铰接式医用抓取器的制作方法

1.本发明总体涉及一种铰接式医用抓取器，更具体地涉及一种铰接式双极血管封闭器。


背景技术：

2.多年来，电外科手术器械已被外科医生广泛使用。许多电外科手术器械是将射频(rf)电能传输到组织部位的手持式器械，例如，电外科手术铅笔或电外科手术钳。电外科能量通过位于患者下方的返回电极垫(即，单极系统)或整体形成在钳子中并与外科手术部位身体接触或紧邻外科手术部位的较小的返回电极(即，双极系统)返回到电外科源。rf源产生的波形产生预定的电外科效果，通常称为电外科凝固和切割。
3.为了使此类装置对腹腔镜和机器人外科手术有效，已将铰接式系统设计成允许末端执行器(例如，钳子)相对于它们所固定的轴移动。这些铰接式系统有多种形式，有些比其他更好。对于腹腔镜外科手术而言，希望改进铰接式系统以允许更大范围地使用直径减小的双极电外科手术钳等外科手术工具。


技术实现要素：

4.本发明涉及一种铰接式系统，所述铰接式系统可以与多种工具一起使用，以在机器人和腹腔镜外科手术中提供更大的入路(access)和功能。
5.本发明的一个方面涉及一种铰接式医用装置，其包括：包括多个铰接毂的近端铰接区域和包括多个铰接构件的远端铰接区域。所述铰接式医用装置还包括在所述近端铰接区域和所述远端铰接区域之间延伸的至少一个导管。所述铰接式医用装置还包括从所述近端铰接区域延伸到所述远端铰接区域并将所述近端铰接区域的移动机械耦合和传递到所述远端铰接区域的多根拉线，其中所述近端铰接区域的移动被放大，使得所述远端铰接区域的移动幅度更大。
6.本发明的这一方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述铰接式医用装置，其中所述多根拉线同等地张紧。所述铰接式医用装置，包括内导管和外导管，其中所述外导管限定多个内腔，所述内腔被配置成用于接收所述多个导丝。所述铰接式医用装置，其中，所述内导管限定至少一个内腔，所述内腔被配置成接收工具致动器。所述铰接式医用装置，还包括与所述工具致动器可操作地接合的末端执行器。所述铰接式医用设备，其中，所述末端执行器是钳子。所述铰接式医用设备，其中，所述钳子是双极电外科手术血管封闭器。所述铰接式医用装置，还包括设置在所述多个铰接式毂和所述导管之间的锥形毂。所述铰接式医用装置，其中，所述锥形毂包括内部，所述内部包括多个通道，所述多个通道被配置成用于接收所述导丝。所述铰接式医用装置，还包括至少一个支撑环。所述铰接式医用装置，其中，所述支撑环被配置成接收和固定所述多根拉线。所述铰接式医用装置，其中，所述远端铰接区域包括多个拉线连接器，所述拉线连接器被配置成将所述多根拉线固定到所述远端铰接区域。所述铰接式医用装置，还包括被配置成接收末端执行器的远端导管。
7.本发明的另一方面涉及一种铰接式医用装置，其包括：近端铰接区域，包括多个铰接毂、锥形毂，以及至少一个支撑环；至少一个导管，从所述锥形毂延伸，包括形成在其中的多个内腔；远端铰接区域，包括多个铰接构件、远端导管，以及多个拉线连接器，其中所述远端铰接区域被配置成与所述至少一个导管配合；以及多根拉线，固定所述至少一个支撑环并从所述至少一个支撑环延伸，通过所述多个铰接毂，进入形成于所述锥形毂中的通道中，通过形成在所述至少一个导管中的所述多个内腔，通过所述多个铰接构件，并固定到所述多个拉线连接器，其中所述多根拉线沿它们的长度同等地张紧。
