专利名称：一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及外科微创手术器械技术领域，是一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器。
背景技术：
目前，切开、止血、缝合、打结是传统外科四大操作基本动作，手术过程中少出血甚至不出血则是外科医生的最高追求！在开放手术中，已经出现相关手术工具，可以实现在极少出血的情况下完成对组织的切割，如电刀、氩气刀、超声刀等；这类手术工具的出现，使外科大夫从繁杂的传统手术操作中解放出来，降低医生的劳动强度；并缩短手了术时间，保证手术质量，减少并发症，节约了临床用血。以腹腔镜为代表的微创外科被誉为20世纪医学科学对人类文明的重要贡献之一，是21世纪全球外科发展的主旋律。微创手术与传统的开口手术相比具有切口小、出血量少、术后疤痕小、恢复时间快等优点，使病人遭受的痛苦大大减小，被广泛地应用于临床手术。近年来，机器人辅助微创手术出现并得到了迅速发展，它克服了传统微创技术的许多缺点，具有操作的灵活性高、稳定性好、实现直觉运动控制、可提供立体视觉且具有远程手术的潜力等优点，已在心脏外科、泌尿外科、普通外科、妇产科和儿科等领域得到广泛应用。 然而需要指出的是，在微创技术的约束条件下，复杂的缝合、打结手术操作变得非常困难。 即使这种情况下，无论是传统的微创技术中还是机器人辅助的微创技术中，目前均无能够实现止血切割操作的器械出现。因此，提供一种应用于微创手术的止血切割工具，能够填补该领域的空白，并在降低微创医生的劳动强度，保证微创手术质量方面具有重要意义。无论是传统的微创技术中还是机器人辅助的微创技术中，目前还没有能同时替代传统外科传统外科四大操作基本技术的器械出现。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器；它能够辅助外科医生在单纯腔镜条件下完成止血切割操作；在对组织、器官的切除过程中省去复杂的缝合操作，实现少出血，甚至不出血，从而节省手术时间，保证手术质量。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案—种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，它包括有操作手柄、工具杆、自转体、切割器头，在工具杆的上、下两端分别连接有偏转轮组，该工具杆上端的偏转轮组的上端通过自传座连接操作手柄，该工具杆下端的偏转轮组的下端通过自传座连接自传体，在该自传体的下端连接有伸缩的切割器头，在切割器头的下端设置有至少两个操作针；所述的偏转轮组包括偏转轮、自转安装座、偏转轮轴、主导向轮、辅导向轮，该自转安装座呈两个并排板体，在两个并排板体的之间夹持有固定连接的偏转轮，所述的偏转轮轴由偏转轮的自转安装座两侧伸出，在自转安装座两侧伸出的偏转轮轴上分别安装有主导向轮，在自转安装座的两侧边上分别安装有辅导向轮，该辅导向轮与对应的主导向轮的轮缘相对设置，使自转传动丝夹持在辅导向轮与对应的主导向轮的导向轮槽之间。所述的工具杆上下两端形成U形开口，在开口内设置偏转轮组，该偏转轮组的偏转轮轴设置在工具杆的U形开口侧壁上。所述的自传座呈T形板状，在自传座的上端面上凸出有一个圆柱形的自传接头， 在自传接头两侧的自传座上设有两个对应的导向块，该自传座的下部形成板状的自转座固定接头。所述的自转座固定接头插在自转安装座的两个并排板体之间固定连接，所述的两个自传座的自传接头分别与操作手柄下端、自传体上端转动连接。在上下两个偏转轮组的偏转轮上套接有偏转传动丝；通过导向块、主导向轮、辅导向轮、操作手柄下端、自传体上端套接有偏转传动丝。所述的自传体内顶部安装有电机，该电机的输出端与一丝杠的一端固定连接，在该丝杠上套接有一滑块，该滑块有内螺纹，并与丝杠配合，该滑块与切割器头的伸缩端连接，丝杠转动带动滑块在自转体内的滑腔内往复滑动。在切割器头上固定设置有操作针I、操作针II、操作针III、操作针IV，其中操作针 I与操作针II为一组，并与导线I相连；操作针III与操作针IV为一组，并与导线II相连， 导线I与导线II穿过所述的工具杆，并与设置在工具杆上的接口相连。在操作手柄两侧面凸出有耳环，在工具杆的杆身上设有辅助手柄。与现有的技术相比，本实用新型提供的用于微创手术的多自由度止血切割工具具有以下有益效果1.本实用新型的止血切割器面向微创手术使用，可以填补在微创手术领域无该类产品的空白。2.本实用新型的止血切割器在使用时，首先利用能量将组织凝固，然后实施切割操作，与现有的切开-止血-缝合操作相比，它可以实现少出血，甚至不出血。3.本实用新型的止血切割器具有多个自由度，能够保证操作的灵活性，使其可以沿任意方向完成对组织、器官的止血切割操作。4.本实用新型的止血切割器的下端操作部分可以具有多种形式，可以满足对不同组织、器官操作时的需求。5.本实用新型的止血切割器可以接受多种能量形式，能够满足不同医院条件的要求。
