專利名稱：微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人手術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，并且具體地，本發(fā)明涉及適用于微創(chuàng)機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)的鉗。本發(fā)明的鉗包括運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)備，該運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)備設(shè)有可以打開和關(guān)閉的卡爪裝置，所述卡爪裝置安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)本體上。本發(fā)明的鉗還包括用于傳遞卡爪裝置的運(yùn)動(dòng)的第一裝置和用于傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)本體的運(yùn)動(dòng)的第二裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)技術(shù)允許執(zhí)行高精度的操作，尤其在某些復(fù)雜的手術(shù)中提供顯著的優(yōu)點(diǎn)，某些復(fù)雜的手術(shù)包括在到達(dá)手術(shù)部位方面有很大困難的那些手術(shù)。本發(fā)明尤其可應(yīng)用于這種類型的機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)，這種類型的機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)是通過患者體內(nèi)的小切口執(zhí)行的微創(chuàng)技術(shù)。當(dāng)前廣泛地采用該技術(shù)，以便在許多情況下該技術(shù)用作傳統(tǒng)的腹腔鏡手術(shù)的可替代方案。在該類型的機(jī)器人手術(shù)中，采用機(jī)械手裝置，所述機(jī)械手裝置致動(dòng)能夠保持某些工具和器械的鉗。除了通過使用與這些操作相關(guān)聯(lián)的計(jì)算技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的手術(shù)精度以外，可以通過這些機(jī)構(gòu)減少外科醫(yī)生對(duì)患者的直接接觸，結(jié)果減少了污染。通過小切口，照相機(jī)和/或鉗被引入到患者體內(nèi)以執(zhí)行具有最小創(chuàng)傷和可忽略的術(shù)后痛疼后果的多種操作。如本文使用的、根據(jù)用于本發(fā)明的目的的期待用法的術(shù)語“鉗”應(yīng)當(dāng)理解為設(shè)計(jì)成聯(lián)接到機(jī)械手端部的工具。該機(jī)械手通常在機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)操作中由有經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)生遙控地操作，并且該機(jī)械手設(shè)計(jì)成抓緊并且甚至拖住任何有用的工具、本體或器件。許多類型的腹腔鏡手術(shù)鉗基于其運(yùn)動(dòng)和幾何形狀而存在，這些方面很大程度上取決于鉗最終將要進(jìn)行的操作的類型。在腹腔鏡手術(shù)操作中，典型地使用幾個(gè)鉗，這幾個(gè)鉗通常具有這樣的構(gòu)造，即，所述構(gòu)造使得其遠(yuǎn)端端部設(shè)有具有與以上所述構(gòu)造不同的構(gòu)造的卡爪，例如，這些卡爪設(shè)有或者沒有齒，具有直線的形狀或者曲線的形狀，等等。在美國專利US6969385中說明了在機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)中使用的腹腔鏡手術(shù)鉗的一個(gè)示例。該文獻(xiàn)示出在由配合在轉(zhuǎn)動(dòng)本體上的卡爪構(gòu)成的機(jī)器人裝置中使用的鉗。這些卡爪包括可以相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)的指狀物。通過纏繞在帶槽的滑輪上的纜索傳遞卡爪的指狀物的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。滑輪分別與指狀物的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和附裝到機(jī)械手端部的所述轉(zhuǎn)動(dòng)本體的軸對(duì)應(yīng)地安裝。鉗的運(yùn)動(dòng)傳遞的又一個(gè)示例是借助齒輪。在US2009192521中說明了一種手術(shù)器械，該手術(shù)器械由鉗構(gòu)成，所述鉗包括固定的指狀物和可運(yùn)動(dòng)的 指狀物。鉗的運(yùn)動(dòng)指狀物被齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。如在該文獻(xiàn)中說明的使用纜索和滑輪或者鉗中的齒輪對(duì)于從驅(qū)動(dòng)裝置傳遞運(yùn)動(dòng)到鉗自身以用于定位卡爪以及用于使卡爪運(yùn)動(dòng)而言是必要的。