外科手术器械的制作方法
【专利说明】外科手术器械
[0001]本申请是国际申请日为2011年8月22日、进入中国国家阶段的日期为2013年2月6日、申请号为201180038902.9、发明名称为《外科手术器械》的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及外科手术器械的弯曲装置、多功能结构及执行器结构。
【背景技术】
[0003]医学上的手术指使用医疗器械对皮肤、粘膜或其它组织进行切开、切割或进行操作而治愈病灶。特别是，切开手术部位皮肤而对其内部器官等进行治疗、整形或切除的剖腹手术等，由于出现出血、副作用、患者痛苦、疤痕等问题，最近作为替代方案，使用机器人(robot)的腹腔镜手术备受欢迎。
[0004]这种手术机器人包括主(master)机器人和从(slave)机器人，该主机器人通过医生操作生成所需信号并进行传送，该从机器人从主机器人接收信号之后直接对患者进行手术所需操作，主机器人和从机器人可以整体构成，或者分别以单独的装置构成，且配置在手术室的状态下进行手术。
[0005]手术机器人具备器械(instrument)，该器械以安装在从机器人的机器臂上的状态下插入到人体皮肤粘膜或皮肤内而进行切开组织等手术作业。
[0006]这种器械目前已开发使用着为了实现末端执行器(end effector)、即末端操作部的自由操作而在其中间部具备弯曲装置的器械。
[0007]首先，参考现有技术察看器械的弯曲装置。图1至图7是美国专利7320700所公开的附图。在此，直接附加了美国专利公报所公开的附图，而附图标记等未变更，并以主要部分为中心进行说明。
[0008]图1是表示具备弯曲装置的器械(instrument)的示意图，一般地，这种器械安装在从机器人的机器臂上进行操作，或者连接在手动(hand-held)手术器械的操作部上进行手术作业。
[0009]在图1中，附图标记10表示作为弯曲装置的主要构成部的肘节(wrist)，附图标记12表示末端操作部，附图标记14表示与操作部连接的主体轴。
[0010]图2是示出以所述肘节10为中心的弯曲装置部分的详细图，肘节部10构成为，在具有螺旋弹簧结构的绕线(wrap) 34内侧设置有与海波管26连接的缆线24，而外部具备收缩管36的结构，海波管26被推拉时绕线34和收缩管36起到使缆线24保持各自固定距离的作用。
[0011]然而，如图2所示的弯曲装置，利用绕线34和收缩管36来保持基于海波管26和缆线24的弯曲状态，因此，存在整体结构复杂的同时由于收缩管36的伸缩性导致无法提供足够的弯曲状态支承力的问题。所述弯曲装置通过绕线34和收缩管36来保持弯曲状态，然而末端操作部被施加力的情况下，仅通过绕线34和收缩管36难以确保用于保持弯曲状态的更强大的支承力。因此，发生器械的可靠性下降的问题。
[0012]另一方面，通过图3至图5被公开的上述美国专利的另一技术是在螺旋弹簧222之间插入有两个圆盘224的结构，此时如图4和图5所示，在圆盘224内部的两侧突出形成有舌片226，以便插入到螺旋弹簧222之间。此时，两个圆盘的舌片以90°角度从不同位置插入到螺旋弹簧222之间。
[0013]此外，图6和图7是表示环绕所述螺旋弹簧周围而设置的外装组件。
[0014]而且，如上所述的美国专利的另一技术也是整体结构复杂，特别是，构成为仅在螺旋弹簧222之间插入两个圆盘224，因此不同圆盘的舌片226不容易在准确位置上发挥作用，由此难以确保强大而均匀支承力。
[0015]最终，如在上面说明的美国专利以及现有技术中的弹簧或与其类似结构物设置在外装组件内，用于调节末端操作部的弯曲状态后将其恢复到原状态，然而简化所有组件而实现更有效的机械构成存在局限性。特别是，难以稳固保持肘节的弯曲状态，因此存在手术器械的可靠性下降的问题。
[0016]此外，图25是美国专利公开号5797900所公开的附图，表示安装在从机器人的机器臂上而插入到人体皮肤粘膜或皮肤内进行切开组织等的器械(instrument) 10。
