腹腔镜手术器械及其操控方法与流程

本发明涉及医疗器械，具体涉及一种腹腔镜手术器械及其操控方法。

背景技术：

1、腹腔镜微创手术通常通过在腹腔外操纵腹腔镜微创手术器械，以对腹腔内的病变组织进行探查、电凝、止血、组织分离与切开、缝合等操作。

2、目前已有末端执行器为柔性关节式运动轴的腹腔镜微创手术器械，如公布号为cn103110456a所示，通过手柄端控制四根控制线从而实现末端执行器在多个平面中的关节式运动。为使得末端执行器在某一平面的关节式运动，用户或外科医生经由致动开关启动电动机使得直齿轮旋转，直齿轮转而驱动行星齿轮，行星齿轮通过第一内齿轮和第一内齿轮连接至第一螺纹轴和第二螺纹轴，行星齿轮将引起第一齿轮和第二齿轮在相同的方向上旋转，第一螺纹轴和第二螺纹轴的旋转通过第一柱件和第二柱件的内部形成的匹配螺纹转换成第一柱件和第二柱件的线性运动；由于第一柱件的内螺纹与第二柱件的内螺纹相反，当行星齿轮旋转时，一个柱件将向远侧移动而一个柱件将向近侧移动，因此向近侧拉动上线缆从而提升末端执行器，而下线缆必须松弛；使用电动机、直齿轮、第二行星齿轮和第二套螺纹轴和第二套柱件以及另外两根转向线缆，该相同的系统能够用于控制末端执行器的左右运动。此外，通过一致动作，应用四根转向线缆的系统通过具有三个电动机及其连接的齿轮装置和转向线缆、由控制单元控制的计算机能够接近人类腕的运动。

3、但是，上述腹腔镜微创手术器械由于通过电机提供动力源并通过轮齿啮合传动来控制转向线缆，在术者手动实施手术的过程中操作灵活性较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种腹腔镜手术器械及其操控方法，以解决现有技术中现有的腹腔镜微创手术器械由于通过电机提供动力源并通过轮齿啮合传动来控制转向线缆，在术者手动实施手术的过程中操作灵活性较低的问题。本发明所提供的腹腔镜手术器械，控制机构能够在外力作用下相对杆体的中心轴线沿任意方向偏摆，且能够在任一偏摆方向的基础上确定其在该偏摆方向上的偏摆角度，在控制机构的牵引作用下，多根偏摆控制线可以同时进行行程变化，从而能够实现控制柔性运动节按照术者指定方向进行偏摆且能够在该偏摆方向上确定任一指定的偏摆角度，具有高度的灵活性；控制机构与柔性运动节之间的通过偏摆控制线连接形成直接实时的力反馈，且偏摆控制线在牵引变化量的实时变化过程中始终不会出现松动现象，而且无需中间传动机构进行传动，进一步提高了操作的灵活性。

2、第一方面，本发明提供了一种腹腔镜手术器械，包括：

3、杆体，其轴向一端适于与末端执行器相连接，另一端适于与手柄壳体相连接；杆体的内部中空，杆体内适于容置偏摆控制线；

4、柔性运动节，设置于杆体与末端执行器之间，柔性运动节与偏摆控制线的远端相连接，柔性运动节适于在偏摆控制线的牵引下带动末端执行器相对杆体运动；

5、控制机构，设置于杆体沿轴向远离柔性运动节的一端，控制机构适于在外力作用下相对杆体的中心轴线沿任意方向偏摆；

6、控制机构与偏摆控制线的近端相连接，控制机构适于经由偏摆控制线驱动柔性运动节相对杆体的中心轴线进行偏摆。

7、控制机构能够在外力作用下相对杆体的中心轴线沿任意方向偏摆，且能够在任一偏摆方向的基础上确定其在该偏摆方向上的偏摆角度，在控制机构的牵引作用下，多根偏摆控制线可以同时进行行程变化，从而能够实现控制柔性运动节按照术者指定方向进行偏摆且能够在该偏摆方向上确定任一指定的偏摆角度，具有高度的灵活性；控制机构与柔性运动节之间的通过偏摆控制线连接形成直接实时的力反馈，且偏摆控制线在牵引变化量的实时变化过程中始终不会出现松动现象，而且无需中间传动机构进行传动，进一步提高了操作的灵活性。

