专利名称：多自由度的手术器械的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种手术器械，更具体而言涉及用于在微创手术(例如腹腔镜手术)或其他形式手术或医疗过程中使用的手动操作的多自由度的手术器械。
背景技术：
自1987年法国医生成功实施第一例腹腔镜胆囊切除术后，以腹腔镜手术为代表的微创手术经历20余年的发展，已经形成了一门相对独立的学科，衍生出胸腔镜、盆腔镜、关节镜等一系列微创手术。目前，微创手术已经成为外科手术里面最前沿、最复杂的技术，大量先进的设备、材料和器械被首先应用于该领域，微创手术也是21世纪外科学发展的一个重要方向。微创手术是指在人体体表做若干穿孔，将内窥镜和操作器械通过上述小孔进入体腔内，如腹腔、胸腔、盆腔、关节腔等，由手术操作者在内窥镜的监视下，用手在病人体外操作伸入病人体腔内的器械，通过伸入病人体腔内的工作端对腔内的病灶进行切除，或对器官进行修补、缝合等手术，术毕将内窥镜和器械取出，缝合体表的小孔即可完成整个手术。微创手术相对于传统外科手术来说，其最大优点在于创伤小，失血少，患者术后恢复快，痛苦程度较轻，术后疤痕不明显等。但是目前微创手术还是不能够替代传统的开放式手术，主要原因在于在微创手术中使用的器械缺乏灵活性，在手术期间很难操作和使用。虽然多年来已经开发出各种用于微创手术的腔镜器械来克服上述缺点，例如，专利号为200910155074.1，专利名称为“可转腕微创电极”的中国专利公开了一种5个自由度的可转腕的微创手术器械，但是在该器械的实际生产过程中，发现其转腕部分的结构复杂、工艺困难，成本较高，并且操作手术器械实现转腕动作需要医生用双手配合操作，增加了操作的复杂性，延长了手术时间。再如，专利号为200880123636.8的专利申请公开了一种手术器械，该手术器械被锁定在预选定位置，在锁定时其通过头端旋转来完成手术操作。在手术过程中，通过头端旋转来操控手术器械只能完成旋转轨迹范围内的手术操作，如果病灶的部位较大，则需要重新选定手术位置，这样操作繁琐，延长了手术时间，增加了患者痛楚。因此，开发一种可单手操作的多自由度的手术器械以解决上述问题是现阶段微创手术发展的重要课题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种具有多个活动自由度的手术器械，该手术器械的远端工具可以自由的调节角度和方向，医生可以方便地在较大的范围内进行手术操作，并且医生可以单手操作本实用新型的手术器械。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种多自由度的手术器械，包括远端工具、延长管、推杆、多根控制丝和手柄，所述延长管的近端与手柄固定连接，所述延长管的远端与所述远端工具连接，所述手柄包括远端工具控制装置和方向控制装置，所述推杆被设置在所述延长管内，其近端与所述远端工具控制装置相连，其远端与所述远端工具相连，所述远端工具控制装置通过所述推杆来控制所述远端工具的操作，在所述延长管的远端设置有被镂空的弯曲关节，所述控制丝的近端与所述方向控制装置相连，所述控制丝的远端与所述延长管的远端固定连接。所述方向控制装置通过牵引所述多根控制丝带动所述弯曲关节的运动来控制所述延长管远端的方向和角度，进而控制所述远端工具的方向和角度。本发明的目的还可以通过以下的技术方案来进一步实现:优选的，在所述延长管的远端设置有中空的芯管，在所述芯管的外周均匀分布了多个能通过所述控制丝的引导孔，在所述芯管的中间设置了一个供所述推杆往返运动的通孔。优选的，所述弯曲关节被镂空的形状为波纹状、平行线条状或不规则状，其中所述波纹状包括螺旋波纹、平行波纹或交错波纹。优选的，所述远端工具的近端设置有轴孔和滑槽，所述延长管的远端还设置有轴孔和定位孔，所述定位孔包括左右定位孔和上下定位孔，所述控制丝的远端与所述延长管的远端的所述左右定位孔和所述上下定位孔固定连接，所述延长管上的所述轴孔与所述远端工具上的所述轴孔通过销活动连接，以便将所述远端工具与所述延长管的远端相连。