图1是本实用新型的整体结构示意图；图2是本实用新型的传动丝布置示意图；图3是本实用新型的切割器头伸缩结构示意图；图4 (a)是本实用新型的偏转轮轴91与自转安装座92连接示意图；图4(b)是本实用新型的偏转轮轴91与主导向轮10、自转安装座92与辅导向轮 11连接示意图；图5是本实用新型的自转座12结构示意图；图6 (a)是本实用新型的偏转轮组9运动传动结构原理示意图；图6(b)是本实用新型的自转体2运动传动结构原理示意图6 (c)是本实用新型的切割器头3与自转体2伸缩运动结构连接示意图
图7(a)、(b)、(c)是本实用新型的运动分析示意图8(a)、(b)是本实用新型的自转体2运动示意图9是本实用新型的操作针伸出肌体组织的使用状态示意图10是本实用新型的操作针插入肌体组织的使用状态示意其中
2-自转体 7-操作针IV 92-自转安装座
12-自转座
13-偏转传动丝 153-切割线
22-电机 23-丝杠31-导线I
34-滑块101-辅助手柄81-耳环
I-工具杆
6-操作针III 91-偏转轮轴
II-辅导向轮 1 -导向块 152-切除组织
3-切割器头4-操作针I 5-操作针II 8-操作手柄9-偏转轮组90-导轮孔
93-偏转轮 121-自转座固定接头 14-自转传动丝 154-凝固区域
32-导线II 931-轮槽
10-主导向轮 122-自转接头 151-保留组织 21-自转轴线 33-接 Π 111-导向轮槽
具体实施方式
参见图1、图2、图3所示一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，它包括有操作手柄8、工具杆1、 自转体2、切割器头3，在工具杆2的上、下两端分别连接有偏转轮组9，该工具杆2上端的偏转轮组9的上端通过自传座12连接操作手柄8，该工具杆1下端的偏转轮组9的下端通过自传座12连接自传体2，在该自传体2的下端连接有伸缩的切割器头3，在切割器头3的下端设置有至少两个操作针，本实施例设有四个操作针4、5、6、7。参见图4(a)、(b)所示所述的偏转轮组9包括偏转轮93、自转安装座92、偏转轮轴91、主导向轮10、辅导向轮11，该自转安装座92呈两个并排板体，在两个并排板体的之间夹持有固定连接的偏转轮93，所述的偏转轮轴91由偏转轮的自转安装座两侧伸出，在自转安装座92两侧伸出的偏转轮轴91上分别安装有主导向轮10，在自转安装座的两侧边上分别安装有辅导向轮11，该辅导向轮11与对应的主导向轮10的轮缘相对设置，使自转传动丝 14夹持在辅导向轮11与对应的主导向轮10的导向轮槽111之间(见图2所示)。参见图1所示所述的工具杆1上下两端形成U形开口，在开口内设置偏转轮组9， 该偏转轮组的偏转轮轴91设置在工具杆1的U形开口侧壁上。参见图5所示所述的自传座12呈T形板状，在自传座12的上端面上凸出有一个圆柱形的自传接头122，在自传接头122两侧的自传座上设有两个对应的导向块123，该自传座12的下部形成板状的自转座固定接头121。参见图2所示所述的自转座固定接头插121在自转安装座92的两个并排板体之间固定连接，所述的两个自传座12的自传接头122分别与操作手柄下端、自传体上端转动连接。参见图2、图6 (a)、(b)所示在上下两个偏转轮组的偏转轮93上套接有偏转传动丝13，通过导向块123、主导向轮10、辅导向轮11、操作手柄下端、自传体上端套接有偏转传动丝14。参见图6 (c)所示所述的自传体内顶部安装有电机22，该电机的输出端与一丝杠 23的一端固定连接，在该丝杠23上套接有一滑块34，该滑块34有内螺纹，并与丝杠23配合，该滑块34与切割器头3的伸缩端连接，丝杠23转动带动滑块34在自转体内的滑腔内
