多功能的用于手术机器系统的吸引器

1.本实用新型涉及一种多功能的用于手术机器系统的吸引器，属于医疗器械技术领域。


背景技术：

2.目前机器人手术系统使用最为广泛的是达芬奇手术机器人系统，该系统常规配备了吸引器，吸引器的主要功能为：1.吸取功能，吸除手术中出血、破碎的组织和残液；2.冲洗功能，利用生理盐水或压缩空气清洁患处血液和组织液等，清晰手术视野，方便手术操作。目前吸引器主要是由吸引器头，吸引器管，吸引器本体及控制机构组成。吸引器头和吸引器管为空心的刚性管道，吸引器管两端分别与吸引器头和吸引器本体连接，通过控制机构完成吸取和冲洗的功能。现有技术中吸引器的缺陷或不足在于：1.吸引器头的内径是一定的，无法调节，无法实现变流量吸取和冲洗，吸引器无法同时满足精确吸引、冲洗(需小口径出液口)和快速吸取、冲洗(需大口径出液口)；2.吸引器头和吸引器管为刚性结构，只能进行直线运动，无法偏转。当患处位于较深的狭窄腔室内时，无法精准定位；所以，本技术领域亟需获得一种可以克服现有技术缺陷的吸引器。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为解决如何获得一种可以克服现有技术缺陷的吸引器的技术问题。
4.为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种多功能的用于手术机器系统的吸引器，包括吸引器头、吸引器杆、吸引器本体以及控制单元；吸引器头通过吸引器杆和吸引器本体连接，吸引器头和吸引器杆中设有液体或气体的传输通道，其特征在于，所述吸引器头设有口径可变的吸引口。
5.优选地，靠近所述吸引器头的吸引器杆上设有弯曲结构和/或伸缩结构。
6.优选地，所述吸引器头包括活动的内层套筒和套设于内层套筒外周的外层套筒；内层套筒和外层套筒的侧壁上设有侧面吸引口；内层套筒侧面吸引口的口径小于外层套筒侧面吸引口的口径。
7.优选地，所述吸引器头设有伸缩结构，所述伸缩结构包括内层套筒、外层套筒、驱动丝和弹簧；内层套筒中设有驱动丝，内层套筒与吸引器杆杆体之间设有弹簧；内层套筒和外层套筒之间设有用于限位的卡扣结构。
8.优选地，所述弯曲结构包括至少一个活动关节。
9.优选地，所述吸引器头通过活动关节与吸引器杆连接，多个活动关节沿吸引器杆杆体方向依次连接，活动关节中设有用于牵拉关节弯曲的驱动丝，相邻的活动关节之间设为活动连接。
10.优选地，所述活动关节包括依次连接的关节一、关节二和关节三；吸引器杆上设有固定连接的关节一，关节三与吸引器头固定连接；关节一和关节二之间以及关节二和关节
三之间沿吸引器杆外壁延伸面设有活动连接结构。
11.优选地，所述关节一上设有用于与关节二活动连接的两个凹球面一，关节二上设有与关节一上凹球面一相匹配的凸起，两个凹球面一设于沿吸引器杆杆体直径的一虚拟的直线一上；关节二上设有用于与关节三活动连接的两个凹球面二，关节三上设有与关节二上凹球面二相匹配的凸起，两个凹球面二设于沿吸引器杆杆体直径的一虚拟的直线二上，直线一与直线二设为相互垂直。
12.优选地，所述吸引器头设为圆筒形的单层管，管壁的两个等分的半圆面上分别设有不同口径的侧面吸引口。
13.相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
14.本实用新型提供了一种更加灵活的适用于手术机器人系统的吸引器，其出入口的口径可以调节，头端可以转向，操作更加灵活。
15.本实用新型提供了一种可变口径设计的吸引器，同一设计可用于手术过程中的不同需求，不需要更换器械，提高手术效率；可变口径设计的吸引器，可用于不同类型的手术，满足个性化的手术需求；减少器械类型，降低医院采购成本；
16.本实用新型通过可伸缩/柔性的末端，使其定位患处更加精确，提高手术效率。
