轭106可以沿着纵向轴线110布置并与轴153轴向对齐。在一些实施方式中，轭106经由轴153联接到器械组件171，使得轭106沿着纵向轴线110的移动造成器械组件171的致动。
在一些实施方式中，轭106联接到外壳101以允许轭106沿着纵向轴线110轴向地移动。例如，轭106可以滑动地联接到外壳101，使得轭106被构造为沿着纵向轴线110从近端105移动到远端103。轭106还可以被构造为与轴153对齐地轴向移动。在一些实施方式中，轭106沿着轨道联接到外壳101以允许轭106沿着纵向轴线110轴向地移动。然而，轭106可以经由其它方法联接到外壳101，诸如经由磁体、导轨、轮子、施力元件、弹簧、张力构件或任何其它期望的方法联接到外壳101。轭106沿着纵向轴线110的移动可以造成器械组件171的致动。
在一些实施方式中，轭106包括突起109并且外壳101包括内轨111和外轨(未示出)。内轨111可以被构造为接收突起109，使得轭106能相对于外壳101滑动。例如，轭106可以沿着内轨111和/或外轨滑动，使得轭106能相对于外壳101沿着纵向轴线110滑动。在一些实施方式中，突起109被构造为搁置在内轨111和/或外轨上，使得突起109和轭106能沿着内轨111或外轨中的一者或多者滑动。在一些实施方式中，内轨111包括止动部113以防止轭106朝向近端105向后移动太远。内轨111和/或外轨可以被构造为允许轭106沿着纵向轴线110从远端103移动到近端105。
在一些实施方式中，手柄102联接并固定到外壳101。手柄102可以被构造为从初始位置移动到致动位置。与手柄102处于初始位置时相比，致动位置可以是当手柄102靠近近端105时的位置。在一些实施方式中，手柄102的初始位置是手柄102尚未被使用者致动时的位置。与手柄102被致动时相比，手柄102的初始位置可以是当手柄102静止并且轭106被布置为靠近近端105时的位置。在一些实施方式中，将手柄102从初始位置移动到致动位置所需的力为大约30N或更小。例如，将手柄102从初始位置移动到致动位置所需的力可以小于35N。在一些实施方式中，将手柄102从初始位置移动到致动位置所需的轴向力为大约150N或更小。轴向力可以是沿着纵向轴线110施加的力。例如，轴向力可以是将轭106从近端105驱动到远端103的力。在一些实施方式中，轴向力沿着纵向轴线110驱动轭106。换言之，轴向力是通过轴153被传输以致动诸如钳口173等的器械组件171的力。在一些实施方式中，当轴向力经由轭106被传输到钳口173时，钳口173围绕连接到轴153的枢转点旋转，造成钳口173闭合。轴向力的方向与轴153的方向一致。
参照图4A，手柄102可以枢转地联接到外壳101。在一些实施方式中，手柄102经由枢转点108联接到外壳101。例如，手柄102可以被构造为围绕枢转点108旋转或枢转。在一些实施方式中，当手柄102从初始位置向致动位置移动时，手柄102朝向远端103枢转，并且轭106经由引导组件115朝向外壳101的远端103被向前驱动。
在一些实施方式中，轭106的驱动造成器械组件171的致动。例如，器械组件171可以经由轴153联接到轭106。在一些实施方式中，向近侧和远侧驱动轭106造成器械组件171的钳口173开闭。例如，将手柄102从初始位置移动到致动位置可以造成朝向远端103驱动轭106，从而造成钳口173闭合。手柄102从致动位置返回到初始位置的移动可以造成轭106向近侧移动，造成钳口173打开。然而，器械组件171可以是使得手柄102和轭106的移动造成器械组件171致动的任何期望的器械。
在一些实施方式中，手柄102和轭106可以分别具有行程长度。行程长度可以是完全致动手柄102所需的移动长度或轭106的移动的全长。在一些实施方式中，手柄102的行程长度可以在大约5mm和大约25mm之间。在优选实施方式中，手柄102的行程长度在9mm和14mm之间。在一些实施方式中，轭106的行程长度可以在大约1mm和大约20mm之间。在优选实施方式中，轭106的行程长度在大约3mm和大约5mm之间。
