一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的制作方法

1.本发明涉及一种腹腔镜手术器械设备，特别是一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械。


背景技术：

2.经脐单孔腹腔镜手术是国际最前沿微创技术，手术中手术器械及设备经脐孔进入腹腔，利用脐部皱壁遮挡手术切口。经脐单孔腹腔镜微创技术与传统腹腔镜腹部微创手术比较，具有独特的优点：创伤进一步缩小、术后不留疤痕、病人康复快并且感染率低。目前传统的微创外科器械是一些细长的刚性器械，一般有手柄、传动机构和前端执行制动机构组成。在单孔腹腔镜手术中，因器械置入部位集中，操作空间受到限制，采用常规腹腔镜手术器械难以形成操作三角，器械易于相互干扰影响操作及手术视野，造成手术操作较困难。因此设置一种具有多自由度的腹腔镜手术器械可以方便手术进行。可以想见，这一技术在目前的单孔腹腔镜技术中用于增加手术成功率，是有一定预期效果的。但是，发明人发现，这一技术在实际执行时，仍存在众多问题，例如我国申请号为cn201410558129.4的专利文件公开了一种多自由度腹腔镜手术器械，该专利文件实现了多自由度的调节，但是其通过柔性传动部件实现调节作用，其稳定性较差，同时其操作钳头转动的结构设置在握柄较前的位置，不方便单手进行操作。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械，该装置可以单手手持操作，同时对钳头进行多角度调节，稳定性较高。
4.为了实现上述目的，本发明实施例提供的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械，其固定安装于传送带上方，包括：
5.装置本体，所述装置本体包括一构造有内管腔的套管，以及位于所述套管一侧且构造有内壳腔的握持壳柄，所述内管腔与所述内壳腔相互连通以使所述套管内结构能够延伸进入至所述内壳腔内；
6.钳头，其包括一连接块和所述连接块上对称转动设置的两个夹持头，所述连接块上贯穿设有通孔，通孔内匹配滑动设置有短杆，两个所述夹持头与短杆连接，通过移动短杆可以控制两个夹持头的开合；
7.所述套管中设置了三个杆件，三个所述杆件分别为第一拉杆、第二拉杆和扭杆，其中第一拉杆可以驱动短杆移动，其中第二拉杆可以驱动钳头倾斜角度改变，其中扭杆配合第二拉杆可以驱动钳头转动；
8.所述内壳腔内设置了分别控制第一拉杆、第二拉杆和扭杆的三组控制组件，分别是第一拉杆控制组件、第二拉杆控制组件和扭杆控制组件。
9.作为优选，其中所述套管一端设置有转动筒，所述转动筒与所述套管端部转动连
接，所述转动筒在远离套管的一端内部套设了转动柱，所述转动柱一端与所述转动筒内转动连接，且转动柱另一端延伸至转动筒远离套管的一侧，所述转动筒远离套管的一端侧壁上设有供转动柱进行转动的开口。
10.作为优选，所述第一拉杆贯穿通孔并同轴固定连接有螺纹短柱，所述短杆上设置有与所述螺纹短柱匹配的螺纹孔槽，钳头固定在转动柱上时螺纹短柱螺纹匹配设置在短杆上螺纹孔槽内。
11.作为优选，所述第一拉杆一段设置为波纹软管段。
12.作为优选，所述第一拉杆设置在套管的中间位置，所述第二拉杆和所述扭杆分布在所述第一拉杆的上下两侧。
13.作为优选，其中所述第一拉杆控制组件包括设置在内壳腔内的拨块，所述拨块下端延伸至握持壳柄外部，所述握持壳柄上设有与拨块位置对应的第一开口，所述第一拉杆一端延伸至内壳腔内，且第一拉杆通过拉绳段与拨块的侧壁固定连接。
14.作为优选，其中所述扭杆控制组件包括设置在握持壳柄远离套管一侧壁上的矩形开口，所述内壳腔内水平设置有转轴，所述转轴上固定套设有转动盘，且转动盘一部分延伸至矩形开口外，所述内壳腔内还设置有第一环形块，所述第一环形块靠近拨块的端面上设置为倾斜状并均匀设置若干斜齿槽，所述拨块两侧对称设置了两个传动杆，所述传动杆的两端均同轴固定连接有传动锥齿轮，所述转轴上固定套设有两个主动锥齿轮，两个所述主动锥齿轮朝向相同并分布在转动盘两侧，两个所述主动锥齿轮分别与两个传动锥齿轮啮合连接，所述第一环形块上的若干斜齿槽同时也与两个传动锥齿轮啮合连接，所述第一环形块靠近套管的一侧竖直设置有第二环形块，所述第二环形块与内壳腔转动连接，所述扭杆一端延伸至内壳腔内并与第二环形块固定连接，所述第一环形块与所述第二环形块通过连接筒同轴固定连接。
