CN116585006A - 一种握持式多自由度可弯曲的手术器械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种握持式多自由度可弯曲的手术器械，包括执行端、握持手柄、延长段和操控端。本发明手术器械设计成握持式结构，操作者将所述手术器械握持在手掌心中，通过食指与拇指捏持操控端旋帽左右上下运动实现执行端的2自由度偏摆控制，通过二指的搓捻旋帽带动转向套管旋转来实现执行端手术夹钳的旋转运动，通过剩余三指向掌心压紧握持操作杆，操作杆的动作带动拉索拉伸，从而实现手术夹钳的开合；同时，操作者通过食指与拇指捏持操控端旋帽，将旋帽作为操控臂的操作把手来向不同方向推拉第二万向节，第二万向节的弯曲动作通过传动索带动第一万向节弯曲，从而使执行臂向不同方向弯曲，带动手术夹钳动作。

Description

一种握持式多自由度可弯曲的手术器械

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种握持式多自由度可弯曲的手术器械。

背景技术

腹腔镜手术是医生利用腹腔镜手术系统及相关器械进行的一种术式，是微创外科的典型代表技术。腹腔镜手术具有切口小、恢复快，手术效果确切的特点，随着近年手术技术快速进步，腹腔镜手术的适应症较以前扩大，逐步应用到腹腔内肿瘤根治、盆腔内肌瘤剥离等操作中，使得很多传统开放手术被腔内手术所替代。

但因腹腔镜手术的腹壁戳孔位置相对固定，手术器械为刚性直管设计，反向映射医生的手部动作。在手术过程中，器械操作端经常难以抵达腹腔深部、狭窄或遮挡区域，造成“看到碰不到”的难题；即便勉强到达，又会因为受限的活动范围、难以完成分离、缝线等高灵活性操作。即使有操作端带角度抓钳、预弯曲或可转腕的手术器械可辅助完成一些角度操作，但也会存在灵活性不足、器械互相干扰等间题，导致手术效率低下、操作困难甚至发生手术并发症。微创手术技术的继续发展要求手术器械有更多的自由度和更强的灵活性。

比如，公开号为US2020/0323601A1的发明申请公开了一种外科器械，包括：末端工具，所述末端工具包括彼此独立操作的第一钳爪和第二钳爪；操作者，所述操作者控制所述末端工具的所述第一钳爪和所述第二钳爪的操作；操作力传递器，所述操作力传递器包括与所述操作者连接以将所述操作者的俯仰运动传递到所述末端工具的俯仰线、与所述操作者连接以将所述操作者的偏航运动传递到所述末端工具的偏航线、以及与所述操作者连接以将所述操作者的致动运动传递到所述末端工具的致动线；以及连接器，所述连接器具有联接到所述末端工具的一个端部部分和联接到所述操作器的另一个端部部分，以连接所述操作器和所述末端工具，其中所述操作件的至少一部分形成为朝向所述末端工具延伸，并且操作者的操作方向和末端工具的操作方向直观上彼此相同。该现有技术结构中对两个钳爪的控制比较灵活方便，但是对于末端工具的转向及弯曲的控制并不是很理想。

再比如，公开号为CN109907797A的发明申请公开了一种可弯曲的腹腔镜手术钳，包括固定手柄，固定手柄上设有外护管，外护管一端与固定手柄相连，另一端上设有钳头，钳头与固定手柄上的活动手柄相连，外护管另一端通过活络头与钳头相连，活络头铰接在外护管另一端上，在活络头与外护管之间设有弯头拉杆，弯头拉杆一端铰接在活络头上，且弯头拉杆与活络头相连的铰接部远离活络头与外护管相连的铰接部，弯头拉杆另一端通过设置在外护管内的弯曲控制管与设置在固定手柄上的弯曲控制组件相连，在活络头与外护管之间还设有弹簧轴。该现有技术结构中同样对于弯曲的控制并不是很理想，特别是固定手柄一侧用手操作时，在既要控制钳头活动，又要控制活络头弯曲的情况下，整体手部操作的复杂度较高，难度较大。同时，上述两种现有技术中还存在操作映射不直观的间题，往往同一时间只能完成单一自由度的控制，无法充分发挥医生的操作能力、降低手术效率，且不直观的控制映射也会额外增加学习成本、提升技术门槛。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种握持式多自由度可弯曲的手术器械，能够实现较为灵活、多自由度弯曲的同时，手部操作较为简单方便。