在一些实施方式中，手柄102经由引导组件115联接到轭106。引导组件115可以被构造为当手柄102移动时向近侧和远侧驱动轭106。引导组件115的尺寸和形状可以被设定成完全布置在外壳101内。例如，引导组件115可以不延伸到握持部155中并且可以具有小于或等于40mm的最大长度。在一些实施方式中，引导组件115的尺寸被设定为在外壳101内占据小于3200mm2。
参照图4A至图4B，引导组件115可以包括连杆116和导轨114。连杆116可以被造成在手柄102致动期间在导轨114内滑动。例如，导轨114可以布置在外壳101内并且当手柄102从初始位置向致动位置移动时，连杆116可以沿着导轨114滑动。由于连杆116联接到轭106，所以当连杆116沿着导轨114滑动时，连杆116可以朝向远端103驱动轭106。在一些实施方式中，当致动手柄102时，连杆116被向上驱动并沿着导轨114朝向远端103驱动，从而驱动轭106并致动器械组件171。连杆116可以将手柄102联接到轭106，使得手柄102的致动将连杆116朝向远端103驱动，从而朝向远端103驱动轭106。朝向远端103驱动的轭106可以致动器械组件171。连杆116可以具有第一端116a和第二端116b。连杆116的第一端116a可以联接到手柄102。在一些实施方式中，第一端116a可旋转地联接到手柄102。第一端116a可以经由第一枢转销118联接到手柄102。第一端116a可以联接到手柄102，使得第一端116a相对于手柄102固定就位并且仅被构造为围绕第一枢转销118枢转。连杆116的第二端116b可以在第二枢转销112处可枢转地联接到轭106。
在一些实施方式中，第二枢转销112被构造为相对于外壳101移动。例如，第二枢转销112可以被构造为向近侧和远侧以及远离和朝向手柄102移动。第二枢转销112能够相对于外壳101移动引起连杆116的第二端116b能够相对于外壳101移动。在一些实施方式中，第二枢转销112延伸穿过轭106。例如，第二枢转销112可以延伸穿过轭106的宽度。在一些实施方式中，第一枢转销118被布置为低于第二枢转销112。在一些实施方式中，第一枢转销118和第二枢转销112布置在枢转点108下方。
参照图3A和图4A，第一枢转销118可以延伸穿过手柄102，并且第二枢转销112可以延伸穿过轭106和/或外壳101。例如，第二枢转销112可以延伸穿过轭106的宽度和/或外壳101的宽度。在一些实施方式中，手柄102可以经由枢转点108联接到外壳101，枢转点108可以被布置为高于第一枢转销118和第二枢转销112两者。例如，手柄102可以包括顶部119和底部117。第一枢转销118和第二枢转销112中的一者或多者可以被布置为比枢转点108靠近底部117。例如，枢转点108可以被布置为高于第一枢转销118和/或第二枢转销112中的一者或多者引起第一枢转销118和/或第二枢转销112中的一者或多者与枢转点108相比被布置得靠近手柄102的底部117。在一些实施方式中，第二枢转销112被布置为比第一枢转销118靠近底部117。第一枢转销118可以被布置为比枢转点108靠近底部117。
在一些实施方式中，第二枢转销112可以被布置为低于枢转点108且靠近底部117，使得枢转点108高于第二枢转销112。枢转点108被布置为高于第二枢转销112可以引起施加到手柄102的抓握力与枢转点108之间的距离大于施加到手柄102的抓握力与第二枢转销112之间的距离。在一些实施方式中，将枢转点108放置得高于第二枢转销112引起致动手柄102所需的抓握力的减少。实际上，与现有的传统手术工具相比，将枢转点108置于第二枢转销112上方改变了手柄102移动的方向，从而减少致动手柄102所需的力。在一些实施方式中，第一枢转销118和第二枢转销112布置在枢转点108下方。在一些实施方式中，枢转点108与轭106重叠。例如，枢转点108可以与轭106相邻，使得枢转点108与轭106重叠并且第一枢转销118可能不与轭106重叠。
