具有关节固定结构的微创外科手术工具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及具有关节固定结构的微创外科手术工具。根据一个方面，本发明为微创外科手术工具，包括轴；与轴一端相连的末端执行器；用于控制末端执行器的关节运动的线缆；和适于固定末端执行器的关节运动的状态的固定结构。固定结构包括覆盖线缆的弹性元件，且当弹性元件内的内部空间缩小时，弹性元件紧固线缆。
【专利说明】具有关节固定结构的微创外科手术工具
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有关节固定结构的微创外科手术工具。
【背景技术】
[0002] 微创外科手术是涉及使用通过至少一个微小切口插入的工具在人体或者动物体 内执行造成组织创伤最小化的外科手术技术。
[0003] 微创外科手术相对地减少了患者在术后护理期间的新陈代谢变化，因此有益于患 者的快速恢复。因此，微创外科手术缩短了术后患者的住院期长度，并且允许患者在短时间 内重回正常的体力活动中。此外，微创外科手术减少了疼痛并且术后在患者身体上留下较 少的伤疤。
[0004] 微创外科手术的普遍形式之一是内窥镜检查。其中，包括在腹腔内的微创检查和 操作的腹腔镜检查被认为是内窥镜检查的最普遍形式。为了进行标准腹腔镜手术，将气体 吹入患者腹部，并且形成至少一个小切口来为腹腔镜外科手术工具提供入口，通过该入口 插入套管针。在进行手术时，通常用户通过套管针将腹腔镜外科手术工具放入到外科手术 部位或类似部位，并且从腹腔外操作（或控制）工具。通常，腹腔镜外科手术工具包括腹腔 镜（用于观察外科手术部位）和其他工具。在此，工具与用于小切口外科手术的传统工具 相似，除了每个工具的末端执行器或工作端与其手柄或类似的部件被轴分开之外。例如，工 具包括夹钳、抓钳、剪刀、吻合器、持针器等等。同时，用户通过监视器所显示的由腹腔镜拍 摄的外科手术部位的图像来监视外科手术的过程。与此类似的内窥镜方法广泛用于后腹腔 镜检查、盆腔镜检查、关节镜检查、脑池镜检查（cisternoscopy)、鼻窦镜检查、子宫镜检查、 肾镜检查、膀胱镜检查、尿道镜检查术、肾盂镜检查、等等中。
[0005] 发明人已经提出用于上述微创外科手术的不同微创外科手术工具并且在韩国专 利申请 No. 2008-51248、2008-61894、2008-79126 和 2008-90560 中公开了相同的结构和效 果的特征，该申请的内容可认为是通过全部引用的方式并入本文。此外，发明人还在韩国专 利申请 No. 2010-115152、2011-3192、2011-26243、2011-29771、2011-86738、2011-89854 和 其他类似的申请中公开了一种具有改进功能，且更加有益于用户和患者的微创外科手术工 具，该申请的内容可认为是通过全部引用的方式并入本文。
[0006] 在此，发明人现在提出一种具有出色能力的关节固定结构，该结构可被广泛地应 在上述韩国专利申请所公开的微创外科手术工具或者其他微创外科手术工具中。
【发明内容】
[0007] 本发明的一个目的是提出一种微创外科手术工具，所述微创外科手术工具具有关 节固定结构，用于紧固控制末端执行器的关节运动的线缆，以使末端执行器的关节运动的 状态被牢固地固定。
[0008] 根据本发明用以实现上述目的的一方面所提供的一种微创外科手术工具，包括 轴、与轴的一端连接的末端执行器、控制末端执行器的关节运动的线缆和固定末端执行器 的关节运动的状态的固定结构，其中固定结构包括围绕线缆的弹性件，当弹性件的内部空 间减少时，弹性件紧固（即抱紧，夹紧，保持）线缆。
[0009] 根据本发明，提供了一种微创外科手术工具，所述微创外科手术工具具有关节固 定结构，用于紧固控制末端执行器的关节运动的线缆，以使末端执行器的关节运动的状态 被牢固地固定。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1示出了根据本发明一个实施例的微创外科手术工具的整体外形。
[0011] 图2是图1中示出的微创外科手术工具的局部剖视图。
[0012] 图3是图2中示出的固定结构的局部剖视图。
[0013] 图4是根据本发明另一个实施例的固定结构的透视图。
[0014] 图5示出了图4所示的固定结构的构件当中的C形环。
[0015] 图6是根据本发明又一实施例的固定结构的透视图。