一种握持式多自由度可弯曲的手术器械，包括：

执行端，包括执行臂和设于执行臂端部的夹钳安装座，夹钳安装座上设有手术夹钳，所述执行臂包括若干节串联的第一万向节；

握持手柄，包括操作时供握持的握把，握把一端设有安装基座；

延长段，两端分别连接执行端的执行臂和握持手柄的安装基座；

转向套管，依次贯穿所述执行臂、延长段和安装基座，所述转向套管的远端与夹钳安装座连接，所述转向套管转动时带动所述夹钳安装座转动从而调节手术夹钳的朝向；

拉索，设于所述转向套管内，用于在拉伸时控制所述手术夹钳夹紧，所述握把在握持时远离手背的一侧设有控制所述拉索拉伸的操作杆；

操控端，包括一端固定在所述安装基座上的操控臂，所述操控臂包括至少一节第二万向节，所述第二万向节与执行臂靠近延长段的一个第一万向节之间设有用于将第二万向节的弯曲动作传递给第一万向节的传动索；所述转向套管的近端穿过所述操控臂，所述操控臂的近端设有用于控制转向套管旋转的旋帽。

本申请中近端是指靠近操作者(医生)操作的一端，也就是握持手柄所在的一端，远端是指远离操作者操作的一端，也就是执行端。

本申请握持式多自由度可弯曲的手术器械用于操作者进行微创手术时使用，执行端用于伸入病人体内进行操作，而握持手柄及操控端留在外部，从而满足微创要求。转向套管需要有一定的刚性，以便能够将近端受到的扭转操作传递到远端。

优选的，所述夹钳安装座一端设有所述手术夹钳，另一端与所述执行臂的远端转动连接并与所述转向套管的远端固定，所述夹钳安装座具有U形安装口，U形安装口内设有可由拉索牵引沿轴向移动的滑片，所述滑片具有沿轴向相对布置的一对直线齿轨，所述手术夹钳包括成对设置的两个钳臂，每个钳臂的一端与U形安装口转动连接且具有与其中一条直线齿轨配合的齿轮部。U形安装口的两个臂上设有沿轴向延伸的滑槽，所述滑片上设有与所述滑槽配合的滑块。滑片中部开设有沿轴向延伸的腰形孔，滑片上的一对直线齿轨设于腰型孔的两条长边上。手术夹钳的钳臂上设有的齿轮部是扇形结构端面上设有齿轮，扇形结构的角度根据两个钳臂张开的角度大小设置。拉索向近端拉动时，滑片向近端滑动，从而直线齿轨驱动钳臂绕与U形安装口转动连接的轴转动，完成手术夹钳的夹紧动作。拉索可以采用高弹性合金丝，从而拉索可以传递推力，实现手术夹钳打开。当然，也可以在U形安装口的开口底部与滑片之间设置一个复位弹簧来使滑片复位，以实现手术夹钳打开。

优选的，所述操作杆一端通过连接部与所述握把连接，另一端悬空作为活动端，所述拉索的近端与操作杆的活动端连接，操作杆的活动端向握把侧捏紧时将所述拉索拉伸。操作杆的远端通过连接部与所述握把的远端连接，然后操作杆与握把可以平行或接近于平行，这样方便手部操作。操作杆可以具有一定弹性，这样操作杆的活动端就能够在向握把侧捏紧时弯曲变形；当然操作杆也可以是刚性的，但是采用刚性的操作杆时需要操作杆与握把连接的一端铰接，相当于自行车刹车把一样的操作结构。

更优选的，操作杆的活动端为远离安装基座一端，所述握把与操作杆的活动端之间设有用于使操作杆的活动端复位的复位弹簧。复位弹簧的设置可以辅助操作杆的复位。

进一步优选的，所述握把远离安装基座的一端向操作杆一侧延伸形成环绕操作杆活动端的保护部，所述转向套管的近端与保护部的端部固定，并且所述拉索穿过保护部的端部与操作杆的活动端连接。保护部可以保护操作杆被外部其他物体意外触碰到而造成意外的动作。

优选的，所述执行臂包括2～5节串接的第一万向节；所述操控臂包括1～3节第二万向节。执行臂中第一万向节的叠加可以延长执行臂的轴向长度，使执行臂可以实现更大的弯曲程度。同样的，操控臂中第二万向节的叠加可以延长操控臂的轴向长度，使操控臂可以实现更大的弯曲程度。执行臂或操控臂的长度以满足手术需要为主，进行合理设置。