這導(dǎo)致鉗機(jī)構(gòu)是相當(dāng)復(fù)雜的。該機(jī)械復(fù)雜性在其中運(yùn)動(dòng)傳遞纜索必須穿過有關(guān)節(jié)的本體的情況下是顯著重要的，該情況通常在上述鉗中出現(xiàn)。傳遞纜索必須穿過有關(guān)節(jié)的本體的事實(shí)需要設(shè)置額外的滑輪以用于能夠執(zhí)行這種從驅(qū)動(dòng)裝置到卡爪的運(yùn)動(dòng)傳遞。本發(fā)明提供了一種腹腔鏡手術(shù)鉗，其具有這樣的構(gòu)造，S卩，該構(gòu)造允許通過包括多種轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)組件從驅(qū)動(dòng)裝置傳遞運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件。鉗的該運(yùn)動(dòng)學(xué)組件包括允許定位鉗的構(gòu)件和允許使鉗的卡爪裝置運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。如以下將理解，借助本發(fā)明的腹腔鏡手術(shù)鉗，可以在簡單的、緊湊的和可靠的構(gòu)造下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，如以下將理解，得到額外的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了適于在機(jī)械手中使用的鉗。更具體地，本發(fā)明涉及被機(jī)械手驅(qū)動(dòng)的、意在用于執(zhí)行微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)操作的鉗。根據(jù)本發(fā)明，提供用于在機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)操作中使用的鉗，所述鉗包括主本體，所述主本體具有近端端部和遠(yuǎn)端端部。主本體的近端端部適于接收萬向接頭，所述萬向接 頭能夠執(zhí)行兩個(gè)被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。在主本體的遠(yuǎn)端端部處,聯(lián)接有由轉(zhuǎn)動(dòng)本體所形成的運(yùn)動(dòng)學(xué)組件，所述轉(zhuǎn)動(dòng)本體可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在該遠(yuǎn)端端部上并且設(shè)有卡爪裝置。該轉(zhuǎn)動(dòng)本體能夠執(zhí)行若干主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的鉗的卡爪裝置包括至少兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件或者指狀物，所述至少兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件或者指狀物可以獨(dú)立地被轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)。通過第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置執(zhí)行鉗的指狀物的運(yùn)動(dòng)。就其部分而言，通過第二運(yùn)動(dòng)傳遞裝置執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)本體的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。所述第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置和第二運(yùn)動(dòng)傳遞裝置被驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括例如電動(dòng)馬達(dá)。驅(qū)動(dòng)裝置和第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置及第二運(yùn)動(dòng)傳遞裝置的組合允許適當(dāng)?shù)囟ㄎ汇Q，并且允許打開和關(guān)閉卡爪裝置，使指狀物朝向和遠(yuǎn)離彼此運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置和第二運(yùn)動(dòng)傳遞裝置二者在近端端部與遠(yuǎn)端端部之間包括筋腱(tendon)，所述筋腱在主本體內(nèi)側(cè)沿著主本體延伸。在使用中，所述筋腱可以沿著所述主本體縱向地運(yùn)動(dòng)。更具體地，鉗包括與第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)筋腱和與第二運(yùn)動(dòng)傳遞裝置相關(guān)聯(lián)的一個(gè)筋腱。第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置根據(jù)鉗的實(shí)施例可以包括一個(gè)或者兩個(gè)筋腱，或者根據(jù)想要的鉗的應(yīng)用而用于控制鉗的一個(gè)或者多個(gè)指狀物。