PL220015B1 - Narzędzie chirurgiczne - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie chirurgiczne, w szczególności narzędzie z kątowo uchylną, przegubową końcówką zakończoną instrumentem chirurgicznym, zapewniające możliwość sterowania wartością kąta zgięcia przegubu i instrumentu chirurgicznego.

W znanych dotychczas narzędziach chirurgicznych z przegubową końcówką zaopatrzoną w instrument chirurgiczny stosowane są cięgna linkowe oplecione na kole pasowym. Do realizacji precyzyjnego ruchu i zmniejszenia poślizgu stosowane jest duże napięcie wstępne takich cięgien, co powoduje ich szybsze zużycie i plastyczne odkształcenie na bębnie koła pasowego podczas spoczynku narzędzia. W wyniku dużych strat energii pomiędzy elementem wykonawczym i napędem stosuje się napędy o dużej mocy i masie. Praktycznie niespotykane są tego typu rozwiązania w narzędziach chirurgicznych manualnych.

Przykładowo z polskiego opisu patentowego o numerze publikacji PL 208430B znany jest manipulator robota medycznego, zawierający narzędzie chirurgiczne usytuowane w rejonie wolnego roboczego końca ramienia manipulatora. Narzędzie ma postać tulei osadzanej w korpusie ramienia, przy czym wolny koniec tulei zakończony jest elementem przegubowym z zamocowanym na nim instrumentem chirurgicznym połączonym z zespołem napędowym przy pomocy układu cięgien. Tuleja pełni funkcję prowadnicy dla umieszczonej w niej cięgien przenoszących napęd. W szczególności zespół napędowy połączony jest z końcem co najmniej jednego wzdłużnego sztywnego popychacza, zaś drugi koniec tego popychacza połączony jest w rejonie wolnego końca narzędzia z jednymi końcami co najmniej dwóch podatnych cięgien. Drugie końce tych podatnych cięgien połączone są ze strukturą przegubową zakończoną instrumentem chirurgicznym. Cięgna podatne przebiegają przy tym przez układ obrotowych rolek.

W praktyce stosowane są także rozwiązania oparte na elastycznym korpusie lub rdzeniu wykonanym z tworzywa sztucznego wstępnie uformowanym pod określonym kątem, a następnie prostowanym i usztywnianym. Usztywnienie narzędzia następuje poprzez wysuw sztywnego rdzenia w przypadku elastycznego korpusu łub sztywnego korpusu, jeżeli rdzeń jest elastyczny. Na tego typu rozwiązanie duży wpływ ma temperatura, a jej zmiana powoduje zwiększenie/zmniejszenie elastyczności rdzenia/oprawy wykonanej z tworzywa polimerowego. Tworzywo zastosowane w przegubie szybko się zużywa na skutek tarcia rdzenia o oprawę i uniemożliwia przenoszenie dużych sił i momentów w punkcie zgięcia. Do niedogodności takich rozwiązań należy zaliczyć także uniemożliwienie wyprostowania i zgięcia końcówki wykonawczej narzędzia pod wpływem obciążenia.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji narzędzia chirurgicznego z przegubową końcówką w którym następuje przeniesienie ruchu posuwisto zwrotnego z napędu elektrycznego lub manualnego do części wykonawczej narzędzia, w szczególności instrumentu chirurgicznego umieszczonego na przegubowej końcówce, przy zapewnieniu kątowego wychylenia tej końcówki, która może przybierać w szczególności postać kleszczy, szczypiec, imadeł, nożyczek czy też noża.

Wynalazek dotyczy narzędzia chirurgicznego, w którym do sterowania instrumentu chirurgicznego narzędzia wykorzystuje się cięgno w postaci popychacza sterującego umieszczonego w prowadnicy, przy czym końcówka prowadnicy, na której końcu osadzony jest instrument chirurgiczny, połączona jest z zasadniczą częścią prowadnicy poprzez przegub. Istota wynalazku polega na tym, że koniec popychacza sterującego połączony jest poprzez mimośrodowy element pośredni z popychaczem wykonawczym, który przeznaczony jest do przenoszenia napędu do instrumentu chirurgicznego zamocowanego na końcu końcówki. Mimośrodowy element pośredni osadzony jest obrotowo w osi zgięcia przegubu. Popychacz sterujący i popychacz wykonawczy połączone są z mimośrodowym elementem pośrednim obrotowo, natomiast w zasadniczej części prowadnicy przebiega popychacz zginający, którego koniec zamocowany jest obrotowo do końcówki prowadnicy.