参照图4A和图4B，连杆116的长度可以大于其宽度。连杆116可以具有大约10mm和大约100mm之间的长度以及大约5mm和50mm之间的宽度。在一些实施方式中，连杆116具有大约10mm的宽度。在优选的实施方式中，连杆116具有大约20mm和大约40mm之间的长度。在一些实施方式中，连杆116基本上是刚性的并且由聚碳酸酯或聚缩醛构成。连杆116的尺寸和形状可以被设定为装配在外壳101的小的受限区域内，从而减少引导组件115所需的空间量。
在一些实施方式中，引导组件115包括第一枢转销118和第二枢转销112。第一枢转销118可以具有大约4mm的直径并且第二枢转销112可以具有大约4mm的直径。然而，第一枢转销118和第二枢转销112可以具有大约1mm和大约10mm之间的直径。在一些实施方式中，第一枢转销118和第二枢转销112分别具有不同的直径。第一枢转销118和第二枢转销112均可以经由布置在外壳101内的开口穿过外壳101被接收。在一些实施方式中，第一枢转销118和第二枢转销112均延伸穿过外壳101的相当大的宽度。
在一些实施方式中，第二枢转销112可以延伸穿过轭106、连杆116和导轨114。第二枢转销112可以被以能够滑动的方式布置为穿过导轨114，使得第二枢转销112可以在导轨内沿着导轨114滑动。在一些实施方式中，第二枢转销112在延伸穿过导轨114并延伸出外壳101之前，被布置为穿过轭106的一部分，然后穿过连杆116，然后穿过轭106的另一部分。导轨114可以被构造为限制第二枢转销112的移动，从而限制连杆116的第二端116b的移动因而限制轭106的移动。例如，导轨114可以为第二枢转销112提供特定路径，从而为连杆116的第二端116b提供行进所沿的特定路径。导轨114可以具有取决于轭106的行程长度的长度。例如，在轭106具有长的行程长度的实施方式中，导轨114可以比轭106具有较短行程长度的实施方式中长。在一些实施方式中，导轨114具有比轭106的行程长度长的长度。例如，轭106可以具有大约4mm的行程长度，这可以引起导轨114具有大约5mm或更长的长度。
在一些实施方式中，手柄102从初始位置到致动位置的移动向上驱动第一枢转销118，引起连杆的第一端116a向上朝向轭106驱动。连杆116的第一端116a向上驱动引起连杆116的第二端116b绕第二枢转销112枢转并朝向远端103向前推动。第二枢转销112可在其沿着导轨114滑动时朝向远端103向前推动，并且由于第二枢转销112将连杆116联接到轭106，所以第二枢转销112可以朝向远端103驱动轭106。在一些实施方式中，施加到手柄102的力可以沿着连杆116被传输以朝向远端103驱动轭106。
参照图5A至图5B，引导组件115可以包括导轨114。导轨114可以延伸穿过外壳101并且可以包括可以布置在导轨114内的通道122。在一些实施方式中，第二枢转销112在通道122内移动和滑动。在一些实施方式中，导轨114是弯曲的。导轨114可以包括非弯曲部和弯曲部。在一些实施方式中，弯曲部具有大约2mm的长度并且非弯曲部具有大约3mm的长度。然而，弯曲部可以具有大约1mm和大约10mm之间的长度，并且非弯曲部可以具有大约1mm和大约10mm之间的长度。在一个实施方式中，导轨114的弯曲部的长度大于导轨114的非弯曲部的长度。在另一实施方式中，导轨114的弯曲部的长度小于导轨114的非弯曲部的长度。在又一实施方式中，导轨114的弯曲部的长度基本上等于导轨114的非弯曲部的长度。与非弯曲部相比，弯曲部可以接近近端105。例如，导轨114的接近近端105的部分可以向下弯曲，由此被布置为低于导轨114的接近远端103的部分。在一些实施方式中，导轨114的接近近端105的部分被布置为比导轨114的接近远端103的部分靠近第一枢转销118。