所述执行臂的各第一万向节尺寸相同，第一万向节的周向外径为5～15mm；所述第二万向节的周向外径为15～30mm。第一万向节的周向外径受微创手术时手术开孔的大小限制。第二万向节的周向外径可以适当的比第一万向节的周向外径大一些，从而适合手部操作。

优选的，所述第一万向节和第二万向节均包括两个运动平台和并行排列在两个运动平台之间的至少三组转动组件，

两个运动平台分别为第一运动平台和第二运动平台，第一运动平台和第二运动平台均具备一个转动中心，

每一组转动组件包括一端与第一运动平台铰接的第一转动件、一端与第二运动平台铰接的第二转动件、两端分别与第一转动件和第二转动件的另一端铰接的第三转动件，第一转动件分别与第一运动平台、第三转动件铰接的铰接轴轴线通过第一运动平台的转动中心；第二转动件分别与第二运动平台、第三转动件铰接的铰接轴轴线通过第二运动平台的转动中心，

相邻的第一万向节或第二万向节之间串接时，转动组件之间一一对应且相互传动连接；所述执行臂位于近端的第一万向节与所述操控臂位于远端的第二万向节之间的传动组件之间也一一对应且通过所述传动索传动连接。

更优选的，所述第一万向节和第二万向节的第一转动件和第二转动件均加工为外齿轮，第一转动件的外齿轮的转动轴线为该第一转动件与第一运动平台的铰接轴，第二转动件的外齿轮的转动轴线为该第二转动件与第二运动平台的铰接轴，

相邻的第一万向节或第二万向节之间串接时，转动组件之间通过对应外齿轮之间的啮合传动，并且相啮合的第一转动件和第二转动件传动比为1∶1，第一转动件和第二转动件相对于联接的平面对称。

进一步优选的，所述第一万向节和第二万向节中转动组件均为三组，且三组之间结构相同、按圆周均匀分布；第一运动平台与第二运动平台的结构相同；第一转动件与第二转动件的结构相同；第三转动件的结构靠近第一转动件的一半与靠近第二转动件的一半对称。也就是说，每个转动组件的第一转动件和第二转动件之间始终保持对称，这样可以通过控制一端的动作而预知动作被传递后另一端的动作情况。

进一步优选的，所述操控臂位于远端的第二万向节与所述执行臂位于近端的第一万向节之间传动时，其中一侧的外齿轮通过与一个转向齿轮啮合，再由转向齿轮与所述传动索连接。由于万向节(包括第一万向节与第二万向节)之间传动方式的限制，在上一个万向节的动作传递给下一个万向节时，相互啮合的外齿轮之间转动方向是相反的，而同一万向节上两个运动平台上的两个外齿轮之间的转动方向也是相反的，经过两次的反转后，保持了下一个万向节的弯曲方向与上一个万向节的弯曲方向保持相同。但是，操控臂位于远端的第二万向节与所述执行臂位于近端的第一万向节之间传动时是通过所述传动索来传动的，而传动索只能带动两个外齿轮之间同向转动，这样就导致第二万向节朝一个方向弯曲时，第一万向节是向反方向弯曲的，从而使得操作时手部动作与执行端的弯曲方向相反，不利于操作者的简便操作。所以，通过设置一个转向齿轮来反转一次转动方向，可以实现第一万向节与第二万向节之间朝一个方向弯曲，使操作比较简单和直观，有利于操作者进行操作。转向齿轮优选安装在第二万向节一侧，因为第一万向节所在的执行臂需要伸入患者手术区域内部，尺寸较小，不便于安装。转向齿轮优选安装在安装基座上。

有益效果：

本发明握持式多自由度可弯曲的手术器械通过设计成握持式结构，操作者(医生)将所述手术器械握持在手掌心中，通过食指与拇指捏持操控端旋帽左右上下运动实现执行端的2自由度偏摆控制，通过二指的搓捻旋帽带动转向套管旋转来实现执行端手术夹钳的旋转运动，通过剩余三指向掌心压紧握持操作杆，操作杆的动作带动拉索拉伸，从而实现手术夹钳的开合；同时，操作者通过食指与拇指捏持操控端旋帽，将旋帽作为操控臂的操作把手来向不同方向推拉第二万向节，第二万向节的弯曲动作通过传动索带动第一万向节弯曲，从而使执行臂向不同方向弯曲，带动手术夹钳动作。