优选的，所述方向控制装置包括左右控制装置、上下控制装置、左右控制杆、上下控制杆，其中所述的左右控制装置和所述的上下控制装置分别与所述的左右控制杆和上下控制杆固定连接，所述左右控制杆和上下控制杆分别被固定在所述手柄的卡槽内，所述左右控制杆与远端固定在所述左右定位孔的所述控制丝的近端固定连接，所述上下控制杆与远端固定在所述上下定位孔的所述控制丝的近端固定连接。优选的，所述的方向控制装置中的左右控制装置和上下控制装置为旋钮式控制装置或拨杆式控制装置，所述旋钮式控制装置具有刻度，每个刻度对应不同的弯曲弧度。优选的，所述推杆被设置在所述延长管内并穿过所述芯管的通孔，所述推杆远端设有滑槽孔，所述远端工具的滑槽与推杆的滑槽孔通过销活动相连，以便将所述远端工具与所述推杆的远端相连。优选的，所述远端工具控制装置包括拉杆、拉杆杠杆、杠杆、杠杆推杆、推杆控制器，其中所述拉杆、所述拉杆杠杆、所述杠杆、所述杠杆推杆和所述推杆控制器之间依次通过销活动连接，所述推杆控制器与所述推杆的近端连接。优选的,所述远端工具为抓钳、分离钳、持针钳、剪刀、拉钩或电凝刀。优选的，所述剪刀包括剪刀的左半片和剪刀的右半片，在所述左半片剪刀和右半片剪刀上都设有轴孔和滑槽，所述轴孔在所述剪刀的左半片和所述剪刀的右半片上的位置相对称，所述剪刀的左半片和所述剪刀的右半片通过所述轴孔由销活动连接，所述滑槽被设置在所述剪刀的左半片和所述剪刀的右半片的近端，开口由近端向远端延伸，并且延伸的方向相反，所述剪刀上的所述滑槽和所述推杆上的滑槽孔通过销活动连接。优选的，所述延长管外包绝缘层。优选的，电极插口在所述手柄的后端。同现有技术相比，本实用新型的多自由度的手术器械除了具备与传统微创手术器械相同的电切、夹持功能外，本实用新型的多自由度手术器械还具有如下优点:1、本实用新型的多自由度手术器械的延长管的远端设置有镂空的弯曲关节，因此其具有很好的柔韧性，能够容易地变化角度和方向，并且可以实行大角度的运动，极大地增加了手术区域的范围，可以一次性地对大病灶的区域进行手术操作。2、本实用新型的多自由度的手术器械的方向控制装置包括左右控制装置和上下控制装置，因此具有更多自由度，接近人手手腕的功能，能够完成一些传统微创手术器械无法完成或难以完成的动作，医生只需单手就可实现远端工具的上下左右弯曲运动，不必医生双手配合操作，这是一个重大的进步，大大减少了医生操作的麻烦。医生甚至可以同时双手操作2个本实用新型的手术器械，缩短了手术时间，减少了患者痛楚。
图1是本实用新型的一个实施例的示意图；图2是本实用新型的手柄的剖视图；图3是本实用新型的远端工具为剪刀头的示意图，其中图3a是剪刀的左半片，图3b是剪刀的右半片；图4是本实用新型的延长管的远端被镂空区域的展开图；图5是本实用新型的控制丝和推杆在高分子芯管中穿过的示意图；图6是本实用新型的远端工具和延长管的远端区域示意图；图7是本实用新型的远端工具张开和闭合示意图，其中图7a是张开状态，图7b是闭合状态；图8是本实用新型的方向控制装置模式示意图，其中图8a是拨杆式控制装置图，图8b是旋钮式控制装置图；图9是本实用新型远端工具模式示意图，其中图9a是剪刀模式图，图9b是钳子模式图。
具体实施方式
如图1、图2、图5所示，本实用新型的多自由度手术器械，包括远端工具1、延长管
2、推杆14、多根控制丝15和手柄4，所述延长管2的近端与手柄4固定连接，所述延长管2的远端与所述远端工具I连接，所述手柄4包括远端工具控制装置和方向控制装置，所述推杆14被设置在所述延长管内，其近端与所述远端工具控制装置相连，其远端与所述远端工具I相连，所述远端工具控制装置通过所述推杆14来控制所述远端工具I的操作，在所述延长管2的远端设置有被镂空的弯曲关节3，所述控制丝15的近端与所述方向控制装置相连，所述控制丝15的远端与所述延长管2的远端固定连接，所述方向控制装置通过牵引所述控制丝15带动所述弯曲关节3的运动来控制所述延长管2远端的方向和角度，进而控制所述远端工具I的方向和角度。