8.本发明的这一方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述铰接式医用装置，还包括内导管和外导管，其中所述外导管限定所述多个内腔，所述内腔被配置成用于接收所述多个导丝。所述铰接式医用装置，其中所述内导管限定至少一个内腔，所述内腔被配置成接收工具致动器。所述铰接式医用装置，还包括与所述工具致动器可操作地接合的末端执行器。所述铰接式医用设备，其中，所述末端执行器是钳子。所述铰接式医用设备，其中，所述钳子是双极电外科手术血管封闭器。所述铰接式医用装置，其中，所述近端铰接区域的移动被放大，使得所述远端铰接区域的移动幅度更大。
附图说明
9.下文中参考附图描述了本发明的各个方面和特征，其中：
10.图1是根据本发明的铰接式医用装置的平面图；
11.图2是图1的铰接式医用装置的横截面视图；
12.图3是处于铰接位置的图1的铰接式医用装置的平面图；
13.图4是处于铰接位置的图3的铰接式医用装置的横截面视图；
14.图5是根据本发明的铰接式医用装置的后视立体图；
15.图6是图5的铰接式医用装置的横截面视图；
16.图7是去除了外部热收缩层的图5的铰接式医用装置的后视立体图；
17.图8是去除了外导管的图7的铰接式医用装置的后视立体图；
18.图9是去除了拉线的图8的铰接式医用装置的后视立体图；
19.图10是根据本发明的双极抓取器的平面图；
20.图11是根据本发明的铰接式医用装置的平面图；
21.图12是抓斗状壳(clam shell)呈透明状的图11的铰接式医用装置的平面图；以及
22.图13是抓斗状壳呈透明状且处于未铰接位置的图11中的铰接式医用装置的平面图。
具体实施方式
23.本发明涉及一种铰接式医用装置，所述装置可以与多种工具一起使用，以在机器人和腹腔镜外科手术中提供更大的入路和功能。
24.图1描绘了根据本发明的铰接式医用装置10的轮廓图。铰接式医用装置10包括多根拉线12。拉线12延伸医用装置10的长度，并在医用装置10的远端部分14附近终止。在具有较大直径的近端16处，拉线12延伸穿过两个支撑环18。支撑环使医用装置能够连接到装置接口(图未示)，诸如，手柄或机器人驱动机件。
25.支撑环18的远端是一系列嵌套的铰接毂20。铰接毂20和支撑环18中的每一者包括孔口22，拉线12延伸穿过孔口22。在一些实施例中，拉线可以终止于并固定到支撑环18之一。嵌套的铰接毂20被彼此接收，并且允许医用装置10的近端部分完全自由地移动。嵌套的铰接毂形成近端铰接部分24。根据本发明的一个方面，与医用装置10的远端方面相比，具有扩大直径的嵌套的铰接毂20提升了铰接和角度范围，使其与在其他系统中观察到的相比范围更大。
26.嵌套的铰接毂20的远端是锥形毂26。锥形毂26提供从嵌套的铰接毂20到位于锥形毂远端的导管28的直径的过渡。在锥形毂26外围形成的通道或内腔27接收拉线12。如图2、图4以及图8所示，锥形毂可以由两部分结构形成，其中内部26a具有形成在其中的通道和外罩部分26ba，如图2所示，穿过导管28、锥形毂26、嵌套的铰接毂20以及支撑环18的外围的内腔30接收拉线212并且使拉线12彼此电气隔离，这将在下文中详述。
27.锥形毂26的远端是多个同心导管28。内导管28a与锥形毂26的远端配合。外导管28b与内导管28a重叠，并且包括形成在其中的内腔30。外导管28b中的内腔30与锥形毂26中的通道27配合，并允许拉线12从中穿过。本领域技术人员将理解的是，多个导管28可以单独形成，然后在制造过程中彼此熔合。较大的内腔32延伸穿过内导管28a并与形成在锥形毂26、嵌套的铰接毂20以及支撑环18中的类似内腔配合。较大的内腔32可以接收，例如，在此示意性地描绘的工具致动器34。工具致动器34可以用于诊断工具，诸如，活检工具。附加地或替代地，工具致动器34可以是图10所示的钳子的一部分。