在一些实施方式中，导轨114弯曲减小了第二枢转销112与导轨114之间的接触角，从而减小了第二枢转销112与导轨114之间的摩擦力。例如，当手柄102被致动时，第二枢转销112可以沿着导轨114的通道122滑动，这引起第二枢转销112与导轨114之间的摩擦力。与导轨114不弯曲相比，当第二枢转销112沿着导轨114滑动时，导轨114弯曲减少了第二枢转销112与导轨114之间的摩擦力。减小第二枢转销112与导轨114之间的摩擦力引起致动手柄102所需的抓握力的减小。例如，第二枢转销112与导轨114之间的摩擦力减小引起需要被克服以驱动轭106的摩擦力减小，因而引起致动手柄102的抓握力减小。换言之，减小第二枢转销112与导轨114之间的摩擦力引起需要被克服以允许致动手柄102从而驱动轭106的力减小。
在一些实施方式中，当手柄102从初始位置向致动位置移动时，导轨114朝向手柄102向下弯曲引起力效率增大。例如，当导轨114朝向近端105向下弯曲时，当使用者致动手柄102时，所需的抓握力随着手柄102向致动位置移动而减小。与未向下弯曲的导轨114相比，朝向手柄102向下弯曲的导轨114可以引起将手柄102保持在致动位置所需的抓握力的减小。在一些实施方式中，朝向手柄102向下弯曲的导轨114可以最小化引导组件115占据的空间量。例如，导轨114是直线的而不是弯曲的将引起引导组件115在外壳101内占据显著更多的空间。
导轨114可以包括近端114a和远端114b。在一些实施方式中，近端114a可以布置在远端114b下方，使得近端114a被布置为比远端114b靠近手柄102。由于导轨114在近端114a处朝向手柄102向下弯曲，因此近端114a可以被布置为低于远端114b。在一些实施方式中，导轨114是弯曲的并且具有曲率半径R。曲率半径R可以为10mm。
在一些实施方式中，通道122被布置在近端114a和远端114b之间。通道122的尺寸和形状可以被设定为使得第二枢转销112能够在通道122内滑动。例如，第二枢转销112可以被构造为在通道122内在导轨114的近端114a和远端114b之间滑动。通道122的尺寸和形状可以被设定为延伸穿过导轨114并接收第二枢转销112的一部分。通道122的宽度可以大于第二枢转销112的直径。在一些实施方式中，通道122的宽度略大于第二枢转销112的直径。在一些实施方式中，通道122的宽度在大约2mm和大约8mm之间。例如，通道122可以具有大约4.5mm的宽度。在一些实施方式中，第二枢转销112可以在导轨114的通道122内滑动。例如，当手柄102从初始位置向致动位置移动时，第二枢转销112可以在近端到远端的方向上滑动。
参照图4A以及图5A至图5B，引导组件115可以包括引导孔或引导开口120。引导孔120可以是延伸穿过轭106的一部分并且可以与连杆116的第二端116b相邻地定位于轭106上的开口。在一些实施方式中，引导孔120的形状为矩形。然而，引导孔120可以是圆形、椭圆形、卵形、三角形或任何期望的形状。引导孔120的尺寸和形状可以被设定为允许第二枢转销112在引导孔120内移动。引导孔120可以被构造成允许第二枢转销112在导轨114内滑动，从而使轭106向近侧和向远侧移动。例如，由于导轨14是弯曲的，所以引导孔120可以允许第二枢转销112在引导孔120内竖直地移动。实际上，当第二枢转销112从近端114a向远端114b移动时，第二枢转销112可以朝向布置在近端114a上方的远端114b向上移动。当第二枢转销112从近端114a向远端114b移动时，第二枢转销112可以在引导孔120内向上移动。引导孔120的长度可以大于其宽度以允许第二枢转销112在通道122内滑动并且向远侧和向近侧驱动轭106。由于导轨114弯曲，所以引导孔120可以是竖直长孔以允许第二枢转销112在导轨114的通道122内滑动。当手柄102由于第二枢转销112在沿着导轨114向远侧滑动时向上驱动而从初始位置向致动位置移动时，是竖直长孔的引导孔120还可以防止轭106沿竖直方向移动。引导孔120可以具有在大约2mm和大约12mm之间的长度以及在大约1mm和大约8mm之间的宽度。在一些实施方式中，引导孔120具有大约8mm的长度和大约4mm的宽度。