15.作为优选，其中所述第二拉杆控制组件包括设置在内壳腔内的移动块，所述握持壳柄上设置了与移动块位置对应的第二开口，所述握持壳柄外设置了拉环，所述拉环通过其上的延伸段穿过第二开口与所述移动块固定连接，所述第二拉杆延伸至内壳腔中并通过连接结构与移动块连接。
16.作为优选，所述握持壳柄设置为手枪型的形状，所述第一开口的位置设置在手枪型状握把位置，所述第二开口的扳机位置设置在手枪型状扳机位置，所述矩形开口的位置设置在手枪型状的击锤位置。
17.作为优选，所述第二拉杆延伸至内壳腔内贯穿第二环形块并与移动环固定连接，所述连接筒外套设有连接环，所述连接筒的侧壁上环绕设置了若干连通内部的滑动开口，若干所述滑动开口内均滑动设置了连接块，所述连接环通过若干连接块与移动环固定连接，所述连接环外转动套设了转动环，所述转动环与移动块固定连接，从而利用第二拉杆配合扭杆对转动筒进行转动。
18.与现有技术相比较，本发明提供的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械，具有现有腹腔镜手术器械的功能，实现钳头的开合，进行手术操作。同时本发明中钳头安装在套管上，利用套管端部的设置使得钳头具有转动以及改变倾斜角度的多种自由度，再利用套管中三个杆件实现的传动动作，配合握持壳柄中控制三个杆件的控制结构，实现钳头多种自由度的调节。相比较于常见的多自由度腹腔镜手术器械来说，本发明具有效
果稳定，成本低，结构合理的特点，同时本发明对于使用者进行操作较为方便，复合人体工学，使用者利用食指控制钳头的倾斜角度，拇指控制钳头的转动动作，剩下的手指与手掌实现手持以及控制钳头开合的动作，单手即可操作无需改变手持姿势。
19.应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。
20.本技术文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
21.图1为本发明的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的立体结构示意图。
22.图2为本发明的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的内部结构示意图。
23.图3为本发明的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的钳头的结构示意图。
24.图4为本发明的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的转动筒及其连接部件的立体结构示意图。
25.图5为本发明的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的握持壳柄内部的立体结构示意图。
26.图6为本发明的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的握持壳柄内部再一视角的立体结构示意图(隐去一半连接筒)。
27.图7为本发明的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的握持壳柄内部再一视角的立体结构示意图(增加部分结构)。
28.图8为本发明的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的条形限位块及其连接部件的立体结构示意图。
29.主要附图标记：
[0030]1…
装置本体；11
…
套管；12
…
握持壳柄；2
…
钳头；21
…
连接块；22
…
夹持头；23
…
短杆；111
…
内管腔；112
…
第一拉杆；113
…
第二拉杆；114
…
扭杆；115
…
转动筒；116
…
转动柱；121
…
内壳腔；122
…
弹性抵片；123
…
条形限位块；1121
…
螺纹短柱；1122
…
波纹软管段；1131
…
连接条；1141
…
固定座；1211
…
第一拉杆控制组件；1212
…