28.导管28的远端是远端铰接部分36。如图所示，远端铰接部分36包括一系列嵌套的铰接构件38，它们可以相对于彼此移动，以允许医用装置10的远端部分进行铰接。拉线12延伸穿过嵌套的铰接构件38。远端铰接部分36还可以包括拉线12穿过的一系列环40(图8和图9)。远端毂42形成医用装置10的远端部分，并且拉线12被固定到远端毂42。在远端毂42的远端是远端导管44。远端毂42还包括拉线连接器46。拉线12穿过嵌套的铰接构件38和环40，并且被紧固到拉线连接器46。
29.如图2所示，当拉线12所附接的支撑环18沿一个方向铰接时，嵌套的铰接毂20铰接以补偿在远端14观察到的相反的反应。远端铰接部分36沿相反方向进行铰接，并以比在近端16处观察到的角度更大的角度进行铰接。如上所述，这种移动幅度的差异是基于嵌套的铰接毂20和嵌套的铰接构件38的相对尺寸。因此，对医用装置10的近端16的小输入可以使远端14有大输出。
30.如图所示，有18根独立的拉线12。在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用更多或更少的拉线12。拉线12可以是不锈钢拉线或由另一种具有低拉伸特性的高抗拉强度材料(诸如，dyneema、kevlar、spectra等)形成。通过允许张力独立地施加在每根线上然后同时锁定到位的方法将拉线12附接到拉线连接器46和支撑环。通过此操作，所有拉线12都被同等地张紧，并且在将线锁定到位之前消除了从远端毂42到支撑环的部件堆叠中的所有线性倾斜。拉线12可以通过铜焊、软焊、使用loctite 680圆柱形结合、焊接、激光、烧结、电阻加热、螺钉夹持件等中的一种或多种来附接。
31.在组装期间，拉线12的远端可以插入形成在拉线连接器46中的盲孔中，并且在固定时在无张力的情况下固定在适当位置。在近端，在拉线12穿过嵌套的铰接构件38、环40、导管28及其内腔30、锥形毂26及其通道27、铰接毂20之后，拉线的近端插入到支撑环18中，
拉线超长，以允许施加张力。在对每根拉线12施加张力之后，将拉线固定在适当的位置，例如，使用螺钉夹持件50，如图11至图13所示，或通过铜焊或上述其他方法中的任一种方法。在拉线12固定之后，多余的拉线12被切断。在采用热技术将拉线12固定到支撑环18的情况下，支撑环之一可以是热障，以阻断热量熔化铰接毂20的塑料部件。
32.在固定拉线12之后，图5和图6所示的热缩护套52可以应用于医用装置10。对热缩护套52施加热量促使热缩护套52的直径减小且贴合医用装置10的形状并确保拉线12受到保护。可选地，可以放置第二热缩护套54，以在与拉线连接器46的连接点处保护拉线12。
33.在本发明的一个实施例中，医用装置10的导管28的直径约为3mm，且远端铰接部分36的弯曲半径约为5.6mm。然而，在不脱离本发明范围的情况下，导管的其他直径，包括5、6、7、8、9、10mm等，与远端铰接部分36的不同的弯曲半径一样，也是可能的。
34.如上所述，本发明的医用装置10可以包括工具致动器34，用于连接到诊断工具或治疗工具，诸如，用于实现电外科手术的电外科手术血管封闭器的钳子。图10描绘了包括固定钳口62和活动钳口64的钳子60。活动钳口64连接到工具致动器34，特别是可以相对于固定构件68滑动的平移构件66。固定构件68相对于固定钳口62固定，以将两个部件彼此成列放置并且防止两个部件发生相对运动。远端导管44被固定到固定钳口62，并且可以通过胶合、焊接、铜焊或机械紧固(诸如，型锻)或本领域技术人员已知的用于连接医用装置的两个部件的其他方法在固定区域70中被接收在固定钳口62中。工具致动器34的平移构件66连接到销钉72，并且跨置在形成于活动钳口64中的槽74中。第二销钉76被放置在形成在固定钳口62和活动钳口64中的开口78中，以将固定钳口62固定到活动钳口64。通过平移构件66的推进或缩回，销钉72在槽74中平移。平移构件66的推进促使活动钳口64在槽74中推进，并且相对于固定钳口62打开活动钳口64，以将钳口置于图10所示的位置。平移构件66的缩回促使销钉72在槽74中向远端平移并闭合钳口。