[0017]图25所示的器械10，在管构件12的一侧端部上具备用于进行手术的一对手术构件14，虽然未图示，在与手术构件14相反侧的管构件12上具备与机器臂的适配器结合的器械外壳(未图不)。
[0018]在手术构件14和器械10外壳之间连接有通过管构件12的内部连接的操作缆线Cl、C2。操作缆线Cl、C2由两个缆线形成一对，并分别连接于手术构件14a、14b上，以使各手术构件14a、14b能够进行动作。S卩，一对操作缆线Cl能够使第一手术构件14a移动，而另一对操作缆线C2能够使第二手术构件14b移动。
[0019]为此，第一和第二手术构件14a、14b分别随着连接有两对操作缆线Cl、C2的旋转体部15a、15b的旋转，以连接轴16为中心可旋转地连接在肘节(wrist)体17的前侧部分。
[0020]肘节体17可旋转地连接于上述管构件12上，在用于连接该肘节体17和管构件12的轴上具有惰轮19，该惰轮19用于引导并支承两对操作缆线Cl、C2的移动。
[0021]如此构成的器械10，以连接在从(slave)机器人的机器臂上的状态下，通过医生操作主(master)机器人来启动器械10的驱动部，并通过驱动部推拉所述两对操作缆线Cl、C2，因此一对手术构件14a、14b可以通过彼此贴紧或分开来进行切开身体组织等的手术。
[0022]然而，包括如上所述美国专利所公开的器械10的现有器械，由两个手术构件成对而进行手术，因此存在只能作为切开用、夹钳用等一种手术工具利用的局限性。
[0023]—般，做一次手术时需要分别具有不同功能的医疗工具，手术机器人也需要使用分别具有不同功能的各种器械10。然而，若使用分别具有独立功能的各种器械进行手术，则需要将各种器械同时插入到人体内的状态下分别操作符合功能的器械，或者根据需要更换具有所需功能的器械之后再插入到人体内进行手术，因此存在所需手术时间较长且手术过程也复杂的问题。
[0024]另一方面，对手动(hand-held)手术器械而言，末端操作是通过医生的手等来手动进行而并非机器人来进行，只有这点上存在差异，上述器械本身的结构和操作原理几乎与前面描述的类似，因此存在类似问题。
[0025]此外，现有的用于腹腔镜手术的手术用器械，在其长度方向延伸的轴的末端上结合有刀具(cutter)、夹持器(gripper)、电手术用探针(probe)、缝合器(stapler)等执行器(effector)。使用安装有夹持器的器械时，以往很难在患者体内夹持(gripping)组织或脏器的状态下旋转或移动器械，因此需要放开所夹持的组织或脏器而移动器械之后再次夹持该组织或脏器。如图48所示，用现有的器械3夹持组织或脏器的状态下旋转器械3时，可能发生素所夹持的组织或脏器(参照图48的“T”)撕裂或损伤的事故。
【发明内容】
[0026]技术问题
[0027]本发明是为了解决上述问题而提出，目的在于，提供一种能够以简单结构顺利传递末端操作部的弯曲操作力的同时，在弯曲状态下能够确保更强大的支承力从而提高器械可靠性的手术器械用弯曲装置。
[0028]另外，本发明目的在于，提供一种不必更换手术工具而利用一对手术构件就能够进行各种手术作业，从而可提高手术作业的方便性和效率的具有多功能的外科手术用装置的器械。
[0029]此外，目的在于，提供一种在夹持状态下也能够自由旋转器械且根据需要在可旋转夹持和固定夹持之间进行选择的手术用器械的执行器结构。
[0030]解决问题的方法
[0031]用于解决所述问题的本发明涉及的手术器械用弯曲装置，包括用于使末端操作部进行自如弯曲动作的肘节部，所述肘节部包括:线材部，形成螺旋结构，两端分别连接在连接体上；多个突起部，在构成所述线材部的线材之间向螺旋节距方向突出，当通过操作缆线的推拉动作而使所述线材部弯曲时，诱导所述线材部变形或保持变形状态。
[0032]所述肘节部可以设置在主体轴与所述末端操作部之间，或者所述主体轴的一个以上的中间部分上。