附图说明
17.图1为机器人辅助手术应用场景图；
18.图2为吸引器驱动机构示意图；
19.图3为多功能吸引器整体结构图；
20.图4为吸引器头外观结构示意图一；
21.图5为吸引器头外观结构示意图二；
22.图6为吸引器头复合运动示意图；
23.图7为吸引器末端用大口径吸引时结构示意图；
24.图8为吸引器末端用小口径吸引时结构示意图；
25.图9为吸引器头部外层套筒结构示意图；
26.图10为吸引器内层套筒结构示意图；
27.图11为内层套筒驱动弹簧伸长时结构示意图；
28.图12为内层套筒驱动弹簧压缩时结构示意图；
29.图13为单层末端用大口径吸引结构示意图；
30.图14为单层末端用小口径吸引结构示意图；
31.附图标记：1.手术机器人；2.吸引器；3.吸引器头；4.关节一；5.关节二；6.关节三；7.驱动丝；8.内层套筒；9.外层套筒；10.侧面吸引口；11.末端吸引口；12.固定块；13.滑块；14.弹簧；15.吸引器杆。
具体实施方式
32.为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
33.如图1-14所示，本实用新型所采取的技术方案是提供一种多功能的用于手术机器系统的吸引器2，包括吸引器头3、吸引器杆15、吸引器本体以及控制单元；吸引器头3通过吸
引器杆15和吸引器本体连接，吸引器头3和吸引器杆15中设有液体或气体的传输通道，吸引器头3设有口径可变的吸引口。靠近吸引器头3的吸引器杆15上设有弯曲结构和/或伸缩结构。吸引器头3包括活动的内层套筒8和套设于内层套筒8外周的外层套筒9；内层套筒8和外层套筒9的侧壁上设有侧面吸引口10；内层套筒8侧面吸引口10的口径小于外层套筒9侧面吸引口10的口径。吸引器头3设有伸缩结构，伸缩结构包括内层套筒8、外层套筒9、驱动丝7和弹簧14；内层套筒8中设有驱动丝7，内层套筒8与吸引器杆杆体之间设有弹簧14；内层套筒8和外层套筒9之间设有用于限位的卡扣结构。弯曲结构包括至少一个活动关节。吸引器头3通过活动关节与吸引器杆15连接，多个活动关节沿吸引器杆15杆体方向依次连接，活动关节中设有用于牵拉关节弯曲的驱动丝7，相邻的活动关节之间设为活动连接。活动关节包括依次连接的关节一4、关节二5和关节三6；吸引器杆15上设有固定连接的关节一4，关节三6与吸引器头3固定连接；关节一4和关节二5之间以及关节二5和关节三6之间沿吸引器杆15外壁延伸面设有活动连接结构。关节一4上设有用于与关节二5活动连接的两个凹球面一，关节二5上设有与关节一4上凹球面一相匹配的凸起，两个凹球面一设于沿吸引器杆15杆体直径的一虚拟的直线一上；关节二5上设有用于与关节三6活动连接的两个凹球面二，关节三6上设有与关节二5上凹球面二相匹配的凸起，两个凹球面二设于沿吸引器杆15杆体直径的一虚拟的直线二上，直线一与直线二设为相互垂直。吸引器头3可设为圆筒形的单层管，管壁的两个等分的半圆面上分别设有不同口径的侧面吸引口10。
34.如图1所示为手术机器人1辅助手术应用场景图；
35.机器人辅助的手术应用场景如图1所示，器械安装在机械臂上，医生通过操作机械臂进行相应的手术动作。
36.如图2所示为吸引器驱动机构示意图；
37.机器人辅助的手术所用的吸引器2插入人体后，将在机械臂带动下进行相应的运动，如图2所示。
38.如图3所示为多功能吸引器整体结构图；
39.如图4,5所示为吸引器头外观结构示意图；本实用新型涉及的吸引器头3部分具有偏摆自由度。本实用新型通过关节二5、关节三6以及驱动丝7实现偏摆。偏摆自由度主要用来实现精确吸引，能最大限度到达操作区域。本实用新型涉及的吸引器头3的偏摆自由度范围为0-180
°