本发明握持式多自由度可弯曲的手术器械，充分发挥了医生手部的控制，使得单手就能完成包含执行臂2自由度弯曲、手术夹钳旋转与开合运动的共计4自由度的控制，给医生提供了一种灵巧方便的微创手术器械。

附图说明

图1为本发明握持式多自由度可弯曲的手术器械的结构示意图。

图2为握持手柄和操控端的结构示意图。

图3为执行端手术夹钳的装配结构示意图，其中左图为装配好的结构示意图，中图和右图为爆炸图。

图4为执行臂的结构示意图。

图5为单个第一万向节的爆炸图。

图6为操控端的结构示意图。

图7为操控端的爆炸图。

图8为传动索工作结构示意图。

图9为本发明握持式多自由度可弯曲的手术器械的使用示意图。

附图标记：

握持手柄1，握把11，安装基座12，操作杆13，复位弹簧14，保护部15；

操控端2，操控臂21，第二万向节22，传动索23，旋帽24，转向齿轮25，封口帽26，旋转内芯27，轴承28；

延长段3；

执行端4，执行臂41，夹钳安装座42，手术夹钳43，U形安装口432，滑片433，直线齿轨434，钳臂435，齿轮部436，滑槽437，销轴438，第一万向节44，第一运动平台441，第二运动平台442，第一转动件443，第二转动件444，第三转动件445，外齿轮446，轴承45；

转向套管5；

拉索6。

具体实施方式

如图1～9所示，一种握持式多自由度可弯曲的手术器械，包括握持手柄1、操控端2、延长段3和执行端4。本发明握持式多自由度可弯曲的手术器械用于操作者进行微创手术时使用，执行端4用于伸入病人体内进行操作，而握持手柄1及操控端2留在外部，从而满足微创要求。本申请中近端是指靠近操作者(医生)操作的一端，也就是握持手柄1所在的一端，远端是指远离操作者操作的一端，也就是执行端4。

如图2所示，握持手柄1包括操作时供握持的握把11，握把11一端设有安装基座12，握把11在握持时远离手背的一侧设有操作杆13。操作杆13一端通过连接部与握把11连接，另一端悬空作为活动端。具体的，操作杆13的远端通过连接部与握把11的远端连接，然后操作杆13与握把11可以平行或接近于平行，这样方便手部操作。操作杆13可以具有一定弹性，这样操作杆13的活动端就能够在向握把11侧捏紧时弯曲变形；当然操作杆13也可以是刚性的，但是采用刚性的操作杆13时需要操作杆13与握把11连接的一端铰接，相当于自行车刹车把一样的操作结构。操作杆13的活动端为远离安装基座一端，握把11与操作杆13的活动端之间设有用于使操作杆13的活动端复位的复位弹簧14。复位弹簧14的设置可以辅助操作杆13的复位。

握把11远离安装基座12的一端向操作杆13一侧延伸形成环绕操作杆13活动端的保护部15，保护部15可以保护操作杆13被外部其他物体意外触碰到而造成意外的动作。

如图3和4所示，执行端4包括执行臂41和设于执行臂41远端的夹钳安装座42，夹钳安装座42上设有手术夹钳43。手术夹钳43可以实现夹的动作，夹钳安装座42可以相对执行臂41沿垂直轴向方向转动，从而带动手术夹钳43转动，实现手术夹钳43从不同方向去夹。

执行臂41用于使执行端4可以弯曲。执行臂41包括若干节串接的第一万向节44。

延长段3为杆状，两端分别连接执行端4的执行臂41和握持手柄1的安装基座12。延长段3使得执行端4和操控端2相互远离，从而操作者在离手术位置一定的距离操作操控端2就能控制手术位置内的执行端4进行手术操作。

操控端2包括一端固定在安装基座12上的操控臂21，操控臂21包括至少一节第二万向节22，第二万向节22与执行臂41靠近延长段3的一个第一万向节44之间设有用于将第二万向节22的弯曲动作传递给第一万向节44的传动索23。

夹钳安装座42相对执行臂41沿垂直轴向方向转动手术夹钳43这一动作依靠转向套管5来完成。转向套管5依次贯穿执行臂41、延长段3和安装基座12，并进一步穿过操控臂21，操控臂21的近端设有用于控制转向套管5旋转的旋帽24，转向套管5的远端与夹钳安装座42连接，转向套管5转动时带动夹钳安装座42转动从而调节手术夹钳43的朝向。转向套管5需要有一定的刚性，以便能够将近端受到的扭转操作传递到远端。