所述筋腱中的每個(gè)都由若干鋼纜形成，若干鋼纜優(yōu)選地是三條，所述鋼纜布置成被包裝在鞘內(nèi)側(cè)，在所述鞘中包封這些鋼纜。形成每個(gè)筋腱的鋼纜優(yōu)選地具有圓形的橫截面以盡可能獲得較大的硬度，并且從而避免當(dāng)鋼纜處于壓縮下時(shí)鋼纜扣緊。在該橫截面下，也減小筋腱與筋腱的鞘之間的摩擦。對(duì)形成用于傳遞鉗的運(yùn)動(dòng)的每個(gè)筋腱的若干纜索的包裝提供了必要的硬度，既用于能夠進(jìn)行壓縮，也用于能夠進(jìn)行牽引，允許有效的動(dòng)力傳遞，就好像是桿傳遞。每個(gè)筋腱的橫截面的幾何形狀都通過形成筋腱的纜索的布置來限定。根據(jù)本發(fā)明，纜索布置成使得筋腱在主本體的遠(yuǎn)端端部附近具有沿著其長度具有可變的幾何形狀的橫截面。這至少滿足了與第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置相關(guān)聯(lián)的筋腱。因此，筋腱的橫截面幾何形狀的變化允許非常有效地操作卡爪裝置。借助根據(jù)本發(fā)明所述的構(gòu)造，鉗可以圍繞第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且轉(zhuǎn)動(dòng)本體可以圍繞第二軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。第一軸線和第二軸線可以彼此基本垂直地布置。
在本發(fā)明的鉗的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的是每個(gè)筋腱的橫截面幾何形狀的變化如下。如上所述，筋腱通過主本體的內(nèi)部縱向地延伸，限定了筋腱的第一橫截面幾何形狀布置，在所述第一橫截面幾何形狀布置中布置有相應(yīng)的纜索，在橫截面中，纜索的縱向軸線沿著徑向方向分布。然后，筋腱的橫截面幾何形狀改變成第二布置，在所述第二布置中布置有相應(yīng)的纜索，在橫截面中，纜索的縱向軸線沿著第一取向分布。最后，筋腱的橫截面幾何形狀改變成第三布置，在所述第三布置中布置有相應(yīng)的纜索，在橫截面中，纜索的縱向軸線沿著與所述第一取向不同的第二取向分布。換言之，在筋腱的橫截面幾何形狀的第一布置中，在主本體的大部分長度中輻射狀地布置每個(gè)筋腱的纜索，以便使筋腱的橫截面的形狀是基本圓形的。換言之，如果例如如上所述筋腱是由三條纜索形成的筋腱，則將布置纜索，在該情況下，在橫截面中，纜索的相應(yīng)的縱向軸線處于基本三角形的布置中。在主本體的與遠(yuǎn)端端部附近對(duì)應(yīng)的一個(gè)部分中，同一個(gè)筋腱的橫截面改變成所述第二布置，在所述第二布置中筋腱的纜索布置成使其相應(yīng)的縱向軸線沿著第一取向橫向地排列，例如水平地排列。因此，獲得必要的柔度以克服接頭沿著與其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行的方向的屈曲。最后，筋腱的橫截面改變成第三布置，在所述第三布 置中筋腱的纜索布置成使其相應(yīng)的縱向軸線沿著第二取向橫向地排列，相對(duì)于所述第一取向形成諸如90°的角度，即，豎直地排列。這樣，因此獲得必要的柔度以克服接頭沿著與其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直的方向的屈曲。包括所述筋腱在內(nèi)的第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置和第二運(yùn)動(dòng)傳遞裝置還包括用于相切地纏繞筋腱的轉(zhuǎn)動(dòng)鼓。這些轉(zhuǎn)動(dòng)鼓允許在所述組件的遠(yuǎn)端端部中將來自筋腱的縱向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成沿著兩個(gè)方向即牽引方向和壓縮方向的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)以可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)鉗的轉(zhuǎn)動(dòng)本體及其卡爪裝置。所述轉(zhuǎn)動(dòng)鼓具有適用于纏繞筋腱的帶槽周邊。鉗的轉(zhuǎn)動(dòng)本體由交疊布置的所述鼓中的兩個(gè)鼓形成。用于纏繞轉(zhuǎn)動(dòng)本體的所述兩個(gè)鼓中的每個(gè)都分別與每個(gè)卡爪指狀物成一體。筋腱(至少與第一傳遞裝置相關(guān)聯(lián)的筋腱)的橫截面構(gòu)造由于其朝向主本體的遠(yuǎn)端端部沿著其長度運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的變化允許沿著行進(jìn)的兩個(gè)方向在相應(yīng)的鼓中有效地纏繞和扭曲所述筋腱。為了如上所述導(dǎo)致每個(gè)筋腱的橫截面幾何形狀改變，在主本體的遠(yuǎn)端端部附近的不同平面處，設(shè)置有若干筋腱改變?nèi)∠蚰K。每個(gè)改變?nèi)∠蚰K都包括固定到細(xì)長的本體內(nèi)部的塊，在所述細(xì)長的本體內(nèi)形成有細(xì)長的通道，所述細(xì)長的通道的形狀設(shè)定成在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)(例如90° )中導(dǎo)引每個(gè)筋腱的纜索。