实际上，当手柄102从初始位置(例如，在图3A的视图(I)和图5A中的引导组件的相应局部侧视图中图示)向致动位置(例如，在图3A的视图(II)和图5B中的引导组件的相应局部侧视图中图示)移动时，手柄102围绕枢转点108枢转。手柄102围绕枢转点108枢转引起手柄102朝向外壳101向上驱动第一枢转销118和连杆116的第一端116a，以及围绕第一枢转销118枢转。将第一枢转销118和第一端116a朝向外壳101驱动引起连杆116在引导孔120内并且沿远侧方向驱动第二端116b。第二端116b在引导孔120内向上移动并沿着导轨114朝向远端103移动引起第二枢转销112沿着导轨114的通道122滑动，从而朝向远端103驱动轭106。在一些实施方式中，引导孔120允许第二枢转销112在导轨114内滑动，同时向远侧或向近侧驱动轭106。在一些实施方式中，朝向远端103驱动轭106引起诸如抓握器组件等的器械组件171的致动。换言之，当手柄102从初始位置向致动位置移动时，轭106经由引导组件115朝向远端103驱动，这致动器械组件171。
在一些实施方式中，工具100与用于机器人手术手术的机器人手术装置结合使用并且包括马达。马达可以被构造成驱动第二枢转销112。例如，代替手柄102，马达可以用于向上驱动连杆116和第二枢转销112，从而朝向远端103驱动轭106。马达可以联接到机器人手术装置并且可以由使用者控制。在一些实施方式中，使用者可以致动马达，这引起第二枢转销112移动，从而朝向远端103驱动轭106并致动器械组件171。
参照图6A和图6B，第二枢转销112可以具有第一端124a和第二端124b。第一端124a和第二端124b可以是第二枢转销112的与引导孔120和/或导轨114接触的部分。在一些实施方式中，第一端124a和第二端124b是扁平的且非渐缩的。然而，非渐缩的第一端124a和第二端124b可能会在第二枢转销112与引导孔120和/或导轨114之间引起相当大的摩擦力。在一些实施方式中，为了减小第二枢转销112与引导孔120和/或导轨114之间的摩擦力的量，第二枢转销112可包括渐缩的第一端124a’和第二端124b’。渐缩的第一端124a’和第二端124b’减小了引导孔120和/或导轨114在第一端124a’和第二端124b’上感受到的垂直力。另外，当第二枢转销112在引导孔120和/或导轨114内滑动时，渐缩的第一端124a’和第二端124b’可以减小第二枢转销112与引导孔120和/或导轨114之间的摩擦力。在一些实施方式中，第二枢转销112可以从大约4mm的直径逐渐渐缩到大约2mm的直径。
参照图7，第二枢转销112可以包括一个或多个环128。环128可以是围绕第二枢转销112的圆周布置的低摩擦环，以减小引导孔120和/或导轨114与第二枢转销112之间的摩擦量。在一些实施方式中，第二枢转销112可包括接近第一端124a或124a’和/或接近第二端124b或124b’的环128。然而，第二枢转销112可以在任何位置处包括环128。例如，第二枢转销112可以包括跨越整个外表面的环128，或者可以仅在第二枢转销112接触引导孔120和/或导轨114处包括环128。在一些实施方式中，第一枢转销118和第二枢转销112中的一者或多者包括一个或多个环128。