手术夹钳43实现夹的动作依靠拉索6来完成。拉索6设于转向套管5内，用于在拉伸时控制手术夹钳43夹紧。拉索6的近端与操作杆13的活动端连接，操作杆13的活动端向握把侧捏紧时将拉索6拉伸。转向套管5的近端与保护部15的端部固定，并且拉索6穿过保护部15的端部与操作杆13的活动端连接。从而实现由操作杆13的动作来控制拉索6的拉伸。

如图6和图7所示，操控臂21上第二万向节22的近端端面处设有封口帽26，如果操控臂21包括多节第二万向节22，则只在近端那个第二万向节22的近端端面处设有封口帽26，封口帽26通过螺栓与第二万向节22固定。封口帽26与第二万向节22之间还设有一个旋转内芯27，旋转内芯27穿套在转向套管5外，并与转向套管5固定，旋转内芯27一端穿过封口帽26用于安装旋帽24。为了旋帽24转动时更加顺滑，旋转内芯27与封口帽26之间还设有轴承28，轴承28的内圈与旋转内芯27固定，外圈与封口帽26固定。

夹钳安装座42一端设有手术夹钳43，另一端与执行臂41的远端转动连接并与转向套管5的远端固定，执行臂41的远端设有安装用的轴承45，轴承45的外圈与执行臂41固定，夹钳安装座42与轴承45的内圈固定。夹钳安装座42具有U形安装口432，U形安装口432内设有可由拉索6牵引沿轴向移动的滑片433，滑片433具有沿轴向相对布置的一对直线齿轨434，手术夹钳43包括成对设置的两个钳臂435，每个钳臂435的一端与U形安装口432转动连接且具有与其中一条直线齿轨434配合的齿轮部436。U形安装口432的两个臂上设有沿轴向延伸的滑槽437，滑片433上设有与滑槽437配合的滑块。图中所示的滑块是一根穿过滑片433并且两端卡入两侧滑槽437中的销轴438。滑片433中部开设有沿轴向延伸的腰形孔，滑片433上的一对直线齿轨434设于腰型孔的两条长边上。手术夹钳43的钳臂435上设有的齿轮部436是扇形结构端面上设有齿轮，扇形结构的角度根据两个钳臂435张开的角度大小设置。拉索6向近端拉动时，滑片433向近端滑动，从而直线齿轨434驱动钳臂435绕与U形安装口432转动连接的轴转动，完成手术夹钳43的夹紧动作。

拉索6可以采用高弹性合金丝，从而拉索6可以传递推力，实现手术夹钳43打开。当然，也可以在U形安装口432的开口底部与滑片433之间设置一个复位弹簧来使滑片433复位，以实现手术夹钳43打开。

在一种实施方式中，执行臂41包括2～5节串接的第一万向节44；操控臂21包括1～3节第二万向节22。执行臂41中第一万向节44的叠加可以延长执行臂41的轴向长度，使执行臂41可以实现更大的弯曲程度。同样的，操控臂21中第二万向节22的叠加可以延长操控臂21的轴向长度，使操控臂21可以实现更大的弯曲程度。执行臂41或操控臂21的长度以满足手术需要为主，进行合理设置。在图中所示的实施例中，执行臂41包括3节串接的第一万向节44；操控臂21包括1节第二万向节22。

在一种优选的实施方式中，执行臂41的各第一万向节44尺寸相同，第一万向节44的周向外径为5～15mm；第二万向节22的周向外径为15～30mm。第一万向节44的周向外径受微创手术时手术开孔的大小限制。第二万向节22的周向外径可以适当的比第一万向节44的周向外径大一些，从而适合手部操作。

第一万向节44和第二万向节22尺寸不同，但结构相同，均包括两个运动平台和并行排列在两个运动平台之间的至少三组转动组件。

图5中所示为一节第一万向节44的结构。两个运动平台分别为第一运动平台441和第二运动平台442，第一运动平台441和第二运动平台442均具备一个转动中心，

每一组转动组件包括一端与第一运动平台441铰接的第一转动件443、一端与第二运动平台442铰接的第二转动件444、两端分别与第一转动件443和第二转动件444的另一端铰接的第三转动件445，第一转动件443分别与第一运动平台441、第三转动件445铰接的铰接轴轴线通过第一运动平台441的转动中心；第二转动件444分别与第二运动平台442、第三转动件445铰接的铰接轴轴线通过第二运动平台442的转动中心。