在一个优选的实施例中，如图1、图2、图5所示，本实用新型的多自由度手术器械，包括远端工具1、延长管2、推杆14、多根控制丝15和手柄4，所述延长管2的近端与手柄4固定连接，所述延长管2的远端与所述远端工具I连接，所述手柄4包括远端工具控制装置和方向控制装置，所述推杆14被设置在所述延长管内，其近端与所述远端工具控制装置相连，其远端与所述远端工具I相连，所述远端工具控制装置通过所述推杆14来控制所述远端工具I的操作，在所述延长管2的远端设置有被镂空的弯曲关节3，所述控制丝15的近端与所述方向控制装置相连，所述控制丝15的远端与所述延长管2的远端固定连接，在所述延长管2的远端内设置有芯管16，在所述芯管16的外周均匀分布了多个引导孔18，所述多个引导孔18分别对应穿过所述控制丝15，在所述芯管16的中间设置了一个供所述推杆14往返运动的通孔17，所述方向控制装置通过牵引多根所述控制丝15带动所述弯曲关节3的运动来控制所述延长管2远端的方向和角度，进而控制所述远端工具I的方向和角度。在所述延长管内设置芯管的目的，一方面是为了更好地限定推杆14的活动范围，以避免在通过远端工具控制装置来操作远端工具时由于推杆14的微小晃动导致手术误差；另一方面，将多根所述控制丝15分别穿过所述芯管16中的引导孔18是为了更好地固定所述控制丝15的位置，在所述方向控制装置牵引控制丝15时，更均匀的传递力，进而精确地调整所述远端工具I的角度和方向，保证手术的精确性。在一个优选的实施例中，如图1-9所示，本实用新型的多自由度手术器械，包括远端工具1、延长管2、推杆14、多根控制丝15和手柄4。所述延长管2的近端与所述手柄4固定连接，所述延长管2外包覆有绝缘层，在所述延长管2的内部设置有芯管16，在所述芯管16的外周均匀分布了多个引导孔18，所述引导孔18分别对应穿过所述控制丝15，在所述芯管16的中间设置了一个供所述推杆14往返运动的通孔17，所述远端工具I的近端设置有轴孔20和滑槽19，所述延长管2的远端设置有被镂空的弯曲关节3、轴孔20’和定位孔22，所述定位孔22包括左右定位孔和上下定位孔，所述控制丝15的远端与所述延长管2的远端的所述左右定位孔和所述上下定位孔固定连接，如图4所示，所述弯曲关节3被镂空的形状为波纹状、平行线条状或不规则状，其中所述波纹状包括螺旋波纹、平行波纹或交错波纹。所述延长管2上的所述轴孔20’与所述远端工具I上的所述轴孔20通过销活动连接，以便将所述远端工具I与所述延长管2的远端相连。所述手柄4包括远端工具控制装置和方向控制装置，所述方向控制装置包括左右控制装置5、上下控制装置6、左右控制杆12、上下控制杆13，其中所述的左右控制装置5和所述的上下控制装置6分别与所述的左右控制杆12和上下控制杆13螺纹固定连接，所述左右控制杆和上下控制杆分别被固定在手柄的卡槽内。所述左右控制杆12与远端固定在位于所述延长管远端左右位置的定位孔22的所述控制丝的近端固定连接，当左右控制装置5转动时，使得与左右控制杆12连接的控制丝一侧的被收紧，而另一侧控制丝的被放松，由于固定连接在左右控制杆12上的控制丝15的长度是固定的，因此收紧一侧的控制丝，导致该侧的控制丝长度变短，因此控制所述延长管远端的弯曲关节3左右弯曲，进而带动所述远端工具I的左右运动。所述上下控制杆13与远端固定在位于所述延长管远端上下位置的定位孔22的所述控制丝的近端固定相连，当上下控制装置6转动时，使得与上下控制杆13连接的控制丝一侧的被收紧，而另一侧控制丝的被放松，由于固定连接在上下控制杆13上的控制丝15的长度是固定的，因此收紧一侧的控制丝，导致该侧的控制丝长度变短，因此控制所述延长管远端的弯曲关节3上下弯曲，进而带动所述远端工具I的上下运动。需要特别说明的是，如图8所示，左右控制装置5和上下控制装置6的模式可以是旋钮式控制装置和拨杆式控制装置等。所述旋钮式控制装置具有刻度，每个刻度对应不同的弯曲弧度，以便于医生更精确地控制弯曲的角度。所述推杆14被设置在所述延长管内并穿过所述芯管16的通孔17，推杆14远端设有滑槽孔21，所述远端工具I的滑槽19与推杆14的滑槽孔21通过销活动相连，进而将所述远端工具I与所述推杆14的远端相连。所述推杆14的近端与所述远端工具控制装置相连。