[0016] 图7是根据本发明再一实施例的固定结构的透视图。
[0017] 图8是图7所示的固定结构的构件当中的线缆固定辅助元件的透视图。
【具体实施方式】
[0018] 在本发明接下来的详细描述中，参考附图，通过举例说明的方式，附图示出了本发 明可实施的特定实施例。对这些实施例进行了足够详细的描述以使本领域技术人员能够实 施本发明。应该理解的是尽管本发明的各个实施例互不相同，但是不是必然互相排斥的。例 如，本文所描述的具体形状、结构和特征可以在不背离本发明的精神和范围的情况下，在从 一个实施例到另一个实施例时进行修改。进一步地，应该理解的是，在不背离本发明精神和 范围的情况下，每个实施例中的单独构件的位置和设置也可以进行修改。因此，接下来详细 的描述不具有限制的意义，并且本发明的范围包括附加权利要求和其全部等同物的范围。 在附图中，同样的附图标记在几个视图中自始至终代表相同或者相似的元件。
[0019] 在下文中，本发明优选实施例将通过参考附图进行详细描述，以使本领域技术人 员能够轻松地实现本发明。
[0020] 同时，应该理解的是，本文中的专业术语"连接"包括机械或者其他类型的构件之 间的直接连接或间接连接（即，通过单独的构件）。例如，两个旋转构件之间的连接可以是 由相应齿轮元件或类似元件的啮合形成的直接连接，但也可以是通过单独构件例如线缆或 者凹槽的间接连接。
[0021] 图1示出了根据本发明的一个实施例的微创外科手术工具的整体外形。
[0022] 参考图1，微创外科手术工具包括固定结构（S卩，关节固定结构）100;连接到固定 结构100上的轴200 ;由用户操作的操作单元300 ;第一关节单元400,该第一关节单元400 连接且设置在固定结构100和操作单元300之间，以便根据用户的对操作单元300的操作， 而引起末端执行器600的关节运动或类似的运动；与第一关节单元400相协作以使末端执 行器600进行关节运动或类似的运动的第二关节单元500 ;和末端执行器600,该末端执行 器600通过第二关节单元500与轴200的一端相连，以便通过外科手术工具（未示出）或 者将其自身用作外科手术工具来进行外科手术。
[0023] 首先，以一种与 申请人:的上述韩国专利申请中所公开的微创外科手术工具相同的 方式，轴200可以包括位于其内部的腔体，以支撑和通过至少一个线缆（未示出）或扭矩传 输兀件（未不出）。扭矩传输兀件主要用于末端执行器600的旋转运动，而轴200在一些情 况下可以将其自身用作扭矩传输元件。如必要，轴可以包括至少一段。进一步地，轴200可 以包括位于其至少一部分上的弯曲部。
[0024] 然后，以一种与 申请人:的上述韩国专利申请中所公开的微创外科手术工具相同的 方式，操作单元300可以根据用户的操作控制末端执行器600的关节运动、旋转运动、打开/ 关闭运动和类似的运动。为了达到这样的控制，至少一个线缆或扭矩传输元件可以连接到 操作单元300上。
[0025] 然后，以一种与 申请人:的上述韩国专利申请中所公开的微创外科手术工具相同的 方式，第一关节单元400和第二关节单元500可以与至少一个线缆或者扭矩传输元件一起 作用以允许末端执行器60进行关节运动、旋转运动和类似的运动。
[0026] 然后，以一种与 申请人:的上述韩国专利申请中所公开的微创外科手术工具相同的 方式，末端执行器600可以利用至少一个线缆或者扭矩传输元件从操作单元300穿过第一 关节单元400和轴200至第二关节单元500的动作，进行关节运动、旋转运动、打开/关闭 运动和类似的运动。末端执彳丁器600的末端可以以夹谢、抓谢、期刀、吻合器、持针器、钩式 电极或其它类似的形式实现。
[0027] 最后，固定结构100可以紧固用于控制末端执行器600的关节运动或类似的运动 的线缆，以使末端执行器600的关节运动的状态可被牢固地固定。
[0028] 图2是图1中示出的微创外科手术工具的局部剖视图。固定结构100将在下面进 一步参考图2进行描述。
[0029] 固定结构100可包括弹簧110 (优选为卷簧的形式）。进一步地，固定结构100可 以包括从操作单元300延伸经过第一关节单元400的线缆导引路径（即，凹槽或者管道）， 或者进一步包括可以支撑线缆并辅助固定线缆的线缆固定辅助元件111。（关于线缆固定 辅助元件111的示例性形状，可参考图3。）弹簧100可以围绕线缆固定辅助元件111的外 表面。