相邻的第一万向节44或第二万向节22之间串接时，转动组件之间一一对应且相互传动连接；执行臂41位于近端的第一万向节44与操控臂21位于远端的第二万向节22之间的传动组件之间也一一对应且通过传动索23传动连接。

在一种优选的实施方式中，第一万向节44和第二万向节22的第一转动件和第二转动件均加工为外齿轮446，第一转动件的外齿轮的转动轴线为该第一转动件与第一运动平台的铰接轴，第二转动件的外齿轮的转动轴线为该第二转动件与第二运动平台的铰接轴。相邻的第一万向节44或第二万向节22之间串接时，转动组件之间通过对应外齿轮446之间的啮合传动。并且相啮合的第一转动件和第二转动件传动比为1：1，第一转动件和第二转动件相对于联接的平面对称，这个可以实现相连两个万向节之间动作保持一致，等比例传递。

在一种优选的实施方式中，第一万向节44和第二万向节22中转动组件均为三组，且三组之间结构相同、按圆周均匀分布，对应的，传动索23共包括三组，每一组传动索23对应于一个转动组件。第一运动平台441与第二运动平台442的结构相同；第一转动件443与第二转动件444的结构相同；第三转动件445的结构靠近第一转动件443的一半与靠近第二转动件444的一半对称。也就是说，每个转动组件的第一转动件443和第二转动件444之间始终保持对称，这样可以通过控制一端的动作而预知动作被传递后另一端的动作情况。

如图6～8所示，操控臂21位于远端的第二万向节22与执行臂41位于近端的第一万向节44之间传动时，其中一侧的外齿轮446通过与一个转向齿轮25啮合，再由转向齿轮25与传动索23连接。由于万向节(包括第一万向节与第二万向节)之间传动方式的限制，在上一个万向节的动作传递给下一个万向节时，相互啮合的外齿轮之间转动方向是相反的，而同一万向节上两个运动平台上的两个外齿轮之间的转动方向也是相反的，经过两次的反转后，保持了下一个万向节的弯曲方向与上一个万向节的弯曲方向保持相同。但是，操控臂21位于远端的第二万向节22与执行臂41位于近端的第一万向节44之间传动时是通过传动索23来传动的，而传动索23只能带动两个外齿轮446之间同向转动，这样就导致第二万向节22朝一个方向弯曲时，第一万向节44是向反方向弯曲的，从而使得操作时手部动作与执行端4的弯曲方向相反，不利于操作者的简便操作。所以，通过设置一个转向齿轮25来反转一次转动方向，可以实现第一万向节44与第二万向节22之间朝一个方向弯曲，使操作比较简单和直观，有利于操作者进行操作。如图中所示，转向齿轮25优选安装在第二万向节22一侧，因为第一万向节44所在的执行臂41需要伸入患者手术区域内部，尺寸较小，不便于安装。转向齿轮25优选安装在安装基座12上。转向齿轮25也包括3个，每一个与一组传动索23配合。

如图9所示，本发明握持式多自由度可弯曲的手术器械使用时，操作者(医生)通过单手握持住握把11，从而将手术器械握持在手掌心中，通过食指与拇指捏持操控端旋帽左右上下运动实现执行端的2自由度偏摆控制，通过二指的搓捻旋帽带动转向套管旋转来实现执行端手术夹钳的旋转运动，通过剩余三指向掌心压紧握持操作杆，操作杆的动作带动拉索拉伸，从而实现手术夹钳的开合；同时，操作者通过食指与拇指捏持操控端旋帽，将旋帽作为操控臂的操作把手来向不同方向推拉第二万向节，第二万向节的弯曲动作通过传动索带动第一万向节弯曲，从而使执行臂向不同方向弯曲，带动手术夹钳动作。本发明握持式多自由度可弯曲的手术器械，充分发挥了医生手部的控制，使得单手就能完成4自由度的控制，给医生提供了一种灵巧方便的微创手术器械。

Claims (10)