所述远端工具控制装置包括拉杆7、拉杆杠杆8、杠杆9、杠杆推杆10、推杆控制器11，其中拉杆7与拉杆杠杆8由销活动连接,拉杆杠杆8与杠杆9由销活动连接,杠杆9与推杆杠杆10由销活动连接，推杆杠杆10与推杆控制器11由销活动连接，所述推杆控制器11与所述推杆14的近端连接,操作者通过拉动所述拉杆7来带动所述拉杆杠杆8、所述杠杆9、所述杠杆推杆10和所述推杆控制器11和所述推杆14的运动进而操作所述远端工具I。所述远端工具I可以为抓钳、分离钳、持针钳、剪刀(例如直型剪或弯型剪)、拉钩或电凝刀等。优选的，所述远端工具I为剪刀，其包括剪刀的左半片和剪刀的右半片，在所述剪刀的左半片和剪刀的右半片上都设有轴孔20和滑槽19，所述轴孔20在剪刀的左半片和剪刀的右半片上的位置相对称，所述剪刀的左半片和剪刀的右半片通过所述轴孔20由销活动连接，所述滑槽19分别被设置在所述剪刀的左半片和剪刀的右半片的近端，开口从近端向远端延伸，并且延伸的方向相反。所述剪刀上的所述滑槽19和所述推杆14上的滑槽孔21通过销活动连接，当拉杆7向上拉动时，由于拉杆7与拉杆杠杆8活动连接，拉杆杠杆8向近端移动，由于拉杆杠杆8与杠杆9活动连接，杠杆9向水平方向转动，由于杠杆9与推杆杠杆10活动连接，推杆杠杆10向竖直方向转动，由于推杆杠杆10与推杆控制器11活动连接，推杆控制器11向远端移动，由于推杆控制器11与推杆14活动连接，推杆14向远端移动，如图7a所示，由于推杆14远端滑槽孔21与远端工具I的滑槽19由销滑动连接，并且远端工具I的轴孔20与延长管2的轴孔20’通过销活动连接，因此，远端工具I分开，反之，当拉杆向下运动时，如图7b所示，推杆14向近端移动，远端工具I闭合，从而实现拉杆7上下移动与远端工具I开合之间的传动。因此，通过所述远端工具控制装置来制推杆14的往返运动，实现所述远端工具控制装置来控制远端工具I的操作。当然，本领域的技术人员应该了解，也可以通过其他的方式来控制推杆14的往返运动。在本实用新型的优选的实施例中，在手柄的后端设置有电极23。在手术过程中，医生控制手柄4使远端工具I到达患者病灶周围，通过拨动左右控制装置5和上下控制装置6来控制远端工具弯曲，当左右控制装置5转动，由于左右控制装置5与左右控制杆12螺纹固定连接，所以左右控制杆12转动，又由于左右控制杆12与控制丝15固定连接，使得左侧或右侧的控制丝15的收紧，由于控制丝15的远端与延长管2上的定位孔22固定连接，当一侧的控制丝15放松另一侧的收紧时，延长管2上的弯曲关节3左右弯曲，由于远端工具I与延长管2固定连接，远端工具I也跟着左右弯曲，同理，当上下控制装置6转动时，远端工具I发生上下弯曲。因此，通过调节左右控制装置和上下控制装置来控制远端工具I的角度和方向，当远端工具I到达患者病灶处，拉动拉杆7向上运动，由于拉杆7与拉杆杠杆8活动连接,拉杆杠杆8向近端移动，由于拉杆杠杆8与杠杆9活动连接，杠杆9向水平方向转动，由于杠杆9与推杆杠杆10活动连接，推杆杠杆10向竖直方向转动，由于推杆杠杆10与推杆控制器11活动连接，推杆控制器11向远端移动，由于推杆控制器11与推杆14活动连接，推杆14向远端移动，由于推杆14远端滑槽孔21与远端工具I的滑槽19由销滑动连接并且远端工具I的轴孔20与延长管2的轴孔20’通过销活动连接，因此，远端工具I张开。反之，拉杆向下运动时，推杆14向近端移动，远端工具I闭合，通过控制拉杆7上下运动，使远端工具开合，达到切除患者病灶的效果。以上的具体实施例仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或等同替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。
权利要求1.一种多自由度的手术器械，其特征在于，包括远端工具、延长管、推杆、多根控制丝和手柄，所述延长管的近端与所述手柄固定连接，所述延长管的远端与所述远端工具连接，所述手柄包括远端工具控制装置和方向控制装置，所述推杆被设置在所述延长管内，其近端与所述远端工具控制装置相连，其远端与所述远端工具相连，所述远端工具控制装置通过所述推杆来控制所述远端工具的操作，在所述延长管的远端设置有被镂空的弯曲关节，所述控制丝的近端与所述方向控制装置相连，所述控制丝的远端与所述延长管的远端固定连接。