[0030] 弹簧110的一端可连接到旋转运动元件112上。进一步地，弹簧110的另一端可 以固定到将要在下文描述的外壳114或类似的构件上。因此，当旋转运动元件112进行旋 转运动时，弹簧110的一部分转动，以使弹簧100整体扭转。旋转运动元件112与线性运动 元件113相接触。上述元件设置在外壳114内，外壳114围绕并且封闭上述元件。
[0031] 图3是图2中所示的固定结构100的局部剖视图。
[0032] 进一步参考图3,旋转运动元件112包括位于与线性运动元件113接触的部分上的 斜面112a，并且线性运动元件113还可以包括位于相应部分上的斜面113a。因此，当斜面 113a通过线性运动元件113的动作（例如，线性运动元件113根据操作单元300的操作进 行朝向旋转运动元件112的线性运动并且随后其运动的状态被固定的动作）对斜面112a 施加作用力时，旋转运动元件112转动以使弹簧110转动并扭转。可以确定两个斜面112a 和113a的倾斜方向以使弹簧110根据旋转运动元件112的旋转而转动和扭转。在图3的 例子中，如图所示确定斜面112a和113a的倾斜方向，因为，当旋转元件112逆时针旋转时 (从线性运动元件113看），弹簧110被转动并且被扭转。
[0033] 当弹簧110通过线性运动元件113和旋转运动元件112的动作进行转动和扭转 时，弹簧110围绕线缆固定辅助元件111的外表面的部分的内部空间会缩小。弹簧110相 应地绕紧线缆固定辅助元件111，进而绕紧线缆固定辅助元件111所导引或者支撑的线缆， 因此线缆可被固定。
[0034] 图4是根据本发明另一实施例的固定结构100的透视图。进一步地，图5示出了 图4所示的固定机构100的组件中的C形环120。根据本实施例，C形环120替代弹簧110 使用，以使其围绕线缆固定辅助元件121的部分的内部空间缩小，由此固定线缆。
[0035] 根据本实施例的C形环120 (优选为多个C形环）可以围绕线缆固定辅助元件121。 C形环120可以包括位于其两端的突出部120a，并且突出部120a可以设置在形成在线性运 动元件123上的凹槽123a内。如图所示，凹槽123a优选形成为楔形或者类似形状的形式， 以使突出部120a之间的间距通过线性运动元件123的动作而缩小（例如，当线性运动元件 123进行朝向轴200的线性运动时），进而允许C形环120绕紧线缆固定辅助元件121。因 此，本实施例和上述实施例相同也可以固定线缆。同时，C形环120和线缆固定元件121除 突出部120a之外的部分由壳122a和122b进行覆盖，并且线缆固定辅助元件121的一端 (如图4所示的长方体状）允许线缆固定辅助元件121在一定程度上固定到壳122a和122b 上。
[0036] 图6是根据本发明再一实施例的固定结构100的透视图。根据本实施例，使用弹 簧130,其中线性运动元件132作用于弹簧130的两端，以使弹簧130围绕线缆固定辅助元 件131的部分的内部空间可以缩小，由此固定线缆。
[0037] 根据本实施例的弹簧130可以围绕线缆固定辅助元件131的外表面。突出部130a 可形成在弹簧130的两端。同时，线性运动元件132可以包括前凹槽133和后凹槽134,以 允许线性运动元件132在其进行朝向轴120的线性运动时作用于弹簧130的突出部130a， 以使弹簧130可以绕紧线缆固定辅助元件131。（突出部130a可以插入前凹槽133和后凹 槽134内。）如图所示，相对于线性运动元件132进行朝向轴200的线性运动的方向，前凹 槽133和后凹槽134可以形成为倾斜的，并且具有相反的倾斜方向。因此，本实施例和上述 实施例相同也可以固定线缆。
[0038] 图7是根据本发明又一实施例的固定结构100的透视图。进一步地，图8是图7 所示的固定结构100的组件中的线缆辅助固定元件141的示意图。根据本实施例，使用弹 簧140,其中弹簧140利用两个与弹簧140两端相连的旋转运动元件143和144,通过线性 运动元件142的动作进行扭转，以使弹簧140围绕线缆固定辅助元件141的外表面的部分 的内部空间被缩小，因此固定线缆。
[0039] 根据本实施例的弹簧140可以围绕线缆固定辅助元件141的外表面。弹簧140的 两端可以分别连接到第一旋转运动元件143和第二旋转运动元件144。因此，当第一旋转运 动元件143和第二旋转运动元件144以相反的方向进行旋转时，弹簧140可相应地被扭转。 同时，第一旋转运动元件143和第二旋转运动元件144分别包括突出部143a和144a。