每個(gè)筋腱都使用兩個(gè)改變?nèi)∠蚰K，這能夠使筋腱的橫截面形狀進(jìn)行上述兩個(gè)改變(從圓形橫截面形狀改變到在第一取向上的直線橫截面形狀，以及從在所述第一取向上的直線橫截面形狀改變成在不同的第二取向上的直線橫截面形狀)。每個(gè)改變?nèi)∠蚰K都可以具有與例如所使用的纜索的直徑對(duì)應(yīng)的第一尺寸(寬度或者高度)和與例如所述直徑中的三個(gè)對(duì)應(yīng)的第二尺寸(寬度或者高度)。沿著同一個(gè)筋腱長度在兩個(gè)改變?nèi)∠蚰K之間，筋腱的纜索被容納在平坦的鞘內(nèi)側(cè)，所述平坦的鞘適于維持纜索的構(gòu)造。對(duì)于通過筋腱位移傳遞運(yùn)動(dòng)而言，如上所述，使用諸如電動(dòng)馬達(dá)的細(xì)長的本體驅(qū)動(dòng)裝置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其它裝置可以適于可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)內(nèi)螺紋管，所述內(nèi)螺紋管安裝成軸向地保持在主本體內(nèi)。在這些內(nèi)螺紋管內(nèi)側(cè)，接收有對(duì)應(yīng)的外螺紋管，所述外螺紋管固定到內(nèi)部布置有筋腱的外鞘。外螺紋管可以轉(zhuǎn)動(dòng)到所述內(nèi)螺紋管(軸向地保持在主本體內(nèi)的內(nèi)螺紋管)，以便使通過驅(qū)動(dòng)裝置的該轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致外螺紋管縱向運(yùn)動(dòng)，并且結(jié)果，導(dǎo)致第一傳遞裝置的筋腱縱向運(yùn)動(dòng)(以驅(qū)動(dòng)來自鉗卡爪裝置的指狀物)或者第二傳遞裝置的筋腱縱向運(yùn)動(dòng)(用于可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)本體來用于定位卡爪裝置)。借助如根據(jù)本發(fā)明說明的鉗，至此已經(jīng)使用用于相同目的的具有超過鉗的顯著的機(jī)械簡化性的組件，結(jié)果節(jié)省了成本。在鉗的驅(qū)動(dòng)裝置使筋腱具有可變的幾何橫截面構(gòu)造以用于每次改變所述截面的取向的情況下，根據(jù)本發(fā)明，能夠通過使用惰滑輪或者齒輪來分配筋腱，所述惰滑輪或者齒輪用于橫向地轉(zhuǎn)動(dòng)其上運(yùn)行有筋腱的部件。本發(fā)明的構(gòu)造還允許獲得非常堅(jiān)固的組件，該非常堅(jiān)固的組件具有較大的耐用性的纜索以及這些纜索圍繞其滾動(dòng)的鼓。
本發(fā)明的微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)鉗的其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將從本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說明而顯而易見。僅通過示例的方式給出說明并且在附圖中示出該說明。


在附圖中，圖I是本發(fā)明的微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)鉗的主本體的部分透視圖；圖2是用于改變鉗的筋腱中的取向的一個(gè)模塊的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖3是本發(fā)明的微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)鉗的部分透視圖，卡爪裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)本體安裝在該組件的主本體中的遠(yuǎn)端端部處；以及圖4是本發(fā)明的鉗的部分透視圖，其中示意性地示出筋腱的構(gòu)造及其取向的改變。
具體實(shí)施例方式在本文公開的圖I至4中，示出在機(jī)械手中的微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)鉗的優(yōu)選的實(shí)施例。在附圖中已經(jīng)總體上用附圖標(biāo)記10指示鉗。在所示的示例性實(shí)施例中，鉗10包括細(xì)長形狀的主本體20,其具有近端端部30(附圖中的左側(cè))和遠(yuǎn)端端部40 (附圖中的右側(cè))。圖I中部分地示出鉗10的主本體20及其近端端部30。圖3和4中示出主本體20的遠(yuǎn)端端部40。如圖I中所示，鉗10的主本體20的近端端部30可以通過萬向接頭55附裝到機(jī)械手50。為了清楚起見，在所述圖I中示出與主本體20分離的萬向接頭55。萬向接頭55允許組件執(zhí)行兩個(gè)被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)GP1，GP2，如在圖I中由相應(yīng)的箭頭所示。在主本體20的遠(yuǎn)端端部40處，聯(lián)接有運(yùn)動(dòng)學(xué)組件，該運(yùn)動(dòng)學(xué)組件包括樞轉(zhuǎn)地安裝在遠(yuǎn)端端部40上的本體60。