35.一旦固定钳口62和活动钳口64彼此靠近并受到适当的压力，电流就可以从发电机(图未示)通过钳口，以促使组织中的蛋白质变性和凝固。这种凝固使血管或被置于钳口之间的其他组织被封闭。一旦如此凝固，就可以通过进一步操纵工具致动器34来推进与钳子60相关联的刀(图未示)，以切割凝固组织。尽管结合钳子60进行了详细描述，但其他钳子(例如，具有两个活动钳口)以及其他末端执行器，包括血管封闭器、缝合器、施夹器、微波以及rf消融天线等，也可以连接到医用装置的远端14，并被认为在本发明的范围内。
36.医用装置10可以在其近端16处连接到手柄，以供临床医生手动操纵，以打开和闭合钳子60。附加地或替代地，医用装置10可以连接到机械臂，从而能够操纵钳子60，以达到相对于导管28的期望位置。此外，如上所述，机械臂可以被配置成打开和闭合钳子60，封闭组织，以及推进刀。
37.关于钳子的电外科方面，钳子可以是单极布置，并且平移构件66可以由电外科手术发生器(图未示)供能，并由此对活动钳口64供能。患者所用的垫子(图未示)充当地面，以允许完成电路和通过身体的能量流动，从而实现血管封闭。或者，钳子60可以是双极布置，其中固定钳口62通过，例如，固定构件68电气连接并且为电能提供接地路径，以实现钳口之间的组织的凝固。
38.或者，在各种实施例中，拉线12中的一根或多根拉线12可以提供上述电气路径。此外，穿过在钳子60附近终止的医用装置10的刀(图未示)和刀驱动机件(例如，凸轮杆，可能
由镍钛诺制成)可以用作电流的返回路径。将理解的是，通过在导管28、铰接构件38、铰接毂20等中使用塑料材料来促进电能的使用，这有助于使由工具致动器34或拉线12提供的电气路径电气隔离，而不必担心电线短路或对用户造成任何电击。
39.本发明的另一个实施例在图11至图13中描绘。在图11至图13的实施例中，热缩护套52仅限于在远端铰接部分36和近端铰接部分24之间的导管28的区域。在导管28和锥形毂26之间的接合部附近，采用由上壳102和下壳104形成的塑料抓斗状壳100来提供外罩部分26b。此外，在锥形毂26的内部26a的远端处形成止动件106。止动件106与形成在上壳102和下壳104中的凹部配合，以确保锥形毂26的内部26a不能相对于抓斗状壳100移动。螺钉108将上壳102与下壳104连接，并产生将导管28固定在抓斗状壳中的夹持力。与先前实施例的外罩部分26b一样，抓斗状壳在拉线12从导管28的直径扩展到铰接毂20的直径的区域中保护拉线12。如图11至图13所示，拉线12通过螺钉夹持件50固定到支撑环18。
40.如图11至图13所示，支撑环18包括直径减小的部分110，其可以被接收在手柄或机器人接口(图未示)中。在远端，钳子60可以通过销钉112固定到远端导管44。图11至图13的实施例的其他方面与结合图1至图10描述的那些基本相同，在此不再赘述，但是在不脱离本发明的范围的情况下，图11至图13的特征中的任何特征可以结合在本发明的任何实施例中。
41.虽然已在附图中示出本发明的多个方面，但不希望将本发明限于这些方面，因为希望本发明与本领域所允许的范围一样宽广且应以同样的方式解读本说明书。因此，以上描述不应被解释为限制性的，而是仅作为特定方面的范例。