；本实用新型涉及的吸引器头3的头部分具有俯仰自由度，通过关节一4、关节二5以及驱动丝7实现俯仰。俯仰自由度主要用来实现精确吸引，能最大限度到达操作区域。本实用新型涉及的吸引器头3的俯仰自由度范围为0-180
°
40.如图6所示为吸引器头复合运动示意图；本实用新型涉及的吸引器2的器械杆具有自转自由度。器械杆能够带动安装于其上的吸引器头3一并自转。自转自由度主要用来实现吸引器头的位置调整。本实用新型涉及的吸引器的自转自由度范围为-270- 270
°
。偏摆、俯仰、自转自由度使本实用新型涉及的吸引器能够实现更细腻的复合运动。
41.如图7所示为吸引器末端用大口径吸引时结构示意图；
42.如图8所示为吸引器末端用小口径吸引时结构示意图；本实用新型涉及的吸引器末端由双层套筒组成，通过内层套筒8的上下运动，可实现改变吸引器吸引口径的功能，该功能可满足不同手术的吸引需求。吸引器大口径吸引如图7所示，此时内层套筒在驱动丝的作用下远离吸引器末端，外层套筒9上的大口径侧面吸引口10导通可实现吸引器大口径吸
引。吸引器小口径吸引如图8所示，此时内层套筒8与外层套筒9重叠，内层套筒8上小口径的侧面吸引口与外层套筒9上的大口径侧面吸引口重叠；只能实现吸引器小口径吸引。重叠的内外套筒缩小了吸引口。
43.如图9所示为吸引器头部外层套筒9结构示意图；
44.如图10所示为吸引器头部内层套筒8结构示意图；本实用新型涉及的吸引器末端由双层套筒组成，外层套筒9如图9所示。外层套筒9设置有末端吸引口11，同时还有侧壁开孔的设计，外层套筒9上的大口径侧面吸引口可便于吸引器对伤患处组织碎片及血液的吸引。内层套筒8如图10所示。内层套筒8也带有侧壁开孔的设计，内层套筒通过机械臂提供的动力以及在驱动丝7的作用下，可实现上下滑动，从而改变吸引器的吸引口径，实现变口径吸引的功能。
45.如图11所示为内层套筒8驱动弹簧14伸长时结构示意图；
46.如图12所示为内层套筒8驱动弹簧14压缩时结构示意图；本实用新型涉及的内层套筒8驱动方式如图11和图12所示，如图11，此时处于弹簧14伸长状态，内外套筒重叠；如图12，此时处于弹簧14压缩状态，内层套筒8向吸引末端移动，吸引器实现大口径吸引；弹簧14的上下两端分别设置固定块12和滑块13；固定块12与外层套筒9固定连接，滑块13与驱动丝7和内层套筒8固定连接，机械臂提供动力带动驱动丝7向上运动，滑块13随驱动丝7一同向上移动，压缩弹簧14，从而实现内层套筒8向上移动。内层套筒8伸出外层套筒9，内层套筒8可以通过内层套筒8和外层套筒9之间设有的卡扣结构保持伸出的状态；通过转动内层套筒8解除内层套筒8和外层套筒9之间的卡扣，弹簧14回复伸长状态，滑块13与驱动丝7和内层套筒8回复原来位置，内外套筒重叠。
47.如图13所示为单层末端用大口径吸引结构示意图；
48.如图14所示为单层末端用小口径吸引结构示意图；本实用新型涉及的吸引器末端也可为单层结构，在吸引器末端侧壁吸引口可设计为不同的口径，可一侧为大口径，另一侧为小口径。吸引口径的切换可以通过吸引器杆的自转实现。如图13所示为大口径吸引，通过转动吸引器杆，可以切换为如图14所示的小口径吸引。
49.本实用新型的使用：
50.1.伸缩套管设计，吸引器末端可以根据需求进行伸缩到达指定位置。
51.2.带柔性末端的吸引器设计(蛇骨加丝驱动)，当患处位于偏狭位置时，可操控吸引器末端进行偏转，精确定位到达患处。
52.本实用新型提供一种可变口径的吸引器设计，当需要精确吸取或冲洗时，吸引器头为小口径；当需要快速吸取或冲洗时，吸引器为大口径。
53.本实用新型提供一种带有可变末端的吸引器设计，当患处位于较深的腔室或偏狭的位置时，可以通过操控吸引器末端精准定位患处。
54.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均
仍属于本实用新型的技术方案的范围内。