轉(zhuǎn)動(dòng)本體60設(shè)有卡爪裝置(卡爪70)，以下將更加詳細(xì)地說明所述卡爪裝置。圖3和4中以示例的方式示出的實(shí)施例的卡爪70包括兩個(gè)鏟狀的指狀物71、72。在圖3的實(shí)施例中，卡爪70的指狀物71、72具有平坦的粗糙內(nèi)表面。在圖4的實(shí)施例中，卡爪70的指狀物71、72具有彎曲的平滑內(nèi)表面。然而，將應(yīng)當(dāng)理解，卡爪70的指狀物71、72可以根據(jù)要求具有任何其它構(gòu)造以及具有不同的表面光潔度的內(nèi)表面。根據(jù)圖3中所示的主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)GA2和GA3，卡爪70的指狀物71、72可以以協(xié)調(diào)的且獨(dú)立的方式圍繞第一軸線X被轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)，用于朝向和/或遠(yuǎn)離彼此運(yùn)動(dòng)。這樣允許鉗10抓緊并且甚至拖住任何有用的工具、本體或器件(未示出)。根據(jù)圖I中所示的被動(dòng)角運(yùn)動(dòng)GA4，鉗10的運(yùn)動(dòng)學(xué)組件還可以圍繞主本體20的縱向軸線Z轉(zhuǎn)動(dòng)。該被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)GA4以大于360°的角度執(zhí)行并且允許定位鉗10的工作平面?？ㄗ?0的每個(gè)指狀物71、72都分別與纏繞鼓81、82成一體，以下將更加詳細(xì)地說明所述纏繞鼓81、82。在主本體20的近端端部30處設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置M，用于控制地驅(qū)動(dòng)卡爪70及其在空間中的取向。以下將更加詳細(xì)地說明驅(qū)動(dòng)裝置M。與驅(qū)動(dòng)裝置M協(xié)作地設(shè)置有第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置100，其用于導(dǎo)致卡爪70的指狀物71、72朝向和遠(yuǎn)離彼此轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于每個(gè)指狀物71、72而言如在圖3中分別由GA2和GA3指示。還設(shè)置第二運(yùn)動(dòng)傳遞裝置200，用于導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)本體60根據(jù)如圖3中所示的GAl圍繞第二軸線Y轉(zhuǎn)動(dòng)，用于當(dāng)腹腔鏡插入進(jìn)行使用時(shí)將鉗10側(cè)向定位在空間中。在一個(gè)實(shí)施例中，
分別地，第一傳遞裝置100包括筋腱300和350，并且第二傳遞裝置包括一個(gè)筋腱400。筋腱350相對(duì)于筋腱300對(duì)稱地布置，并且因此，該筋腱350在圖3中被隱藏(用虛線示出)。清楚的是在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，鉗70可以包括單個(gè)可移動(dòng)的指狀物，而另一個(gè)指狀物被固定，使得在該情況下第一傳遞裝置100將包括單個(gè)筋腱(300或者350)。筋腱300、350、400全部沿著主本體20從近端端部30延伸到遠(yuǎn)端端部40，如可以參見圖3和4。筋腱300、350、400適于在主本體20內(nèi)沿著該主本體縱向地運(yùn)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)鉗10，如以下將更加詳細(xì)地說明。在以示例方式示出的實(shí)施例中，傳遞裝置100和200的筋腱300、350、400中的每個(gè)都由三條鋼纜500形成，所述三條鋼纜500具有圓形的橫截面并且布置成被包裝在鞘(未示出)內(nèi)，在所述鞘中包封這些鋼纜，為牽引和壓縮兩種工作提供必要的剛度。圖2和4中示出纜索500在一個(gè)筋腱300、350、400中的若干布置。圖4示出通過與第一傳遞裝置100相關(guān)聯(lián)的至少筋腱300、350所呈現(xiàn)出的橫截面幾何形狀的多種布置A、B、C。筋腱300、350的橫截面幾何形狀的這種變化由形成每個(gè)筋腱的纜索500的布置或者取向限定。在所示的實(shí)施例中，纜索500在筋腱300、350中布置成使得在主本體20的遠(yuǎn)端端部40附近筋腱具有隨著其朝向鉗10的主本體20的遠(yuǎn)端端部40縱向地前進(jìn)而改變的橫截面幾何形狀。筋腱300、350的橫截面幾何形狀的這種變化允許卡爪70的指狀物71、72圍繞軸線X沿著兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)GA2和GA3并且允許與第一傳遞裝置100相關(guān)聯(lián)的筋腱300,350穿過轉(zhuǎn)動(dòng)本體60的接頭，如以下將說明。以下將參照?qǐng)D4說明每個(gè)筋腱300、400的橫截面幾何形狀的變化。