第二拉杆控制组件；1213
…
扭杆控制组件；1231
…
抵柱；1232
…
限位弹簧；12111
…
拨块；12121
…
移动块；12122
…
拉环；12123
…
移动环；12124
…
连接环；12125
…
连接块；12126
…
转动环；12131
…
转轴；12132
…
转动盘；12133
…
第一环形块；12134
…
传动杆；12135
…
连接座；12136
…
传动锥齿轮；12137
…
主动锥齿轮；12138
…
第二环形块；12139
…
连接筒。
具体实施方式
[0031]
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0032]
显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描
述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0033]
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0034]
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
[0035]
如图1至图6所示，本发明实施例提供的一种基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械，包括：装置本体1，所述装置本体1包括一构造有内管腔111的套管11，以及位于所述套管11一侧且构造有内壳腔121的握持壳柄12，所述内管腔111与所述内壳腔121相互连通以使所述套管11内若干杆件能够延伸进入至所述内壳腔121内；通常来说，套管11远离握持壳柄12的一端安装有手术器械的钳头2，对于钳头2的控制由穿过套管11的杆件控制，而杆件则由握持端的控制柄进行控制，在本发明中，钳头2设置于所述装置本体1中套管11的一端上，其包括一连接块21和所述连接块21上对称转动设置的两个夹持头22，所述连接块21上贯穿设有通孔，通孔内匹配滑动设置有短杆23，两个所述夹持头22通过驱动组件(未图示)与短杆23连接，整体结构与现有的手术器械钳头相同，通过移动短杆23可以控制两个夹持头22闭合或者张开，短杆23在钳头2固定在套管11上时与套管11内部的杆件进行固定，套管11内部的杆件受到握持壳体12内部组件的控制，从而实现控制钳头2的开闭，在手术中进行夹持动作.
[0036]
在本发明中为了实现钳头2的多角度调节，所述套管11中设置了三个杆件，三个所述杆件分别为第一拉杆112、第二拉杆113和扭杆114，而且为了配合所述第一拉杆112、第二拉杆113和扭杆114的作用动作，所述套管11安装钳头2的一端进行了结构改造，其中所述套管11这端设置有转动筒115，所述转动筒115与所述套管11端部转动连接，并在转动连接位置外套设有密封环，所述转动筒115在远离套管11的一端内部套设了转动柱116，所述转动柱116一端与所述转动筒115内转动连接，且转动柱116另一端延伸至转动筒115远离套管11的一侧，所述转动筒115远离套管11的一端侧壁上设有供转动柱116进行转动的开口，在实施本发明时，钳头2固定在转动柱116上，采用的连接方式在本实施例中为螺纹结构(未图示)，当转动柱116以及转动筒115受到第二拉杆113以及扭杆114的驱动时，同步带动钳头2进行角度改变；所述转动柱116上贯穿设有通孔，所述第一拉杆112贯穿通孔并同轴固定连接有螺纹短柱1121，所述短杆23上设置有与所述螺纹短柱1121匹配的螺纹孔槽，钳头2固定在转动柱116上时螺纹短柱1121螺纹匹配设置在短杆23上螺纹孔槽内，其中所述第一拉杆112穿过转动筒115以及转动柱116上通孔的一段设置为波纹软管段1122；同时，为了实现第二拉杆113和扭杆114对钳头2的控制作用，所述第二拉杆113一端延伸至转动筒115内并转动连接有连接条1131，所述连接条1131远离第二拉杆113的一端与转动柱116靠近开口的侧壁转动连接，转动柱116靠近第二拉杆113的一端设有开槽并且设置了容纳一部分连接条1131的侧开槽，符合空间设置的需求，在第二拉杆113受到拉动作用时，因为转动柱116与转
