CN214549342U - 软式内镜手术执行器 - Google Patents

Abstract

一种软式内镜手术执行器，所述软式内镜手术执行器包括夹持部、控制部、以及将所述夹持部、控制部分隔开的底板(102)，其中，所述夹持部配置为固定安装软式内镜，确保软式内镜在检查过程中不晃动；所述控制部配置为通过线缆与外部的控制装置通信，获得动作指令后，驱动所述软式内镜完成检查动作。

Description

软式内镜手术执行器

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域。具体涉及一种适合软式内镜的软式内镜手术执行器。

背景技术

内镜，即内窥镜，是医学上常用的一种集中了传统光学、人体工程学、精密机械、现代电子、数学、软件等于一体的检测仪器。通常一个内窥镜具有图像传感器、光学镜头、光源照明、机械装置等，它可以经口腔进入胃、肠，或经其他天然孔道进入体内。利用内窥镜可以看到X射线不能显示的病变，因此它对医生非常有用。例如，医生可以借助内窥镜观察胃内的溃疡或肿瘤，据此制定出最佳的治疗方案。从其诞生以来的200多年中，内镜的结构发生了4次较大的改进，由最初的管式内镜、半曲式内镜，发展到纤维内镜，以及到现今广泛使用的电子内镜。随着其结构的改进，内镜的成像质量也不断得到提升。

内镜按照其结构特点可以分为两类：硬式内镜和软式内镜。硬式内镜的镜身主体不可弯曲或扭转，进入身体的深度和距离较小，主要进入人体无菌组织、器官或者经外科切口进入人体无菌腔室；而软式内镜镜身柔软、可弯曲，主要通过人体自然腔道来完成检查，例如胃镜、肠镜、喉镜、支气管镜、膀胱镜等，通过人体的消化道、呼吸道及泌尿道进入人体。

附图1展示了一种常用的软式内镜。软式内镜包括操作把手01和插入管02，使用时，医生将插入管02插入人体孔道，医生手持在操作把手01附近的操作部，手指(一般用大拇指)按压在操作把手01上，由于插入管02内部设置有若干根角度钢丝，转动插入管02便可以使得插入管02前端弯曲一定角度，从而可以通过插入管02端部的摄像头看到人体孔道内部的影像。

医生手持软式内镜操作存在几个问题。首先是，一次完整的检查需要较长时间，医生长时间手持软式内镜，肌肉容易酸痛，影响检查效果。其次，软式内镜摄像头所获得的影像一般通过外接显示器展示，由于手术台空间有限，外接显示器一般放置在医生侧面的台车上，医生一边手持软式内镜操作，一边要不断扭头查看显示器，很不方便。人手操作软式内镜旋转有时角度受限，难以达到目标区域；近距离接触病人，医务人员容易被相关分泌物污染等。

实用新型内容

自上世纪九十年代开始，机器人辅助微创外科手术获得了突飞猛进的发展。多种外科手术机器人系统在临床上得到了成功的应用，这引起了世界范围内医学界和科技界极大的关注。手术机器人系统融合诸多新兴学科，实现了外科手术微创化、智能化和数字化，近年来，手术机器人已在全世界范围内得到了广泛的应用，手术种类涵盖泌尿科、妇产科、心脏外科、胸外科、肝胆外科、胃肠外科、耳鼻喉科等学科。若能够利用手术机器人操作软式内镜，则可以很好地解决上述技术问题。

鉴于已有技术中存在的不足，本申请提出一种软式内镜手术执行器。

本实用新型的实施例提供一种软式内镜手术执行器，所述软式内镜手术执行器包括夹持部、控制部、以及将所述夹持部、控制部分隔开的底板(102)，其中，所述夹持部配置为固定安装软式内镜，确保软式内镜在检查过程中不晃动；所述控制部配置为通过线缆与外部的控制装置通信，获得动作指令后，驱动所述软式内镜完成检查动作。

根据本实用新型的一种实施方式，例如，所述夹持部包括三个组件：第一夹持件、中垫块(204)和第二夹持件；

所述第一夹持件和所述第二夹持件分别设置在所述软式内镜的中部和后端，将所述软式内镜固定在所述底板(102)上；所述中垫块(204)则设置在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间，将所述软式内镜垫起；