[0040] 进一步地，还可以进一步提供线性运动元件142。线性运动元件142可以包括第一 斜面142a和第二斜面142b。第一斜面142a和第二斜面142b可分别沿能够使第一旋转运 动元件143和第二旋转运动元件144进行如上的旋转运动的方向倾斜。（相应地，突出部 143a和144a也可以包括斜面。）
[0041] 因此，当线性运动元件142进行朝向轴200的线性运动时，例如，斜面142a对突出 部143a施加作用力以允许第一旋转运动元件143顺时针旋转（从操作单元300看），并且 第二斜面142b对突出部144a施加作用力以允许第二旋转运动元件144逆时针旋转。因此， 本实施例与上述实施例相同也可以固定线缆。同时，如图8所示，线缆固定辅助元件141可 以包括弹簧固定单元141a，弹簧固定单元141a可以防止弹簧140朝向轴200的方向运动， 或者沿相反方向运动，或者其他不必要运动。诸如弹簧固定单元141a的构件也可以用在其 他使用弹簧的上述实施例中。
[0042] 工业应用
[0043] 根据本发明的应用，如有必要，本领域技术人员可以部分地改变操作单元等的形 式，以使微创外科手术工具的线缆或者扭矩传输兀件可由电机或另一个基于电机系统（未 示出，例如外科手术机器人）的其类似装置进行操作或固定。
[0044] 尽管已经按照特定的信息，例如详细的构件以及限制性的实施例和附图，对本发 明进行了描述，这仅对本发明的大体理解起到帮助，并且本发明不限制于上述实施例。本领 域技术人员可以理解的是可以从上面的描述中做出各种修改和变化。
[0045] 因此，本发明的精神不应该限制于上述实施例，并且附加权利要求和其等同物的 整个范围都将落在本发明的范围和精神内。
[0046] 符号说明
[0047] 100:固定结构
[0048] 200 :轴
[0049] 3〇0 :操作单元
[0050] 400 :第一关节单元
[0051] 500:第二关节单元
[0052] 600 :末端执行器
【权利要求】
1. 一种微创外科手术工具，包括： 轴； 连接到所述轴的一端的末端执行器； 控制所述末端执行器的关节运动的线缆；和 固定所述末端执行器的关节运动的状态的固定结构， 其中所述固定结构包括围绕所述线缆的弹性元件，且当所述弹性元件的内部空间缩小 时，所述弹性元件紧固所述线缆。
2. 如权利要求1所述的微创外科手术工具，其中所述固定结构进一步包括导引或支撑 所述线缆的线缆固定辅助元件，且所述弹性元件进一步围绕所述线缆固定辅助元件。
3. 如权利要求2所述的微创外科手术工具，其中所述线缆固定辅助元件包括线缆导引 路径。
4. 如权利要求2所述的微创外科手术工具，其中所述固定结构进一步包括旋转运动元 件； 所述弹性元件是一端与所述旋转运动元件相连的弹簧；和 所述弹性元件的所述内部空间在所述旋转运动元件转动时缩小。
5. 如权利要求2所述的微创外科手术工具，其中所述固定结构进一步包括两个旋转运 动元件； 所述弹性元件是两端分别连接到所述两个旋转运动元件的弹簧；和 所述弹性元件的所述内部空间在所述两个旋转运动元件沿相反的方向转动时缩小。
6. 如权利要求4或5所述的微创外科手术工具，其中所述固定结构进一步包括线性运 动元件,所述弹性元件的所述内部空间在所述线性元件进行线性运动时缩小。
7. 如权利要求2所述的微创外科手术工具，其中所述弹性元件是C形环； 所述固定结构进一步包括具有楔形槽的线性运动元件；和 所述弹性元件的突出部设置在所述楔形槽内。
8. 如权利要求2所述的微创外科手术工具，其中所述弹性元件是弹簧； 所述固定结构进一步包括具有前凹槽和后凹槽的线性运动元件；和 在所述弹性元件两端的突出部分别插在所述前凹槽和后凹槽内。
9. 如权利要求8所述的微创外科手术工具，其中相对于所述线性运动元件进行线性运 动的方向，所述前凹槽和后凹槽形成为倾斜的，并且所述前凹槽和后凹槽在相反的方向上 倾斜。
10. 如权利要求4、5和8中任一项所述的微创外科手术工具，其中所述线缆固定辅助元 件包括限制所述弹性元件运动的固定单元。
【文档编号】A61B17/29GK104093372SQ201380005392
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2012年4月2日
【发明者】郑昶旭, 金亨太 申请人:Movasu公司