动筒115内壁的转动作用，实现利用连接条1131带动转动柱116倾斜角度改变的动作，而所述扭杆114的一端延伸至转动筒115内并固定连接固定座1141，所述固定座1141与转动筒115内壁固定连接，当扭杆114发生扭动时，可以同时带动转动筒115进行转动，实现转动柱116的旋转，转动柱116具有倾斜角度改变和旋转两种动作方式，可以组合成多角度调节，具有多自由度；作为进一步改进，为了空间的合理利用以及第一拉杆112、第二拉杆113和扭杆114各自的作用正常，将第一拉杆112设置在套管11的中间位置，第二拉杆113和扭杆114分布在第一拉杆112的上下两侧。
[0037]
图5示出了适用于本发明的基于单孔腹腔镜技术的多自由度腹腔镜手术器械的握持壳柄12的内壳腔121的内部结构。如图5和图6所示，在一些实施例汇总，区别于一般的腹腔手术器械控制部分，为了适应控制第一拉杆112、第二拉杆113和扭杆114的动作需求，现有的腹腔手术器械控制部分无法保证多自由度调节以及多自由度调节状态下的钳头2的开闭，因此内壳腔121内设置了分别控制第一拉杆112、第二拉杆113和扭杆114的三组控制组件，分别是第一拉杆控制组件1211、第二拉杆控制组件1212和扭杆控制组件1213，当使用本发明时，通过第一拉杆控制组件1211可以实现带动钳头2的开合，用于手术操作；通过第二拉杆控制组件1212可以实现拉动第二拉杆113，从而带动转动柱116的倾斜角度改变，用于调整钳头2的倾斜角度；而通过扭杆控制组件1213可以带动扭杆114的转动动作，带动转动筒115的转动，用于转动钳头2；其中所述第一拉杆控制组件1211包括设置在内壳腔121内的拨块12111，所述拨块12111呈折弯状并且上端与内壳腔121内顶壁转动连接(折弯形状如图示)，所述拨块12111下端延伸至握持壳柄12外部，所述握持壳柄12上设有与拨块12111位置对应的第一开口，所述第一开口沿着握持壳柄12并呈条形设置，所述第一拉杆112一端延伸至内壳腔121内，且第一拉杆112通过拉绳段与拨块12111的侧壁固定连接，此处的连接结构除了拉绳段还能采用两端均转动连接的连接杆，拨块12111在受到使用者的拨动时做转动动作，而第一拉杆112主体为刚性杆，拉绳段起到连接作用并保证拨块12111可以带动第一拉杆112移动，其中连接杆结构更加稳固，也可以保证不需要关闭时拨块12111对第一拉杆112的抵紧作用；其中所述扭杆控制组件1213包括设置在握持壳柄12远离套管11一侧壁上的矩形开口，所述内壳腔121内水平设置有转轴12131，所述转轴12131上固定套设有转动盘12132，且转动盘12132一部分延伸至矩形开口外，转动盘12132的厚度与矩形开口的宽度相同，并且转动盘12132的环形侧壁上均匀设置了若干便于拨动的纹理，转动盘12132可以采用硬质橡胶材料，增加拨动的手感，内壳腔121内还设置有第一环形块12133，第一环形块12133竖直设置并与内壳腔121内壁转动连接，第一环形块12133设置在拨块12111靠近套管11的一侧并且第一拉杆112穿过第一环形块12133，所述第一环形块12133靠近拨块12111的端面上设置为倾斜状并均匀设置若干斜齿槽，所述拨块12111两侧对称设置了两个传动杆12134，所述传动杆12134上转动套设连接座12135，所述连接座12135固定设置在内壳腔121内壁上，对传动杆12134进行固定并且保证传动杆12134的转动动作，所述传动杆12134的两端均同轴固定连接有传动锥齿轮12136，所述转轴12131上固定套设有两个主动锥齿轮12137，两个所述主动锥齿轮12137朝向相同并分布在转动盘12132两侧，两个所述主动锥齿轮12137分别与两个传动锥齿轮12136啮合连接，所述第一环形块12133上的若干斜齿槽同时也与两个传动锥齿轮12136啮合连接，当使用者用拇指拨动转动盘12132时，通过上述的传动结构可以带动第一环形块12133转动，同时第一环形块12133靠近套管11的一侧竖直设