参照图8，引导孔120和/或导轨114可以包括可以是低摩擦涂层的涂层130。涂层130可以施加在引导孔120和/或导轨114的内表面内。例如，涂层130可以施加到引导孔120和/或导轨114的与第二枢转销112接触的部分。涂层130可以在工具100的制造期间施加到引导孔120和/或导轨114。涂层130可以是涂布在引导孔120和/或导轨114内部的物质或者可以是结合到引导孔120和/或导轨114内部的材料。例如，涂层130可以是施加到引导孔120和/或导轨114内部的低摩擦底漆，或者涂层130可以是例如通过粘合剂结合到引导孔120和/或导轨114内部的低摩擦的材料条带。涂层130可以是PTFE涂层。涂层130可以施加到引导孔120和/或导轨114的一部分或整个引导孔120和/或导轨114。例如，涂层130可以散布在引导孔120和/或导轨114内或者可以覆盖整个引导孔120和/或导轨114。在一些实施方式中，涂层130施加到第一枢转销118和/或第二枢转销112接触表面的任何位置。
参照图9，提供了图示实现期望行程长度所需的抓握力的曲线图。对于本发明样品，图9中的曲线图示出了在手柄102从图3A的视图(I)和图4A图示的初始位置(对应于图9中的位置200)过渡到图3A的视图(II)和图4B图示的致动位置(对应于图9中的位置205)的过程中，抓取力[N]随着行程长度[mm]的变化。如曲线图所示，与诸如传统技术1和传统技术2等的其它现有技术工具相比，工具100可以需要较小的抓握力来达到期望的行程量。例如，工具100允许致动手柄102的最大抓握力小于35N并且手柄102的行程长度小于14mm。与其它现有技术工具相比，这造成致动手柄102所需的最大抓握力减小了大约10％。
实际上，抓握力越小且行程长度越短，使用者在使用工具100时所经历的疲劳就越少。此外，如果致动手柄102所需的最大抓握力大于35N，则手小或手无力的使用者可能不能致动手柄102。然而，行程长度太短的手柄102将造成难以在受限空间内利用工具100和使用器械组件171进行精细操作。因此，具有小于35N的最大抓握力和小于14mm的行程长度的手柄102允许使用者维持对手柄102的抓握以操作工具100，与诸如传统技术1和传统技术2等的其它现有技术工具相比，减少疲劳。在图9的曲线图中测得的力发生在器械组件171没有抓取组织或物体时。
本领域技术人员将理解，在不脱离其广泛的创造性构思的情况下，可以对以上示出和说明的示例性实施方式进行改变。因此，应当理解，本发明不限于所示和说明的示例性实施方式，而是旨在涵盖由权利要求限定的本发明的精神和范围内的变型。例如，示例性实施方式的特定特征可以是也可以不是所要求保护的发明的一部分，并且所公开的实施方式的各种特征可以组合。词语“近”、“远”、“上”和“下”表示所参照的附图中的方向。除非在本文中特别说明，否则术语“一个”和“该”不限于一个元素，而是应理解为“至少一个”。
应理解的是，本发明的至少一些附图和说明已经被简化以重点关注对于清楚理解本发明有关的元素，同时为了清楚的目的，消除了也可能构成本发明的一部分的那些本领域普通技术人员将理解的其它元素。然而，因为这些元素在本领域中是众所周知的，并且因为它们不一定有助于更好地理解本发明，所以本文不提供对这些元素的说明。

Claims (19)

1.一种手术工具，其包括：
外壳，其具有近端和远端，所述外壳包括导轨；
轭，其以能够滑动的方式联接到所述外壳；
手柄，其以能够枢转的方式联接到所述外壳；
连杆，其将所述手柄联接到所述外壳，所述连杆具有第一端和第二端，所述连杆的第一端以能够旋转的方式联接到所述手柄，所述连杆的第二端以能够旋转的方式联接到所述轭并且所述连杆的第二端能够在所述导轨内滑动；
轭枢转销，其将所述连杆的第二端以能够枢转的方式联接到所述轭；和
手柄枢转销，其将所述连杆联接到所述手柄，其中所述手柄枢转销与所述轭枢转销相比布置在近侧。
2.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述导轨是弯曲的。
3.根据权利要求2所述的手术工具，其特征在于，所述导轨具有近端和远端，所述导轨的近端布置在所述导轨的远端下方。
4.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，与所述轭枢转销相比，所述手柄枢转销被布置为接近所述外壳的近端。