所述第一夹持件包括前垫块(201)、前合盖(202)以及第一合盖弹簧(203)；所述前垫块(201)安装在所述底板(102)之上，其朝向所述软式内镜的一面具有与所述软式内镜外形相适应的形状，在其一侧设置有供所述前合盖(202)以及所述第一合盖弹簧(203)安装的结构；所述前合盖(202)一端可旋转地安装在所述前垫块(201)上，另一端具有卡锁结构，能够与所述前垫块(201)端部卡紧并锁定；

优选的，所述前合盖(202)同样具有与所述软式内镜外形相适应的形状。

根据本实用新型的一种实施方式，例如，所述第二夹持件包括后垫块(205)、第二合盖弹簧(206)、后合盖(207)以及拨片(208)；

所述后垫块(205)具有底座，所述底座表面形状与所述软式内镜端部侧面形状相适应；所述后垫块(205)还具有侧壁，所述侧壁具有供所述第二合盖弹簧(206)、所述后合盖(207)安装的结构；

所述后合盖(207)具有开口，以避开所述软式内镜上的接口位置；

优选的，所述拨片(208)的形状与所述软式内镜的操作把手(01)形状相适应，以使得所述拨片(208)能够与所述操作把手(01)紧密连接；优选的，在所述拨片(208)两侧设置凹槽，在安装软式内镜时，所述软式内镜的操作把手(01)能够被插入上述凹槽中固定住；

优选的，所述拨片(208)与所述控制部的所述蜗杆(405)固定连接，当所述蜗杆(405)转动时，能够带动所述拨片(208)一起转动，从而控制所述软式内镜的所述操作把手(01)一起转动。

根据本实用新型的一种实施方式，例如，所述控制部包括伺服电机(401)、电机支撑座(402)、联轴器(403)、前轴承固定座(404)、蜗杆(405)、蜗轮下轴承固定座(406)、后轴承固定座(407)、蜗轮(408)、蜗轮上轴承固定座(409)；

所述前轴承固定座(404)、所述蜗轮下轴承固定座(406)一方面为所述伺服电机(401)等提供安装位置，另一方面又与外壳(101)一起，将下仓室划分为几个独立的空间；

优选的，所述伺服电机(401)安装在位于所述软式内镜手术执行器前端的所述电机支撑座(402)上；所述伺服电机(401)与外部电路相连，为所述软式内镜手术执行器的运转提供动力；

优选的，所述伺服电机(401)的转轴与所述联轴器(403)连接，所述联轴器(403)与所述蜗杆(405)连接，所述蜗杆(405)上的螺纹与所述蜗轮(408) 上的齿啮合连接，所述蜗轮(408)的中心轴(410)穿过设置在所述底板(102) 上设置的孔，与所述拨片(208)的拨片底座(2081)连接。

根据本实用新型的一种实施方式，例如，所述拨片(208)与所述拨片底座 (2081)一体成型，所述蜗轮(408)的中心轴(410)与所述拨片底座(2081) 螺纹连接或者卡接。

根据本实用新型的一种实施方式，例如，所述拨片(208)两侧设置凹槽，具有所述凹槽的所述拨片(208)的形状和大小与所述操作把手(01)相适应，以使得安装软式内镜时，将所述软式内镜的所述操作把手(01)对准所述拨片 (208)两侧的凹槽向下推送，即能够将所述操作把手(01)插入所述拨片(208) 的所述凹槽内。

根据本实用新型的一种实施方式，例如，所述蜗轮与所述蜗杆的传动比为 1:7.5—100；

优选的，所述蜗轮与所述蜗杆的传动比为1:30—50。

附图说明

图1是一种常用的软式内镜的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种软式内镜手术执行器整体结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的一种软式内镜手术执行器结构侧视图。

图4是本实用新型实施例提供的一种软式内镜手术执行器内部结构侧视图。

图5是本实用新型实施例提供的一种软式内镜手术执行器内部结构仰视图。

图6是本实用新型实施例提供的一种未安装软式内镜的软式内镜手术执行器整体结构图。

图7是本实用新型实施例提供的一种未安装软式内镜的软式内镜手术执行器整体结构图(另一角度)。

图8是本实用新型实施例提供的一种未安装软式内镜的软式内镜手术执行器内部结构侧视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。