每個(gè)筋腱300、350的橫截面幾何形狀在其路徑上改變了兩次，所以有筋腱300、350的第一橫截面幾何形狀布置A、筋腱300、350的第二橫截面幾何形狀布置B、以及筋腱300、350的第三橫截面幾何形狀布置C。圖4中示意性地示出布置A、B和C。根據(jù)圖4，在主本體20的大部分長度中，筋腱300、350在其相應(yīng)的纜索500輻射狀地布置的情況下從近端端部30延伸到遠(yuǎn)端端部40。如在橫截面中看到，纜索500的該輻射狀布置通過其基本三角形的布置而實(shí)現(xiàn)，限定了用于筋腱300、350的第一橫截面幾何形狀布置A的基本圓形的形狀。在主本體20的遠(yuǎn)端端部40附近，相同的筋腱300、350的橫截面幾何形狀從纜索500的第一布置(輻射狀地布置)改變到第二布置B，在所述纜索500的第一布置下纜索500的縱向軸線成三角形地分布，在所述第二布置B下纜索500的縱向軸線以第一取向排列，水平地排列，如在例如圖4中所示的橫截面看到。最后，筋腱300、350的橫截面幾何形狀再次從纜索500的該第二布置B(沿著第一取向，纜索500的縱向軸線水平地排列)改變到其中所述縱向軸線沿著第二取向排列的布置，從而如圖4中所示限定了筋腱300,350的橫截面幾何形狀的第三布置C。對(duì)于所公開的實(shí)施例而言，筋腱300、350的橫截面的第二布置B中的第一取向相對(duì)于筋腱300、350的橫截面的第三布置C中的第二取向形成了基本90°的角。因此，筋腱300、350的橫截面的第三布置C與豎直地排列布置其纜索500的布置對(duì)應(yīng)，如在橫截面中看到，如圖4中所示。鉗10的筋腱300、350的橫截面提供了為牽引和壓縮兩種工作所需要的剛度，并且因此同時(shí)允許筋腱相應(yīng)地纏繞在每個(gè)鼓81、82、83上。至少筋腱300、350在第一傳遞裝置 100中的取向的改變(在所示的實(shí)施例中，與第二傳遞裝置200相關(guān)聯(lián)的筋腱400不需要)還允許適于使筋腱300、350穿過與軸線Y相關(guān)聯(lián)的接頭，即，允許根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)GAl轉(zhuǎn)動(dòng)本體60。如上所述，由相應(yīng)的筋腱300、350、400所形成的第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置100和第二運(yùn)動(dòng)傳遞裝置200還包括轉(zhuǎn)動(dòng)鼓81、82、83，圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)鼓81、82、83纏繞有上述對(duì)應(yīng)的筋腱300、350、400。尤其，鼓81、82布置成一個(gè)鼓共軸地布置在另一個(gè)鼓上以形成鉗10的轉(zhuǎn)動(dòng)本體60，并且這些鼓適于獨(dú)立地通過致動(dòng)第一傳遞裝置100，即分別通過致動(dòng)筋腱300和筋腱350 (與筋腱300對(duì)稱的不可見的筋腱)，可轉(zhuǎn)動(dòng)地被驅(qū)動(dòng)。沿著主本體20的內(nèi)部延伸的筋腱300包圍鼓81的周邊，而沿著主本體20的內(nèi)部延伸的筋腱350包圍鼓82的周邊。最后，也沿著主本體20的內(nèi)部延伸的筋腱400包圍鼓83的周邊。與第一傳遞裝置100相關(guān)聯(lián)的筋腱300、350的位移導(dǎo)致鉗10的轉(zhuǎn)動(dòng)本體60的相應(yīng)鼓81、82相應(yīng)地獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致卡爪70的指狀物71、72根據(jù)圖3中所示的相應(yīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)GA2、GA3圍繞軸線X獨(dú)立地轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)期望朝向或者遠(yuǎn)離彼此圍繞軸線X轉(zhuǎn)動(dòng)，以抓緊、拖住或類似地操作器械、器官等。與第二傳遞裝置200相關(guān)聯(lián)的筋腱400的位移導(dǎo)致鼓83轉(zhuǎn)動(dòng)，使鉗10的轉(zhuǎn)動(dòng)本體60根據(jù)圖3中所示的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)GAl圍繞軸線Y轉(zhuǎn)動(dòng)，用于將鉗10適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诳臻g中。為了使鼓81、82、83適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這些鼓設(shè)有適于纏繞相應(yīng)的筋腱300、350、400的帶槽的周邊(未示出)。限定轉(zhuǎn)動(dòng)本體60的每個(gè)纏繞鼓81、82都與卡爪70的每個(gè)相應(yīng)的指狀物71、72成一體。在本文參照