8、在一种可选的实施方式中，控制机构包括：

9、第一管轴，其轴向一端与杆体固定连接，另一端设置有第一铰接部；

10、第二管轴，设置于第一管轴沿轴向远离杆体的一端，第二管轴靠近第一管轴的一端设置有第二铰接部；

11、第一十字轴，连接于第一管轴与第二管轴之间，第一十字轴与第一铰接部铰接于第一铰接轴，第一十字轴与第二铰接部铰接于第二铰接轴，第一铰接轴与第二铰接轴垂直设置。

12、第一十字轴通过与第一铰接部铰接于第一铰接轴，第一十字轴通过与第二铰接部铰接于第二铰接轴，从而使得第二管轴能够相对第一管轴的中心轴线沿任意方向偏摆，以使第二管轴通过牵引偏摆控制线控制柔性运动节按照指定方向进行偏摆且能够在该偏摆方向上确定任一指定的偏摆角度。

13、在一种可选的实施方式中，控制机构还包括第一弹簧，第一弹簧与第一十字轴同轴设置，第一弹簧的轴向一端与第一管轴相连接，另一端与第二管轴相连接。

14、通过设置第一弹簧，一方面能够对第一管轴、第二管轴和第一十字轴同时提供支撑作用，使得腹腔镜手术器械在自然状态和/或初始状态下能够保持控制机构与杆体同轴；另一方面，在工作过程中能够通过第一弹簧的弹性恢复力对控制机构进行复位；同时能够为术者提供实时力反馈，便于术者实时调整施加作用力的大小，有助于术者实时控制柔性运动节按照术者指定方向进行偏摆且能够在该偏摆方向上确定任一指定的偏摆角度。

15、在一种可选的实施方式中，腹腔镜手术器械还包括基座和开口卡环，基座与第二管轴同轴设置；开口卡环卡接于基座沿轴向靠近第二管轴的一侧；

16、开口卡环由弹性材料制成，开口卡环的内侧周壁上沿周向设置有第一定位波纹部；第二管轴的外侧周壁上设置有第二定位波纹部，第二定位波纹部适于在第二管轴相对基座每转动指定角度后与第一定位波纹部完全啮合。

17、在第二管轴相对基座转动的过程中，第二定位波纹部与第一定位波纹部每完全啮合一次，开口卡环则对第二管轴完成一次周向定位，从而便于术者能够及时准确判断杆体相对手柄壳体周向转动的变化角度，有利于提高术中操作的准确性。

18、在一种可选的实施方式中，开口卡环包括第一卡臂和第二卡臂，第一卡臂与第二卡臂沿第一径向相对间隔设置并形成调节豁口，调节豁口的宽度大小适于随着第二定位波纹部与第一定位波纹部之间的弹性过盈大小进行调节。

19、在当前完全啮合时刻向下一个完全啮合时刻进行过渡时，第二定位波纹部与第一定位波纹部处于不完全啮合状态，为了保持第二定位波纹部与第一定位波纹部之间的抵顶状态，调节豁口张开至少部分的宽度，从而实现第二定位波纹部与第一定位波纹部之间的弹性过盈，当第二定位波纹部与第一定位波纹部再次完全啮合时，调节豁口通过开口卡环的弹性回复力及时回复至初始宽度。

20、在一种可选的实施方式中，腹腔镜手术器械还包括拨转壳体，拨转壳体与第一管轴固定连接，拨转壳体适于在外力作用下带动第一管轴周向转动；

21、腹腔镜手术器械还包括周向锁止结构，周向锁止结构相对拨转壳体的外侧周壁环周设置，周向锁止结构适于对拨转壳体锁紧或者松开。

22、当控制机构在拨转壳体的带动下相对基座周向转动到指定角度时，可通过关闭周向锁止结构对拨转壳体锁紧，从而实现对控制机构和杆体相对手柄壳体的周向锁止，有利于提高术中操作的可靠性；当控制机构需继续相对基座周向转动时，可通过打开周向锁止结构从而松开拨转壳体，具有高度的操作灵活性。