在实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“远”、“近”等所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用以区别技术特征，不具有实质含义，不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。

图2、图3展示了本实用新型实施例提供的一种软式内镜手术执行器结构示意图，图2是软式内镜手术执行器整体结构示意图，图3是软式内镜手术执行器结构侧视图。如图2、图3所示，以底板102为界，可以将软式内镜手术执行器划分为上下两部分。其中上部是夹持部，下部是控制部，夹持部的主要功能在于固定安装软式内镜(已经展示在图2中了，实物结构参见图1)，确保软式内镜在检查过程中不晃动；控制部的主要功能在于通过线缆与外部的控制装置通信，获得动作指令后，驱动软式内镜完成检查动作。软式内镜与接口不属于软式内镜手术执行器的一部分，但为了清楚地描述软式内镜手术执行器的工作方式，也出现在附图中了。接口的主要功能在于连接机械臂与手术机器人执行器。如图2所示，接口主要包括互联件301、灯带302、互联盖303、螺纹套304、螺纹盘305和固定盘 306。接口的功能在于将软式内镜手术执行器与机械臂连接起来，由于接口不属于软式内镜手术执行器的一部分，本文不作详细介绍。

如图2、图3所示，夹持部包括三个组件：第一夹持件、中垫块204和第二夹持件。第一夹持件和第二夹持件分别设置在软式内镜的中部和后端，将软式内镜固定在底板102上；中垫块204则设置在第一夹持件和第二夹持件之间，将软式内镜垫起。其中，第一夹持件包括前垫块201、前合盖202以及第一合盖弹簧203。如图2所示，前垫块201安装在底板102之上，其朝向软式内镜的一面具有与软式内镜外形相适应的形状，在其一侧设置有供前合盖202以及第一合盖弹簧203安装的结构。前合盖202一端可旋转地安装在前垫块201上，另一端具有卡锁结构，能够与前垫块201端部卡紧并锁定。如图2所示，前合盖202同样具有与软式内镜外形相适应的形状，这样，当将前合盖202合上之后，软式内镜中部被牢固地锁定住。当解除前合盖202的锁定后，前合盖202在第一合盖弹簧203的弹力驱动下自行打开。如图2和图3所示，第二夹持件包括后垫块205、第二合盖弹簧206、后合盖207以及拨片208。后垫块205具有底座，该底座表面形状与软式内镜端部侧面形状相适应。后垫块205还具有侧壁，该侧壁具有供第二合盖弹簧206、后合盖 207安装的结构。后合盖207具有开口，以避开软式内镜上的接口位置。安装软式内镜时，先将后合盖207打开，将软式内镜放置到适当的位置，然后合上后合盖 207，后合盖207将在第二合盖弹簧206弹力的作用下压紧并固定住软式内镜。如图3所示，拨片208的形状与软式内镜的操作把手01形状相适应，以使得拨片208 能够与操作把手01紧密连接。例如，可以在拨片208两侧设置凹槽，这样安装软式内镜时，可以将软式内镜的操作把手01插入上述凹槽中固定住。拨片208与控制部的蜗杆405固定连接(见下文)，当蜗杆405转动时，可以带动拨片208一起转动，从而控制软式内镜的操作把手01一起转动。

图4是本实用新型实施例提供的一种软式内镜手术执行器内部结构侧视图。如图4所示，位于软式内镜手术执行器下部的控制部包括伺服电机401、电机支撑座402、联轴器403、前轴承固定座404、蜗杆405、蜗轮下轴承固定座406、后轴承固定座407、蜗轮408、蜗轮上轴承固定座409。前轴承固定座404、蜗轮下轴承固定座406一方面为伺服电机401等提供安装位置，另一方面又与外壳101(参见图2)一起，将下仓室划分为几个独立的空间。伺服电机401安装在位于软式内镜手术执行器前端的电机支撑座402上。伺服电机401与外部电路相连，为软式内镜手术执行器的运转提供动力。伺服电机401的转轴与联轴器403连接，联轴器403 与蜗杆405连接，蜗杆405上的螺纹与蜗轮408上的齿啮合连接，蜗轮408的中心轴410穿过设置在底板102上设置的孔，与拨片208的拨片底座2081连接。这样，当伺服电机401的转轴在外电路驱动下旋转时，伺服电机401的转轴带动联轴器403 旋转，联轴器403带动蜗杆405旋转，蜗杆405的旋转带动蜗轮408旋转，蜗轮408 的中心轴410进一步带动拨片208的拨片底座2081旋转，从而最终通过拨片208的转动操作软式内镜的操作把手01转动。