的微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)鉗10的實(shí)施例中，還設(shè)置有用于改變筋腱300、350的取向的模塊600。圖2中示出這些改變?nèi)∠蚰K600中的一個(gè)示例。在所述圖2中，示出用于改變筋腱300、350的取向的模塊600，其設(shè)計(jì)成用于導(dǎo)致所述第一傳遞裝置100中的每個(gè)筋腱300、350的橫截面幾何形狀布置A、B、C在鉗10的主本體20的遠(yuǎn)端端部40附近的不同平面處改變。改變?nèi)∠蚰K600包括固定在主本體20的內(nèi)側(cè)的成一體的塊。在改變?nèi)∠蚰K600的內(nèi)側(cè)，設(shè)置有細(xì)長的內(nèi)部通道650，其形狀設(shè)定成導(dǎo)引每個(gè)筋腱300、350的纜索500并且隨著所述纜索500穿過通道650的內(nèi)部而強(qiáng)制這些纜索500轉(zhuǎn)動(dòng)了約 90。對(duì)于第一傳遞裝置100的每個(gè)筋腱300，350而言，設(shè)置有兩個(gè)改變?nèi)∠蚰K600。與所述第一運(yùn)動(dòng)傳遞裝置100相關(guān)聯(lián)的模塊600，即，當(dāng)筋腱300和350圍繞主本體20縱向地運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致筋腱300和350的取向改變的那些模塊600布置成一個(gè)模塊600正處于主本體20的遠(yuǎn)端端部40處，而另一個(gè)模塊600處于轉(zhuǎn)動(dòng)本體60的相應(yīng)鼓81、82中的每個(gè)附近。
對(duì)于改變?nèi)∠蚰K600所述的構(gòu)造允許筋腱的橫截面布置的兩種改變，即，筋腱的橫截面布置從圓形布置A改變到水平直線布置B ;以及最后，筋腱的橫截面布置從水平直線布置B改變到豎直布置C，如圖4中用圖解法所示的以及如上所述的。每個(gè)改變?nèi)∠蚰K600的內(nèi)部通道650可以具有與所使用的纜索的直徑對(duì)應(yīng)的第一尺寸d (典型地，0.3mm)和與所述直徑的三倍對(duì)應(yīng)的第二尺寸D (0.9mm)。將應(yīng)當(dāng)理解，在特定的取向中的所述直徑d、D可以與所示示例中的所述通道650的寬度和高度對(duì)應(yīng)，但模塊600的幾何形狀也可以由其它尺寸限定。在同一個(gè)筋腱300、350中的兩個(gè)改變?nèi)∠蚰K600之間，纜索500被容納在平坦的鞘的內(nèi)側(cè)，所述平坦的鞘適于在兩個(gè)模塊600之間沿著該路徑維持纜索構(gòu)造?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1，以下將更加詳細(xì)地說明用于可位移地驅(qū)動(dòng)筋腱300、350、400的裝置M。在以示例的方式示出的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置M包括若干電動(dòng)馬達(dá)700,所述電動(dòng)馬達(dá)700適于轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)外管800。這些外管800設(shè)有內(nèi)螺紋，并且這些外管在主本體20內(nèi)側(cè)軸向地保持在近端端部30中，如圖I中所示。在外管800的內(nèi)側(cè)中，可經(jīng)螺紋地接收具有外螺紋850的對(duì)應(yīng)的內(nèi)管，所述外螺紋850附裝到相應(yīng)的筋腱300、350、400的外部。內(nèi)管850可以相對(duì)于相應(yīng)的外管800轉(zhuǎn)動(dòng)，所述相應(yīng)的外管800如上所述被軸向地保持在主本體20內(nèi)。從而，每個(gè)外管800通過對(duì)應(yīng)的馬達(dá)700而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動(dòng)使內(nèi)管850縱向地運(yùn)動(dòng)，并且結(jié)果，導(dǎo)致第一傳遞裝置100的筋腱300、350對(duì)應(yīng)地縱向運(yùn)動(dòng)以用于圍繞軸線X致動(dòng)鉗10的卡爪70的指狀物71、72 (獨(dú)立運(yùn)動(dòng)GA2、GA3)并且/或者第二傳遞裝置200的筋腱對(duì)應(yīng)地縱向運(yùn)動(dòng)，用于可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)可動(dòng)本體60以用于圍繞軸線Y定位卡爪70 (運(yùn)動(dòng)GAl)。雖然已經(jīng)參照優(yōu)選的實(shí)施例在本說明書中說明了并且在附圖中示出了本發(fā)明，但是本發(fā)明的微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)鉗在沒有脫離所附權(quán)利要求中限定的保護(hù)范圍的情況下易受到多種改變。
權(quán)利要求