W preferowanym wykonaniu końcówka popychacza sterującego połączona z mimośrodowym elementem pośrednim zagięta jest pod kątem ostrym w stosunku do jego osi wzdłużnej.

W dalszym preferowanym wykonaniu obrotowe połączenie pomiędzy popychaczem sterującym a mimośrodowym elementem pośrednim wykonane jest z wykorzystaniem sworznia. Równie korzystnie połączenie o identycznej konstrukcji może być wykonane pomiędzy popychaczem wykonawczym a mimośrodowym elementem pośrednim oraz pomiędzy popychaczem zginającym a końcówką prowadnicy.

Celującym jest ponadto, gdy prowadnica ma postać rurki.

PL 220 015 B1

W kolejnym korzystnym wykonaniu mimośrodowy element pośredni ma postać dwuramiennego łącznika, którego ramiona korzystnie usytuowane są wzajemnie pod kątem 135°. Alternatywnie pożądanym wykonaniu mimośrodowy element pośredni może mieć postać tarczy.

Zasadnym jest ponadto, gdy punkt mocowania popychacza zginającego zlokalizowany jest na prostej usytuowanej pod kątem 45° w stosunku do osi wzdłużnej prowadnicy i przechodzącej przez punkt obrotu przegubu.

Narzędzie chirurgiczne według wynalazku pozwala na przeniesienie napędu wzdłuż prowadnicy z części sterującej do instrumentu chirurgicznego z zapewnieniem możliwości kątowego wychylenia końcówki roboczej narzędzia. Podczas zmiany kąta pracy przenoszona siła nie ulega zmianie. Prosta budowa narzędzia gwarantuje niezawodność działania. Zagięcie końcówki popychacza sterującego pod kątem ostrym w stosunku do jego osi wzdłużnej umożliwia jego pełne wysunięcie przy zgięciu. Ponadto usytuowanie punktu mocowania popychacza zginającego na prostej usytuowanej pod kątem 45° w stosunku do osi wzdłużnej prowadnicy i przechodzącej przez punkt obrotu przegubu zapewnia optymalny rozkład sił podczas pracy przegubu. Wykonanie obrotowych połączeń pomiędzy poszczególnymi popychaczami a mimośrodowym elementem pośrednim lub końcówką prowadnicy z wykorzystaniem sworznia jest proste, pewne i niezawodne, przy czym w innych wykonaniach zamiast sworznia można wykorzystać śrubę z nakrętką, nit lub podobne znane elementy łączące. Wykonanie prowadnicy jako rurki zapewnia optymalną z punktu widzenia użyteczności narzędzia postać tej prowadnicy. Ponadto mimośrodowy element pośredni może mieć postać dwuramiennego łącznika lub tarczy, które to elementy są proste w wykonaniu i zapewniają skuteczną i niezawodną pracę narzędzia.

Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 ilustruje narzędzie chirurgiczne w schematycznym widoku bocznym z częściowym przekrojem przez część przegubową, z pominięciem napędu i instrumentu chirurgicznego ze względu na lepszą czytelność ilustracji, fig. 2 i fig. 3 - schematyczny przekrój ukazujący działanie oraz mocowanie popych acza zginającego dla kątowego wychylenia narzędzia w pozycji prostej narzędzia i w pozycji zgięcia, z niewidocznymi pozostałymi popychaczami oraz niewidocznym mimośrodowym elementem pośrednim, fig. 4 - narzędzie z fig. 1 w pozycji zgiętej z niewidocznym popychaczem zginającym, zaś fig. 5 - narzędzie w innym wykonaniu w schematycznym przekroju wzdłużnym.

Narzędzie chirurgiczne według wynalazku zawiera prowadnicę 6 w postaci rurki oraz osadzoną na jej wolnym końcu z wykorzystaniem przegubu 7 końcówkę 1, na której końcu osadzony jest nie przedstawiony na rysunku instrument chirurgiczny, przykładowo kleszcze, szczypce, imadło, nożyczki czy też nóż.