图5是软式内镜手术执行器内部结构仰视图，从仰视的角度可以更清楚地看到蜗杆405与蜗轮408的连接方式。蜗杆405表面螺纹较密，这样蜗杆405的转动会转化成蜗轮408的缓慢转动。由于由蜗杆405传动到蜗轮408，转速会大幅度减小，从而可以通过控制伺服电机401的转动来准确控制软式内镜的操作把手01的转动角度。

为了更清楚地描述软式内镜手术执行器的结构，图6-图8展示了未安装软式内镜的软式内镜手术执行器的结构。其中，图6是未安装软式内镜的软式内镜手术执行器整体结构图；图7是未安装软式内镜的软式内镜手术执行器整体结构图 (另一角度)；图8是未安装软式内镜的软式内镜手术执行器内部结构侧视图。

从图6可以看到拨片208与拨片底座2081的位置关系。实际上，拨片208与拨片底座2081可以一体成型，蜗轮408的中心轴410可以与拨片底座2081螺纹连接或者卡接。从图6也可以看到拨片208两侧设置的凹槽，安装软式内镜时，将软式内镜的操作把手01对准拨片208两侧的凹槽，向下推送，将操作把手01插入拨片 208两侧的凹槽内。

从图7可以更清楚地看到，操作把手01插入拨片208两侧的凹槽内后，蜗轮 408的中心轴410转动，会带动拨片208转动，从而带动插入拨片208两侧凹槽内的操作把手01一起转动，使得软式内镜的插入管02末端扭转。

图8清楚地展示了蜗杆405、蜗轮408、中心轴410、拨片208之间的连接关系。联轴器403与蜗杆405连接，蜗杆405上的螺纹与蜗轮408上的齿啮合连接，蜗轮 408的中心轴410穿过设置在底板102上设置的孔，与拨片208的拨片底座2081连接。

由于软式内镜的操作把手01转动0°—100°便可实现软式内镜插入管02末端全角度弯曲，故拨片208的转动角度也只需要0—100°转动。为了经确控制操作把手01的转动角度，伺服电机401到拨片208转动过程中需要大的传动比机构。本实用新型实施例中采用的蜗轮与蜗杆的组合是传动比比较大的结构，传动比能达到1:7.5—100。根据本实用新型的优化设置，一般采用1:30—50传动比的蜗轮蜗杆组合，可以兼顾操作效率与精确度。

本文的技术方案采用大传动比至少具有以下优点：1)大传动比可以避免伺服电机行程不至于太短而无法分辨；2)采用大传动比，可以便于控制软式内镜插入管02末端弯曲角度；3)采用大传动比有利于提高软式内镜插入管02末端弯曲角度的精度。

另外，本实用新型实施例提供的软式内镜手术执行器的结构并未遮挡软式内镜的重要接口。例如，在使用搭载了本实用新型软式内镜手术执行器的手术机器人进行检测的过程中，如果医生发现病灶位置还可能需要在软镜开孔处插入异物钳夹取异物(如结石等)，可以方便地进行操作。

采用本实用新型的软式内镜手术执行器代替医生手持软式内镜，通过手术机器人夹持软式内镜手术执行器控制软式内镜，降低了医生的劳动强度，并提高医生检查的效率。

Claims (10)

1.一种软式内镜手术执行器，其特征在于，所述软式内镜手术执行器包括夹持部、控制部、以及将所述夹持部、控制部分隔开的底板(102)，其中，所述夹持部配置为固定安装软式内镜，确保软式内镜在检查过程中不晃动；所述控制部配置为通过线缆与外部的控制装置通信，获得动作指令后，驱动所述软式内镜完成检查动作；