5.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述手柄包括顶部和底部，并且所述手柄枢转销被布置为比所述轭枢转销靠近所述手柄的底部。
6.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述手柄在枢转点处联接到所述外壳，并且所述手柄包括顶部和底部，所述手柄枢转销被布置为比所述枢转点靠近所述手柄的底部。
7.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述手柄在枢转点处联接到所述外壳，并且所述手柄包括顶部和底部，所述轭枢转销被布置为比所述枢转点靠近所述手柄的底部。
8.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述导轨包括通道，并且所述轭枢转销以使得所述轭枢转销在所述通道内滑动的方式被布置成穿过所述导轨。
9.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述轭枢转销包括均为渐缩的第一端和第二端。
10.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述轭枢转销延伸穿过所述轭、所述连杆和所述导轨。
11.根据权利要求1所述的手术工具，还包括：
引导开口，其延伸穿过所述轭，所述引导开口被构造成接收所述轭枢转销，使得在致动所述手柄期间所述轭枢转销能够在所述引导开口内移动。
12.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，轭枢转销包括被构造成接触所述导轨的环构件。
13.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述导轨包括形成在所述导轨的所述轭枢转销与所述导轨接触的区域上的低摩擦涂层。
14.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述手柄具有初始位置和致动位置，与所述手柄处于所述初始位置的情况相比，所述致动位置是所述手柄被布置为接近所述外壳的近端的情况。
15.根据权利要求1所述的手术工具，还包括：
抓取器组件，其布置在轴的远端，所述轴从所述外壳的远端延伸，其中所述手柄的移动引起所述轭的移动，所述轭的移动引起所述抓取器组件的致动。
16.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述引导组件包括马达，所述马达联接到所述轭并且被构造为移动所述轭。
17.根据权利要求1所述的手术工具，其特征在于，所述手柄朝向所述外壳的近端的枢转使所述轭向远侧移动。
18.根据权利要求1所述的手术工具，还包括：
长形轴，其从所述外壳的远端延伸；和
抓取器械，其布置在所述长形轴的远端，所述抓取器械联接到所述轭，使得所述轭的移动引起所述抓取器械的致动。
19.一种手术工具，其包括：
外壳，其具有近端和远端，所述外壳包括导轨；
轭，其在所述近端和所述远端之间能够滑动地联接到所述外壳；
手柄，其以能够枢转的方式联接到所述外壳，其中所述手柄的枢转引起所述轭向近侧和向远侧移动；
连杆，其将所述手柄联接到所述外壳，所述连杆具有第一端和第二端，所述连杆的第一端以能够旋转的方式联接到所述手柄，所述连杆的第二端通过轭枢转销以能够旋转的方式联接到所述外壳，所述轭枢转销能够在所述导轨内滑动并且联接到所述轭；和
手柄枢转销，其将所述连杆联接到所述手柄，其中所述手柄枢转销被布置为接近所述轭枢转销，
其中，所述导轨是弯曲的且包括通道，并且所述轭枢转销以使得所述轭枢转销在所述通道内滑动的方式被布置成穿过所述导轨。
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