W prowadnicy 6 przebiega popychacz zginający 5, który z jednej strony połączony jest z nieprzedstawionym na rysunku silnikiem napędowym, zaś z drugiej strony zamocowany jest obrotowo poprzez sworzeń 10 do końcówki 1 prowadnicy. Punkt mocowania popychacza zginającego 5 zlokalizowany jest na prostej usytuowanej pod kątem β wynoszącym 45° w stosunku do osi wzdłużnej prowadnicy i przechodzącej przez punkt obrotu przegubu 7 (fig. 2, fig. 3), przy czym kąt ten może zawierać się w przedziale otwartym od 0° do 90°, jak np. pokazano na fig. 1. Ruch postępowy popychacza zginającego 5 skutkuje zgięciem końcówki 1. Ponadto w prowadnicy 6 przebiega popychacz sterujący 4, który jednym końcem połączony jest z nieprzedstawionym na rysunku silnikiem napędowym, zaś z drugiej strony zamocowany jest obrotowo poprzez mimośrodowy element pośredni 3 z popychaczem wykonawczym 2, który przeznaczony jest do przenoszenia napędu do instrumentu chirurgicznego zamocowanego na końcu końcówki 1. Końcówka popychacza sterującego 4 połączona z mimośrodowym elementem pośrednim 3 zagięta jest pod kątem ostrym a w stosunku do jego osi wzdłużnej. Mimośrodowy element pośredni 3 osadzony jest obrotowo w osi zgięcia przegubu 7, zaś popychacz sterujący 4 oraz popychacz wykonawczy 2 połączone są z mimośrodowym elementem pośrednim 3 obrotowo, odpowiednio poprzez sworznie 9 i 8. Powyżej opisane połączenia sworzniowe 8, 9 i 10 można zastąpić innymi znanymi elementami łączącymi, przykładowo śrubą z nakrętką czy też nitem. Mimośrodowy element pośredni 3 w wykonaniu przedstawionym na fig. 1 i fig. 4 ma postać dwuramiennego łącznika 3', którego ramiona korzystnie usytuowane są wzajemnie pod kątem γ równym 135°. W innym przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 5 mimośrodowy element pośredni 3 ma postać tarczy 3”.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Narzędzie chirurgiczne, w którym do sterowania instrumentu chirurgicznego narzędzia wykorzystuje się cięgno w postaci popychacza sterującego umieszczonego w prowadnicy, przy czym końcówka prowadnicy, na której końcu osadzony jest instrument chirurgiczny, połączona jest z zasadniczą częścią prowadnicy poprzez przegub, znamienne tym, że koniec popychacza sterującego (4) połączony jest poprzez mimośrodowy element pośredni (3) z popychaczem wykonawczym (2), który przeznaczony jest do przenoszenia napędu do instrumentu chirurgicznego, przy czym mimośrodowy element pośredni (3) osadzony jest obrotowo w osi zgięcia przegubu (7), a popychacz sterujący (4) i popychacz wykonawczy (2) połączone są z mimośrodowym elementem pośrednim (3) obrotowo, natomiast w zasadniczej części prowadnicy (6) przebiega popychacz zginający (5), którego koniec zamocowany jest obrotowo do końcówki (1) prowadnicy.
2. 2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że końcówka popychacza sterującego (4) połączona z mimośrodowym elementem pośrednim (3) zagięta jest pod kątem ostrym (a) w stosunku do jego osi wzdłużnej.
3. 3. Narzędzie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że obrotowe połączenie pomiędzy popychaczem sterującym (4) a mimośrodowym elementem pośrednim (3) wykonane jest z wykorzystaniem sworznia.
4. 4. Narzędzie według jednego z zastrz. 1-3, znamienne tym, że obrotowe połączenie pomiędzy popychaczem wykonawczym (2) a mimośrodowym elementem pośrednim (3) wykonane jest z wykorzystaniem sworznia.
5. 5. Narzędzie według jednego z zastrz. 1-4, znamienne tym, że obrotowe połączenie pomiędzy popychaczem zginającym (5) a końcówką (1) prowadnicy wykonane jest z wykorzystaniem sworznia.
6. 6. Narzędzie według jednego z zastrz. 1-5, znamienne tym, że prowadnica (6) ma postać rurki.
7. 7. Narzędzie według jednego z zastrz. 1-6, znamienne tym, że mimośrodowy element pośredni (3) ma postać dwuramiennego łącznika (3'), którego ramiona korzystnie usytuowane są wzajemnie pod kątem (γ) równym 135°.
8. 8. Narzędzie według jednego z zastrz. 1-6, znamienne tym, że mimośrodowy element pośredni (3) ma postać tarczy (3”).
9. 9. Narzędzie według jednego z zastrz. 1-8, znamienne tym, że punkt mocowania popychacza zginającego (5) zlokalizowany jest na prostej usytuowanej pod kątem (β) wynoszącym 45° w stosunku do osi wzdłużnej prowadnicy (6) i przechodzącej przez punkt obrotu przegubu (7).