所述夹持部包括三个组件：第一夹持件、中垫块(204)和第二夹持件；

所述第一夹持件和所述第二夹持件分别设置在所述软式内镜的中部和后端，将所述软式内镜固定在所述底板(102)上；所述中垫块(204)则设置在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间，将所述软式内镜垫起；

所述第一夹持件包括前垫块(201)、前合盖(202)以及第一合盖弹簧(203)；所述前垫块(201)安装在所述底板(102)之上，其朝向所述软式内镜的一面具有与所述软式内镜外形相适应的形状，在其一侧设置有供所述前合盖(202)以及所述第一合盖弹簧(203)安装的结构；所述前合盖(202)一端可旋转地安装在所述前垫块(201)上，另一端具有卡锁结构，能够与所述前垫块(201)端部卡紧并锁定；

所述前合盖(202)同样具有与所述软式内镜外形相适应的形状。

2.根据权利要求1所述的软式内镜手术执行器，其特征在于，所述第二夹持件包括后垫块(205)、第二合盖弹簧(206)、后合盖(207)以及拨片(208)；

所述后垫块(205)具有底座，所述底座表面形状与所述软式内镜端部侧面形状相适应；所述后垫块(205)还具有侧壁，所述侧壁具有供所述第二合盖弹簧(206)、所述后合盖(207)安装的结构；

所述后合盖(207)具有开口，以避开所述软式内镜上的接口位置；

所述拨片(208)的形状与所述软式内镜的操作把手(01)形状相适应，以使得所述拨片(208)能够与所述操作把手(01)紧密连接；在所述拨片(208)两侧设置凹槽，在安装软式内镜时，所述软式内镜的操作把手(01)能够被插入上述凹槽中固定住。

3.根据权利要求2所述的软式内镜手术执行器，其特征在于，所述拨片(208)与所述控制部的蜗杆(405)固定连接，当所述蜗杆(405)转动时，能够带动所述拨片(208)一起转动，从而控制所述软式内镜的所述操作把手(01)一起转动。

4.根据权利要求2或3所述的软式内镜手术执行器，其特征在于，所述控制部包括伺服电机(401)、电机支撑座(402)、联轴器(403)、前轴承固定座(404)、蜗杆(405)、蜗轮下轴承固定座(406)、后轴承固定座(407)、蜗轮(408)、蜗轮上轴承固定座(409)；

所述前轴承固定座(404)、所述蜗轮下轴承固定座(406)一方面为所述伺服电机(401)等提供安装位置，另一方面又与外壳(101)一起，将下仓室划分为几个独立的空间。

5.根据权利要求4所述的软式内镜手术执行器，其特征在于，所述伺服电机(401)安装在位于所述软式内镜手术执行器前端的所述电机支撑座(402)上；所述伺服电机(401)与外部电路相连，为所述软式内镜手术执行器的运转提供动力。

6.根据权利要求4所述的软式内镜手术执行器，其特征在于，所述伺服电机(401)的转轴与所述联轴器(403)连接，所述联轴器(403)与所述蜗杆(405)连接，所述蜗杆(405)上的螺纹与所述蜗轮(408)上的齿啮合连接，所述蜗轮(408)的中心轴(410)穿过设置在所述底板(102)上设置的孔，与所述拨片(208)的拨片底座(2081)连接。

7.根据权利要求6所述的软式内镜手术执行器，其特征在于，所述拨片(208)与所述拨片底座(2081)一体成型，所述蜗轮(408)的中心轴(410)与所述拨片底座(2081)螺纹连接或者卡接。

8.根据权利要求7所述的软式内镜手术执行器，其特征在于，所述拨片(208)两侧设置凹槽，具有所述凹槽的所述拨片(208)的形状和大小与所述操作把手(01)相适应，以使得安装软式内镜时，将所述软式内镜的所述操作把手(01)对准所述拨片(208)两侧的凹槽向下推送，即能够将所述操作把手(01)插入所述拨片(208)的所述凹槽内。

9.根据权利要求5-8任一项所述的软式内镜手术执行器，其特征在于，所述蜗轮与所述蜗杆的传动比为1:7.5—100。

10.根据权利要求9所述的软式内镜手术执行器，其特征在于，所述蜗轮与所述蜗杆的传动比为1:30—50。

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