置有第二环形块12138，所述第二环形块12138与内壳腔121转动连接，所述扭杆114一端延伸至内壳腔121内并与第二环形块12138固定连接，因此当第二环形块12138转动时可以驱动扭块114转动，实现控制转动筒115转动，同时所述第一环形块12133与所述第二环形块12138之间设置了连接筒12139，所述第一环形块12133与所述第二环形块12138通过连接筒12139同轴固定连接，连接筒12139保证传动的动作同时还可以供第一拉杆112穿过；其中所述第二拉杆控制组件1212包括设置在内壳腔121内的移动块12121，所述移动块12121与内壳腔121内壁转动连接，同时握持壳柄12上设置了与移动块12121位置对应的第二开口，所述握持壳柄12外设置了拉环12122，所述拉环12122通过其上的延伸段穿过第二开口与所述移动块12121固定连接，所述第二拉杆113延伸至内壳腔121中并通过连接结构与移动块12121连接；在本发明中，优选地，所述连接结构包括设置在连接筒12139内的移动环12123，所述第二拉杆113延伸至内壳腔121内贯穿第二环形块12138并与移动环12123固定连接，所述连接筒12139外套设有连接环12124，所述连接筒12139的侧壁上环绕设置了若干连通内部的滑动开口，若干所述滑动开口内均滑动设置了连接块12125，所述连接环12124通过若干连接块12125与移动环12123固定连接，所述连接环12124外转动套设了转动环12126，所述转动环12126与移动块12121固定连接。由上述结构确定，当第一环形块12133和第二环形块12138转动时，也能驱动第二拉杆113转动，从而利用第二拉杆113配合扭杆114对转动筒115进行转动，保证转动动作的稳固性，从而扭杆114较长的传动力臂进行弥补，同时第二拉杆113的拉动动作不会受到转动动作的影响。如上所述，所述第一开口、第二开口和矩形开口的位置以及握持壳柄12的形状影响了使用者的实验体验，在本发明中，优选地，所述握持壳柄12设置为手枪型的形状，便于使用者的握持，同时所述第一开口的位置设置在手枪型状握把位置，所述第二开口的扳机位置设置在手枪型状扳机位置，所述矩形开口的位置设置在手枪型状的击锤位置，使得使用者可以通过单手进行手持，并且单手进行操作，手持时食指对应第二开口位置并勾住拉环12122，控制钳头2的倾斜角度，拇指平时可以辅助握住握持壳柄12，需要进行转动动作时将拇指移动至矩形开口位置并拨动转动盘12132，实现钳头2转动动作，而剩下的手指配合手掌固定在握把位置同时剩下的手指对应第一开口，需要控制钳头2的开合，三根手指用力握紧或者松开即可。
[0038]
另外在图7中，还示出了本发明的另一种改进方案，如图7和图8所示，在这一事实方式中，所述内壳腔121中还设置了弹性抵片122，所述弹性抵片122呈弧形，所述弹性抵片122倾斜设置，所述弹性抵片122下端固定在所述内壳腔121内壁上，所述弹性抵片122上端抵在拨块12111中段，此处的弹性抵片122可以对拨块12111起到一定限位作用，因为拨块12111上端与内壳腔121内壁转动，第一拉杆112施加在拨块12111上的力对比弹性抵片122施加在拨块12111上的力，因为力臂的不同，弹性抵片122施加作用远大于第一拉杆112的施加作用，从而对第一拉杆112的位置具有限制作用，从而钳头2的开合动作不会轻易因为其受到触碰而改变；同时钳头2的倾斜角度容易受到触碰导致改变，针对这种情况，本发明中也给出了一种具体实现方式。例如，在所述内壳腔121中还设置了条形限位块123，所述条形限位块123位置与移动块12121位置对应，所述移动块12121靠近条形限位块123的端面上设有圆孔凹槽，所述圆孔凹槽内滑动匹配设置了抵柱1231，所述抵柱1231一端延伸至圆孔凹槽外，所述抵柱1231另一端通过限位弹簧1232与圆孔凹槽底壁固定连接，所述条形限位块123靠近抵柱1231的端面上均匀设置了若干限位开槽，若干所述限位开槽均为弧形，且抵柱
1231的端面也设置为弧形，调整限位弹簧1232的弹力，控制抵柱1231与条形限位块123之间产生的阻碍力在10n
‑
20n之间，人手指施加力的范围在30n
‑
60n之间，阻碍力设置在10n
‑
20n之间不影响食指拨动，同时避免阻碍力可以避免人手指轻微抖动导致的偏移，辅助人手指控制钳头2的倾斜角度，保证稳固性。
[0039]
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。