1.微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)鉗(10)，其包括安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)本體(60)上的卡爪裝置(70)、用于傳遞所述卡爪裝置(70)的運(yùn)動(dòng)的第一裝置(100)和用于傳遞所述轉(zhuǎn)動(dòng)本體(60)的運(yùn)動(dòng)的第二裝置(200)，其特征在于，所述第一和第二傳遞裝置(100，200)分別包括至少一個(gè)筋腱(300，350，400)，所述至少一個(gè)筋腱中的每個(gè)都由若干纜索(500)形成，所述纜索(500)布置成使得與用于傳遞運(yùn)動(dòng)的所述第一裝置(100)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)筋腱(300，350)的橫截面具有沿著其穿過主本體(20)內(nèi)部的路徑能變化的幾何形狀(A，B, C)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鉗(10)，其中，每個(gè)筋腱(300，350)的橫截面幾何形狀都具有第一布置(A)、第二布置(B)和第三布置(C),在所述第一布置(A)中相應(yīng)纜索(500)布置成使其縱向軸線在橫截面中成輻射狀布置(A)，在所述第二布置(B)中每個(gè)筋腱(300，350)的相應(yīng)纜索(500)布置成使其縱向軸線在橫截面中沿著第一取向分布，在所述第三布置(C)中每個(gè)筋腱(300，350 )的相應(yīng)纜索(500 )布置成使其縱向軸線在橫截面中沿著與所述第一取向不同的第二取向分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉗(10)，其中，所述第二和第三布置(B，C)各自的所述第一取向和第二取向相對(duì)于彼此形成基本90°的角。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉗(10)，其中，所述筋腱(300，350，400)中的至少一個(gè)由至少三條纜索(500)形成。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉗(10)，其中，所述卡爪裝置(70)能夠圍繞第一軸線(X)轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉗(10)，其中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)本體(60)能夠圍繞第二軸線(Y)轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求5和6中任一項(xiàng)所述的鉗(10)，其中，所述第一軸線(X)和所述第二軸線(Y)相對(duì)于彼此形成基本90°的角。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉗(10)，其中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)本體(60)包括分別與所述卡爪裝置(70)相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)鼓(81，82)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉗(10)，其中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)鼓(81，82)能夠通過所述第一傳動(dòng)裝置(100)的相應(yīng)的筋腱(300，350)獨(dú)立地操作。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉗(10)，其中，所述鉗包括用于改變形成每個(gè)筋腱(300，350)的所述纜索(500)的取向的模塊(600)，每個(gè)模塊(600)都由其中形成有細(xì)長的通道(605)的塊形成，所述通道的形狀設(shè)定成導(dǎo)引對(duì)應(yīng)的筋腱的所述纜索(500)，導(dǎo)致所述對(duì)應(yīng)的筋腱在其取向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及微創(chuàng)腹腔鏡手術(shù)鉗，其包括安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)本體(60)上的卡爪裝置(70)、分別用于傳遞卡爪裝置(70)和轉(zhuǎn)動(dòng)本體(60)的運(yùn)動(dòng)的第一裝置和第二裝置(100，200)，所述第一裝置和第二裝置分別包括至少一個(gè)筋腱(300，350，400)，所述至少一個(gè)筋腱中的每個(gè)由若干纜索(500)形成，所述若干纜索布置成使得與用于傳遞運(yùn)動(dòng)的第一裝置(100)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)筋腱(300，350)的橫截面具有可變的幾何形狀(A，B，C)，所述可變的幾何形狀由第一布置(A)、第二布置(B)和第三布置(C)形成，在所述第一布置中在纜索(500)的縱向軸線在橫截面中處于輻射狀布置(A)中的情況下布置所述纜索，在所述第二布置中所述軸線沿著第一取向布置，在所述第三布置中所述軸線沿著與第一取向垂直的第二取向布置。
文檔編號(hào)A61B19/00GK102639080SQ201080054312
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者J·阿馬特吉爾博 申請(qǐng)人:加泰羅尼亞理工大學(xué)