2.根据权利要求1所述的多自由度的手术器械，其特征在于，在所述延长管的远端设置有中空的芯管，在所述芯管的外周均匀分布了多个能通过所述控制丝的引导孔，在所述芯管的中间设置了一个供所述推杆往返运动的通孔。
3.根据权利要求1所述的多自由度的手术器械，其特征在于，所述弯曲关节被镂空的形状为波纹状或平行线条状。
4.根据权利要求3所述的多自由度的手术器械，其特征在于，所述波纹状包括螺旋波纹、平行波纹或交错波纹。
5.根据权利要求1所述的多自由度的手术器械，其特征在于，所述远端工具的近端设置有轴孔和滑槽，所述延长管的远端还设置有轴孔和定位孔，所述定位孔包括左右定位孔和上下定位孔，所述控制丝的远端与所述延长管的远端的所述左右定位孔和所述上下定位孔固定连接，所述延长 管上的所述轴孔与所述远端工具上的所述轴孔通过销活动连接，以便将所述远端工具与所述延长管的远端相连。
6.根据权利要求5所述的多自由度的手术器械，其特征在于，所述方向控制装置包括左右控制装置、上下控制装置、左右控制杆、上下控制杆，其中所述的左右控制装置和所述的上下控制装置分别与所述的左右控制杆和上下控制杆固定连接，所述左右控制杆和上下控制杆分别被固定在所述手柄的卡槽内，所述左右控制杆与远端固定在所述左右定位孔的所述控制丝的近端固定连接，所述上下控制杆与远端固定在所述上下定位孔的所述控制丝的近端固定连接。
7.根据权利要求6所述的多自由度的手术器械，其特征在于，所述的方向控制装置中的左右控制装置和上下控制装置为旋钮式控制装置或拨杆式控制装置，所述旋钮式控制装置具有刻度，每个刻度对应不同的弯曲弧度。
8.根据权利要求2或5所述的多自由度的手术器械，其特征在于，所述推杆被设置在所述延长管内并穿过所述芯管的通孔，所述推杆远端设有滑槽孔，所述远端工具的滑槽与推杆的滑槽孔通过销活动相连，以便将所述远端工具与所述推杆的远端相连。
9.根据权利要求1所述的多自由度的手术器械，其特征在于，所述远端工具控制装置包括拉杆、拉杆杠杆、杠杆、杠杆推杆、推杆控制器，其中所述拉杆、所述拉杆杠杆、所述杠杆、所述杠杆推杆和所述推杆控制器之间依次通过销活动连接，所述推杆控制器与所述推杆的近端连接。
10.根据权利要求1所述的多自由度的手术器械，其特征在于，所述远端工具为抓钳、分离钳、持针钳、剪刀、拉钩或电凝刀。
11.根据权利要求10所述的多自由度的手术器械，其特征在于，所述剪刀包括剪刀的左半片和剪刀的右半片，在所述左半片剪刀和右半片剪刀上都设有轴孔和滑槽，所述轴孔在所述剪刀的左半片和所述剪刀的右半片上的位置相对称，所述剪刀的左半片和所述剪刀的右半片通过所述轴孔由销活动连接，所述滑槽被设置在所述剪刀的左半片和所述剪刀的右半片的近端，开口由近端向远端延伸，并且延伸的方向相反，所述剪刀上的所述滑槽和所述推杆上的滑槽孔通过销活 动连接。
专利摘要本实用新型涉及一种多自由度的手术器械，包括远端工具、延长管、推杆、多根控制丝和手柄，延长管的近端与手柄固定连接，远端与所述远端工具连接，手柄包括远端工具控制装置和方向控制装置，推杆被设置在延长管内，其近端与远端工具控制装置相连，远端与远端工具相连，远端工具控制装置通过推杆来控制远端工具的操作，在延长管的远端设置有被镂空的弯曲关节，控制丝的近端与方向控制装置相连，其远端与延长管的远端固定连接，方向控制装置通过牵引多根控制丝带动弯曲关节的运动来控制远端工具的方向和角度。使用本实用新型的多自由度手术器械医生可以方便地在较大的范围内进行手术操作，并且医生可以单手操作本实用新型的手术器械。
文档编号A61B19/00GK203029381SQ20122039636
公开日2013年7月3日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者吕世文, 姜昊文, 姚佳陈 申请人:宁波胜杰康生物科技有限公司