[發明專利]一種柔性內鏡微創手術器械臂

在審

• 申請號: 202210339410.3
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114748167A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 史超陽;宋德智;王樹新
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B34/30
• 分類號: A61B34/30;A61B17/29;A61B17/00
• 代理公司: 北京中普鴻儒知識產權代理有限公司 11822
• 代理人: 曲芳兵

本發明涉及一種柔性內鏡微創手術器械臂，包括前端執行裝置、連續體套管、鋼絲軟軸以及鋼絲軟軸驅動裝置，所述前端執行裝置與鋼絲軟軸一端相連接，鋼絲軟軸另一端內穿所述連續體套管與鋼絲軟軸驅動裝置相連接，所述鋼絲軟軸驅動裝置可驅動鋼絲軟軸旋轉，并帶動前端執行裝置繞自身軸線轉動。本發明通過在連續體套管內部設置與前端執行裝置相連接的鋼絲軟軸，鋼絲軟軸可在驅動裝置的驅動下，帶動前端執行裝置繞軸360°自轉，使得前端執行裝置具有較高的手術操作靈活性，且能夠滿足各種姿態的調整需求。

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，具體涉及一種柔性內鏡微創手術器械臂。

背景技術

柔性內鏡微創手術機器人是使用柔性內鏡手術器械沿人體自然腔道到達病變位置，進行靈巧探查，并能夠實現復雜且精細操作的新型手術機器人。例如，其可通過自然腔道進入人體進行組織活檢、息肉切除或腫瘤剝離等復雜操作，與傳統手術相比，可以有效減小患者病痛和麻醉劑使用，加快術后恢復，減少術后感染和并發癥的幾率。

但是，目前臨床使用的柔性內鏡手術器械普遍存在自由度缺乏的問題，僅具備鉗口開合、整體自轉以及整體進給三個自由度，應用時需要依靠胃鏡、腸鏡等被動抵達病灶處完成手術操作，操作靈活性差。同時，現有廣泛利用連續體結構開發的用于柔性內鏡微創手術機器人的連續體手術器械，大多缺乏末端手術器械自轉功能，需要依靠整體自轉來完成前端執行裝置手術工具的姿態調整，運動精度不高。為了克服這一不足，已有研究人員通過在器械末端引入一對螺旋布置的驅動絲來驅動末端器械旋轉，但該方法僅實現末端手術器械一定角度的自轉，運動靈活性不佳，且引入的驅動絲容易與驅動連續體彎曲的驅動絲產生運動耦合，大大降低柔性手術器械的定位精度。

發明內容

基于現有柔性內鏡微創手術器械臂普遍存在自由度缺乏，操作靈活性差的問題，本發明提供了一種前端執行裝置可自轉的柔性內鏡微創手術器械臂。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種柔性內鏡微創手術器械臂，包括前端執行裝置、連續體套管、鋼絲軟軸以及鋼絲軟軸驅動裝置，其中：

所述前端執行裝置與鋼絲軟軸一端相連接，鋼絲軟軸另一端內穿所述連續體套管與鋼絲軟軸驅動裝置相連接，所述鋼絲軟軸驅動裝置可驅動鋼絲軟軸旋轉，并帶動前端執行裝置繞自身軸線轉動。

作為優選，所述鋼絲軟軸驅動裝置包括鋼絲軟軸固定件、主動錐齒輪、從動錐齒輪以及第一驅動電機，所述鋼絲軟軸固定件轉動設置于軸承安裝座上，所述主動錐齒輪與從動錐齒輪傳動連接，所述第一驅動電機用于驅動主動錐齒輪旋轉，所述從動錐齒輪的中間通孔內設有連接軸，所述鋼絲軟軸端部分別與連接軸以及鋼絲軟軸固定件固連。

作為優選，所述前端執行裝置靠近連續體套管的一端設置環狀凸起部，所述連續體套管內部設有與所述環狀凸起部相對應的環形槽，所述前端執行裝置通過所述環狀凸起部與設置于連續體套管內的環形槽間隙配合安裝，并可在鋼絲軟軸驅動裝置驅動下，實現繞自身軸線旋轉時無軸向竄動。

作為優選，所述前端執行裝置為手術鉗組件，所述手術鉗組件包括兩個鉗爪、鉗頭以及用于推拉兩個鉗爪實現鉗爪開合的推桿，其中：所述兩個鉗爪與鉗頭之間通過圓柱銷安裝固定；所述推桿設置于鉗頭內部，并與鋼絲軟軸相連接；所述兩個鉗爪上分別設有滑槽，所述推桿前端通過另一圓柱銷分別延伸至兩鉗爪的兩個滑槽內。

進一步地，所述鋼絲軟軸驅動組件還包括第二驅動電機、主動齒輪、齒條、直線導軌以及導軌滑塊，其中：所述第二驅動電機用于驅動主動齒輪旋轉，主動齒輪與齒條相嚙合，所述軸承安裝座設置于齒條上，軸承安裝座的頂部設有導軌滑塊，所述導軌滑塊與直線導軌滑配安裝。

作為優選，所述連續體套管包括遠端連續體關節、多腔管、多個驅動絲以及設置于多腔管與遠端連續體關節之間的多個離散式連續體關節，所述遠端連續體關節、多個離散式連續體關節以及多腔管上分別設有用于多個驅動絲通過的截面為圓形的空腔，所述多個驅動絲一端與絲驅動裝置相連接，另一端通過所述空腔依次穿過多腔管、多個離散式連續體關節并最終固定于遠端連續體關節內。