往复滑动。参见图1所示在切割器头上固定设置有操作针I、操作针II、操作针III、操作针 IV，其中操作针I与操作针II为一组，并与导线I相连；操作针III与操作针IV为一组，并与导线II相连，导线I与导线II穿过所述的工具杆，并与设置在工具杆上的接口相连。在操作手柄两侧面凸出有耳环，在工具杆的杆身上设有辅助手柄。下面再结合附图对本实用新型进行详细说明。图1至图5示出了本实用新型的结构图。用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器包含工具杆1，通过偏转轮轴91旋转地安装于工具杆1两端的偏转轮93，通过导向孔90 安装两个辅导向轮11，安装与偏转轮轴91上的两个主导向轮10。设置于辅导向轮11与主导向轮10上的导向轮槽的中心线相切。在所述的偏转轮93上设有轮槽931，偏转传动丝 13通过所述的轮槽连接着位于所述的工具杆1上的上下两个偏转轮93。安装于工具杆1下部的偏转轮93通过其上设置的自转安装座92与设置与自转座 12上的自转座固定接头121固定相连。自转座12上设置有自转接头122，自转体2旋转地安装在自转接头122上。在自转体2上设置有可在其上作直线运动的切割器头3，在切割器头3上固定设置有操作针14、操作针115、操作针1116、操作针IV7。其中操作针14与操作针115为一组，并与导线131相连；操作针III6与操作针IV7为一组，并与导线1132相连。导线131与导线1132穿过所述的工具杆1，并与设置在工具杆1上的接口 33相连，接口 33可与外部能量发生器相连。安装于工具杆1上部的各部件的结构与安装于工具杆1 下部的各部件的结构基本相同，只是通过自转接头122旋转地安装于上部自转座12上的操作手柄8。切割器头3可在设置与自转体2内部的电机-丝杠的作用下在自转体2上作往复直线运动，所述的设置于自转体2内部的电机可通过外部触发控制，该触发可以是按钮、 脚踏开关、声控等形式，当所述的电机被触发后，便可驱动切割器头3自动在自转体2上作往复直线运动。往复运动的传动原理如图6(c)所示，电机22固定地安装在自转体2上，丝杠23 —端与电机22的输出轴固定相连，另一端旋转地安装在自转体22上，这样丝杠23便可在电机22的驱动下做旋转运动。可在自转体2内部滑腔内滑动的滑块34通过设置于其内部的螺孔安装于丝杠23上，这样，当丝杠23在电机22的驱动下旋转时，滑块34便可在自转体2的滑腔内往复滑动。所述的切割器头3的伸缩端与滑块34固定相连。所述的能量发生器可以是双极电能、射频、微波、超声等。能量发生器产生的能量， 该能量通过导线131和导线1132传递至安装于支座3上的各操作针，用以实现对组织或器官的凝固操作。自转传动丝14在自转体2上缠绕后，两端分别经固定于自转座12上的两个导向块123导向，再经主导向轮10和辅导向轮11、安装于工具杆1上部的主导向轮10和辅导向轮11，并再经上部自转座12上的两个导向块123导向，最后缠绕在手柄8上。用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器的传动原理如图6所示。图6 (a)示出了偏转运动的传动方式，即偏转传动丝13通过设置于偏转轮93上的轮槽931连接着安装于工具杆1上的上下两个偏转轮93 ；这样当操作手柄8在操作下运动时，自转体2便会在偏转传动丝13的作用下，作出相应的运动。图6(b)示出了自转运动的传动方式，由于自转传动丝14在工具杆1的上下布置相同，因此，图6(b)中仅示出了下部的布置方式。自转体2通过自转接头122旋转地安装在自转座12上的接口上。自转传动丝14在自转体2上缠绕后，两端分别经固定于自转座12 上的两个导向块123导向后经主导向轮10和辅导向轮11传递至工具杆1的上端。自转传动丝14在工具杆1的上端布置与此相同。这样，当操作手柄8在操作下绕安装于工具杆1 上部的自转座12旋转时，由于自转传动丝14的作用，自转体2便会在自转座12上作旋转运动。图7示出了当工具发生偏转运动时，设置于本工具内的各传动丝的变化情况。由于导向块123、主导向轮10和辅导向轮11的作用，使得工具在发生偏转运动时，对自转传动丝 14的长度变化可忽略。图8示出了本实用新型用于微创手术的止血切割工具的运动情况。本实用新型结合能量发生器对组织的凝固操作过程如图9、图10所示。手术医生首先确定要保留的组织151和要切除的组织152。据此，手术医生操作本实用新型进行定位并将各操作针插入组织内部，此时，能量发生器产生能量，该能量通过所述的接口和导线传递至各操作针，实现对组织的凝固操作；与此同时，给予设置与自转体2内部的电机激励， 使各操作针自动沿插入组织的方向做往复运动，以增强组织的凝固效果，图9所示为往复运动的退出过程，图10所示为往复运动的刺入过程。不断重复上述凝固操作过程，便可以在组织上形成一个凝固区域154 ；更换切割类工具沿图示的位于所述的凝固区域内的切割线153对组织进行切割，最终完成需切除的组织152和需保留组织151的分离操作。由于切割线153所在区域的组织已经凝固，因此在切割过程中组织不会再出血，这是本实用新型的一个重要优势，可以在很大程度上节约临床用血，并可减少输血导致的并发症。需要指出的是，所述的本实用新型的操作针可以根据实际需求而设置不同的数量，如安装于切割器头3上的操作针有四个。