1.一种握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，包括：

执行端，包括执行臂和设于执行臂端部的夹钳安装座，夹钳安装座上设有手术夹钳，所述执行臂包括若干节串联的第一万向节；

握持手柄，包括操作时供握持的握把，握把一端设有安装基座；

延长段，两端分别连接执行端的执行臂和握持手柄的安装基座；

转向套管，依次贯穿所述执行臂、延长段和安装基座，所述转向套管的远端与夹钳安装座连接，所述转向套管转动时带动所述夹钳安装座转动从而调节手术夹钳的朝向；

拉索，设于所述转向套管内，用于在拉伸时控制所述手术夹钳夹紧，所述握把在握持时远离手背的一侧设有控制所述拉索拉伸的操作杆；

操控端，包括一端固定在所述安装基座上的操控臂，所述操控臂包括至少一节第二万向节，所述第二万向节与执行臂靠近延长段的一个第一万向节之间设有用于将第二万向节的弯曲动作传递给第一万向节的传动索；所述转向套管的近端穿过所述操控臂，所述操控臂的近端设有用于控制转向套管旋转的旋帽。

2.根据权利要求1所述握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，所述夹钳安装座一端设有所述手术夹钳，另一端与所述执行臂的远端转动连接并与所述转向套管的远端固定，所述夹钳安装座具有U形安装口，U形安装口内设有可由拉索牵引沿轴向移动的滑片，所述滑片具有沿轴向相对布置的一对直线齿轨，所述手术夹钳包括成对设置的两个钳臂，每个钳臂的一端与U形安装口转动连接且具有与其中一条直线齿轨配合的齿轮部。

3.根据权利要求1所述握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，所述操作杆一端通过连接部与所述握把连接，另一端悬空作为活动端，所述拉索的近端与操作杆的活动端连接，操作杆的活动端向握把侧捏紧时将所述拉索拉伸。

4.根据权利要求3所述握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，操作杆的活动端为远离安装基座一端，所述握把与操作杆的活动端之间设有用于使操作杆的活动端复位的复位弹簧。

5.根据权利要求4所述握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，所述握把远离安装基座的一端向操作杆一侧延伸形成环绕操作杆活动端的保护部，所述转向套管的近端与保护部的端部固定，并且所述拉索穿过保护部的端部与操作杆的活动端连接。

6.根据权利要求1所述握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，所述执行臂包括2～5节串接的第一万向节；所述操控臂包括1～3节第二万向节；

所述执行臂的各第一万向节尺寸相同，第一万向节的周向外径为5～15mm；所述第二万向节的周向外径为15～30mm。

7.根据权利要求1所述握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，所述第一万向节和第二万向节均包括两个运动平台和并行排列在两个运动平台之间的至少三组转动组件，

两个运动平台分别为第一运动平台和第二运动平台，第一运动平台和第二运动平台均具备一个转动中心，

每一组转动组件包括一端与第一运动平台铰接的第一转动件、一端与第二运动平台铰接的第二转动件、两端分别与第一转动件和第二转动件的另一端铰接的第三转动件，第一转动件分别与第一运动平台、第三转动件铰接的铰接轴轴线通过第一运动平台的转动中心；第二转动件分别与第二运动平台、第三转动件铰接的铰接轴轴线通过第二运动平台的转动中心，

相邻的第一万向节或第二万向节之间串接时，转动组件之间一一对应且相互传动连接；所述执行臂位于近端的第一万向节与所述操控臂位于远端的第二万向节之间的传动组件之间也一一对应且通过所述传动索传动连接。

8.根据权利要求7所述握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，所述第一万向节和第二万向节的第一转动件和第二转动件均加工为外齿轮，第一转动件的外齿轮的转动轴线为该第一转动件与第一运动平台的铰接轴，第二转动件的外齿轮的转动轴线为该第二转动件与第二运动平台的铰接轴，

相邻的第一万向节或第二万向节之间串接时，转动组件之间通过对应外齿轮之间的啮合传动。

9.根据权利要求8所述握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，所述第一万向节和第二万向节中转动组件均为三组，且三组之间结构相同、按圆周均匀分布；第一运动平台与第二运动平台的结构相同；第一转动件与第二转动件的结构相同；第三转动件的结构靠近第一转动件的一半与靠近第二转动件的一半对称。

10.根据权利要求8所述握持式多自由度可弯曲的手术器械，其特征在于，所述操控臂位于远端的第二万向节与所述执行臂位于近端的第一万向节之间传动时，其中一侧的外齿轮通过与一个转向齿轮啮合，再由转向齿轮与所述传动索连接。