[0033]在主体轴与末端操作部之间具备通过操作缆线弯曲的肘节部，其特征在于，所述肘节部包括:线材部，形成螺旋结构，其两端部分别连接在所述主体轴和末端操作部上；多个突起部，在构成所述线材部的线材之间沿着螺旋节距方向突出，当通过所述操作缆线的推拉动作使线材部弯曲时，诱导线材部变形或保持变形状态。
[0034]优选在所述线材部上沿着肘节部的长度方向连续形成有多个缆线孔，以供所述操作缆线通过。
[0035]优选所述线材部包括:螺旋部，具有螺旋结构；两侧固定部，形成为圆环结构，并且连接在所述螺旋部的两端部上，且分别固定于所述主体轴和末端操作部。
[0036]所述线材部可以构成为，使所述螺旋部具有压缩或拉伸模量。
[0037]优选所述突起部使构成所述线材部的线材之间能够沿着线材部的旋转方向相互约束。
[0038]优选所述突起部，在一侧末端部被固定于一侧线材上的状态下向节距方向突出，而该突出的另一侧末端部与相邻的另一线材分离的状态下被支承。
[0039]此时，优选所述突起部和与该突起部接触的线材部分以相对应的形状形成，从而能够彼此紧密接触。
[0040]为此，优选所述突起部的末端部形成为半球型结构，而与该突起部接触的线材部分形成凹入的半球型结构。
[0041]优选所述突起部在所述线材部的圆周方向上沿着螺旋分别隔着规定角度形成。
[0042]S卩，可以在所述线材部的圆周方向上沿着螺旋在180°?360°的角度范围内每隔规定角度形成所述突起部。
[0043]更优选，可以在所述线材部的圆周方向上沿着螺旋每隔240°角度形成所述突起部。
[0044]另一方面，在与所述突起部相对应的另一侧线材上也可以形成有支承部，该支承部向突起部方向突出以能够支承所述突起部。
[0045]此外，所述突起部也可以构成为使两端部均固定在两侧线材上，与此相反，所述突起部也可以构成为均与两侧线材分离。均分离时，优选在两侧线材上形成有凹槽结构的插入部，以使关起部的两端部能够插入。
[0046]此外，本发明的另一实施方式涉及的具有多功能的外科手术装置的器械，其特征在于，包括:主体；一对手术构件，设在所述主体的末端，与人体接触而进行手术作业；结合部，连接在所述主体和一对手术构件之间，以使所述一对手术构件具有多个协同方向，从而能够实施多种不同手术作业；驱动力传递构件，连接在所述一对手术构件和结合部中的至少一侧上，使得所述一对手术构件能够实施手术作业。
[0047]根据本发明的一实施例，所述结合部包括:一对旋转体，连接成能够以被所述主体支承的第一轴为中心进行相对旋转；一对第二轴，用于连接所述各旋转体和所述各手术构件以能够进行相对旋转。
[0048]此时，优选所述第一轴和一对第二轴以相互正交的方向配置。
[0049]根据本发明的另一实施例，所述一对手术构件由不移动的固定手术构件以及以该固定手术构件为中心向多个方向移动的可动手术构件构成，所述结合部包括:固定连接部，用于连接所述固定手术构件和主体；可动连接部，用于连接所述可动手术构件和所述固定手术构件或主体。
[0050]此时，优选所述可动连接部包括:旋转体，以被固定手术构件或主体支承的第一轴为中心旋转；第二轴，可相对旋转地连接所述旋转体和可动手术构件。
[0051 ] 与此不同，所述可动连接部也可以由球形接头或自由弯曲接头构成。
[0052]根据本发明的另一实施例，所述结合部可以由被连接在所述主体和各手术构件之间的多个球形接头构成，或者由被连接在所述主体和各手术构件之间的多个自由弯曲接头构成。
[0053]另一方面，所述驱动力传递构件可以由操作缆线构成，该操作缆线被连接在所述结合部或一对手术构件中的至少一侧上。
[0054]与此不同，所述驱动力传递构件也可以由杆或钢丝构成，该杆或钢丝被连接在所述结合部或一对手术构件中的至少一侧上。
[0055]此外，所述驱动力传递构件可以由多个杆构成，但至少一个杆形成为管状结构，从而能够在其它杆插入的状态下传递驱动力。
[0056]根据本发明的实施例，所述一对手术构件可以构成为，在