所述的操作针还可以根据不同的手术操作需求，而具有不同的长度。值得指出的是所述的操作针沿插入组织方向的往复运动也可以由医生通过对操作手柄8和辅助手柄101进行手动操作实现，而不采用电机驱动的方式。此外，利用本实用新型的原理，工具的操作端可以不是所述的各操作针，还可以集成出其他采用现有技术尚未实现的多自由度微创手术工具，如末端形式可以是手术刀、钳子、镊子、手术剪等，而不采用所述的操作针。以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，采用其它形式的传动、驱动装置以及连接方式不经创造性的设计与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，它包括有操作手柄、工具杆、自转体、切割器头，其特征在于在工具杆的上、下两端分别连接有偏转轮组，该工具杆上端的偏转轮组的上端通过自传座连接操作手柄，该工具杆下端的偏转轮组的下端通过自传座连接自传体，在该自传体的下端连接有伸缩的切割器头，在切割器头的下端设置有至少两个操作针；所述的偏转轮组包括偏转轮、自转安装座、偏转轮轴、主导向轮、辅导向轮，该自转安装座呈两个并排板体，在两个并排板体的之间夹持有固定连接的偏转轮，所述的偏转轮轴由偏转轮的自转安装座两侧伸出，在自转安装座两侧伸出的偏转轮轴上分别安装有主导向轮，在自转安装座的两侧边上分别安装有辅导向轮，该辅导向轮与对应的主导向轮的轮缘相对设置，使自转传动丝夹持在辅导向轮与对应的主导向轮的导向轮槽之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，其特征在于所述的工具杆上下两端形成U形开口，在开口内设置偏转轮组，该偏转轮组的偏转轮轴设置在工具杆的U形开口侧壁上。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，其特征在于所述的自传座呈T形板状，在自传座的上端面上凸出有一个圆柱形的自传接头，在自传接头两侧的自传座上设有两个对应的导向块，该自传座的下部形成板状的自转座固定接头。
4.根据权利要求3所述的一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，其特征在于所述的自转座固定接头插在自转安装座的两个并排板体之间固定连接，所述的两个自传座的自传接头分别与操作手柄下端、自传体上端转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，其特征在于在上下两个偏转轮组的偏转轮上套接有偏转传动丝；通过导向块、主导向轮、辅导向轮、操作手柄下端、自传体上端套接有偏转传动丝。
6.根据权利要求5所述的一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，其特征在于所述的自传体内顶部安装有电机，该电机的输出端与一丝杠的一端固定连接，在该丝杠上套接有一滑块，该滑块有内螺纹，并与丝杠配合，该滑块与切割器头的伸缩端连接，丝杠转动带动滑块在自转体内的滑腔内往复滑动。
7.根据权利要求6所述的一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，其特征在于在切割器头上固定设置有操作针I、操作针II、操作针III、操作针IV，其中操作针I与操作针II为一组，并与导线I相连；操作针III与操作针IV为一组，并与导线II相连，导线I与导线II穿过所述的工具杆，并与设置在工具杆上的接口相连。
8.根据权利要求7所述的一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，其特征在于在操作手柄两侧面凸出有耳环，在工具杆的杆身上设有辅助手柄。
专利摘要一种用于腔镜下手持式多自由度的止血切割器，它包括有操作手柄、工具杆、自转体、切割器头，其特征在于在工具杆的上、下两端分别连接有偏转轮组，该工具杆上端的偏转轮组的上端通过自传座连接操作手柄，该工具杆下端的偏转轮组的下端通过自传座连接自传体，在该自传体的下端连接有伸缩的切割器头，在切割器头的下端设置有至少两个操作针。本实用新型能够辅助外科医生在单纯腔镜条件下完成止血切割操作；在对组织、器官的切除过程中省去复杂的缝合操作，实现少出血，甚至不出血，从而节省手术时间，保证手术质量。
文档编号A61B18/12GK201968820SQ20112003722
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者周宁新 申请人:周宁新