23、在一种可选的实施方式中，周向锁止结构包括：

24、锁止环，由弹性材料制成，锁止环的内侧周壁适于与拨转壳体的外侧周壁选择性抵接；

25、锁箍，设置于锁止环沿径向远离拨转壳体的一侧，锁箍适于锁紧或者松开；

26、抱压块，沿径向设置于锁止环与锁箍之间；

27、当锁箍锁紧时，锁箍通过抱压块径向挤压锁止环，使得锁止环与拨转壳体的外侧周壁挤压贴合，以对拨转壳体周向锁定。

28、锁箍锁紧时通过抱压块径向挤压锁止环，以使锁止环的内侧周壁与拨转壳体的外侧周壁之间产生摩擦力，从而通过摩擦力作用对拨转壳体进行周向锁定；锁箍松开时，锁箍对抱压块的径向挤压减小直至完全消失，此时抱压块对锁止环的径向挤压撤销，锁止环弹性恢复至初始形状并与拨转壳体的外侧周壁脱离贴合，锁止环的内侧周壁与拨转壳体的外侧周壁之间的摩擦力消失，此时锁止环对拨转壳体的周向锁定解除，拨转壳体可继续带动控制机构和杆体相对手柄壳体周向转动。

29、在一种可选的实施方式中，柔性运动节包括：

30、第一节段，固定设置于杆体沿轴向靠近末端执行器的一端；

31、第二节段，固定设置于末端执行器靠近杆体的一端；

32、第三节段，设置于第一节段与第二节段之间，第三节段的一端通过第二十字轴与第一节段相连接，另一端通过第三十字轴与第二节段相连接。

33、通过第二十字轴将第三节段的一端与第一节段万向连接，并通过第三十字轴将第三节段的另一端与第二节段万向连接，从而仅需较少的节段就能够实现偏摆控制线牵引柔性运动节相对杆体的中心轴线进行任意方向的偏摆，有利于简化器械结构，同时又能够保证远端偏摆的灵活性。

34、在一种可选的实施方式中，末端执行器包括头端壳体以及滑动设置于头端壳体内的驱动块，驱动块的一端与夹钳相铰接，另一端与开合控制线固定连接，其中，开合控制线由手柄壳体上的扳机进行控制；

35、柔性运动节还包括第二弹簧，第二弹簧与第三节段同轴设置，第二弹簧的一端与第一节段相连接，另一端穿过第二节段与驱动块相抵接，第二弹簧预压缩于头端壳体内以顶推驱动块向远离柔性运动节方向移动和/或保持驱动块向远离柔性运动节方向移动的趋势。

36、一方面，第二弹簧在第一节段与头端壳体之间为预压缩状态，第二弹簧远离第一节段的一端穿过第二节段与驱动块相抵接，以保持驱动块沿轴向向靠近夹钳方向移动的趋势，从而保证夹钳的常开状态，在工作过程中仅需收拉或者松放开合控制线即可实现夹钳的闭合或者张开，增强了操控的便捷性；另一方面，在工作过程中能够通过第二弹簧的弹性恢复力对柔性运动节进行复位；同时，第二弹簧通过与第一弹簧实时联动，能够为术者提供实时力反馈，便于术者实时调整施加作用力的大小，有助于术者实时控制柔性运动节按照术者指定方向进行偏摆且能够在该偏摆方向上确定任一指定的偏摆角度。

37、第二方面，本发明还提供了一种如上述的腹腔镜手术器械的操控方法，包括：

38、操纵手柄壳体带动控制机构相对杆体的中心轴线沿任意方向运动，使得控制机构通过偏摆控制线驱动柔性运动节相对杆体的中心轴线进行偏摆；

39、拨动拨转壳体带动控制机构周向转动，使得杆体带动末端执行器周向转动，并通过开口卡环对控制机构周向定位；

40、通过周向锁止结构对拨转壳体进行周向锁止；

41、按压手柄壳体上的扳机以抵顶开合控制线，通过开合控制线控制末端执行器的开合。

42、控制机构通过偏摆控制线驱动柔性运动节所进行的偏摆动作、拨转壳体带动控制机构所进行的周向转动动作以及开合控制线控制末端执行器所进行的开合动作可以任意其中一个单独进行，也可以任意其中两个同时进行，还可以三个同时进行，互不干扰，具有高度的灵活性；周向锁止结构对拨转壳体进行周向锁止或者解除的操作可以随时进行，不仅可以提高操作的灵活性，而且可以提高操作的可靠性。