本發(fā)明涉及一種經尿道的可彎曲手術工具，屬于醫(yī)療器械領域。

背景技術：

在現(xiàn)代醫(yī)療領域中，微創(chuàng)手術已經在減少病人的術后疼痛和并發(fā)癥、縮短住院時間、改善術后的疤痕狀況等方面取得了成功。在該領域內，目前已成功商業(yè)化的Intuitive Surgical公司所開發(fā)的da Vinci多孔腹腔鏡手術機器人能夠滿足多種微創(chuàng)手術的要求。但隨著醫(yī)療技術的日趨成熟和患者越來越高的要求，出現(xiàn)了經人體自然腔道手術(natural orifice trans-luminal endoscopic surgery,NOTES)，其特點是不需要任何切口，手術器械需要通過一個狹長復雜的人體腔道之后到達術部進行夾持縫合等手術動作。目前，包括諸如da Vinci在內的大部分現(xiàn)有手術機器人因其剛性結構、外觀尺寸和自由度配置等的限制，均難以滿足經人體自然腔道手術的技術要求，尤其對于經尿道施展的泌尿外科手術。由于尿道直徑通常小于8mm，目前世界范圍內尚無公司開發(fā)出可經尿道的手術機器人，因此，經尿道施展的泌尿手術作為經人體自然腔道手術的一個重要分支，具有極高的創(chuàng)新性和廣泛的社會應用價值。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可經尿道實施手術的經尿道的可彎曲手術工具。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種經尿道的可彎曲手術工具，其特征在于：它包括一柔性連續(xù)體機械臂和一驅動單元；所述柔性連續(xù)體機械臂包括第一節(jié)連續(xù)體和第二節(jié)連續(xù)體，所述第一節(jié)連續(xù)體包括四根等間隔平行設置的第一結構骨、多個等間隔分布的第一間隔盤和一個第一固定片，其中，所述第一結構骨后端與所述驅動單元連接，所述第一結構骨前端依次穿過各所述第一間隔盤后與所述第一固定片固定連接；所述第二節(jié)連續(xù)體包括四根等間隔平行設置的第二結構骨、多個等間隔分布的第二間隔盤和一個第二固定片，其中，所述第二結構骨后端與所述驅動單元連接，所述第二結構骨前端依次穿過各所述第一間隔盤、所述第一固定片和各所述第二間隔盤后與所述第二固定片固定連接；所述驅動單元包括一殼體和四個位于所述殼體內的結構骨驅動組件；每一所述結構骨驅動組件與穿過所述殼體前端的兩根所述第一結構骨或兩根所述第二結構骨連接；每一所述結構骨驅動組件包括一第一基座、一第一聯(lián)軸器公頭、一雙節(jié)萬向聯(lián)軸器、一連桿、兩第一壓板和兩滑塊；在所述殼體的前端和后端之間設置有四根導軌，在每一所述導軌上同時滑動連接兩個屬于不同所述結構骨驅動組件的所述滑塊；所述第一基座位于兩所述導軌之間且與所述殼體的后端固定連接，所述第一聯(lián)軸器公頭位于所述殼體的后端且與一傳動軸的一端固定連接，所述傳動軸與所述殼體轉動連接，所述傳動軸的另一端固定連接所述雙節(jié)萬向聯(lián)軸器的一端，所述雙節(jié)萬向聯(lián)軸器的另一端通過另一傳動軸固定連接在所述連桿的中部，所述另一傳動軸轉動支撐在所述第一基座上；所述連桿的兩端分別可滑動且可轉動地連接一所述第一壓板，每一所述第一壓板與一所述第一結構骨或一所述第二結構骨后端固定連接；兩所述第一壓板分別與一所述滑塊固定連接。

在所述柔性連續(xù)體機械臂的前端設置一手術鉗，所述手術鉗的手術鉗控制線的后端依次從中心穿過所述第二固定片、各所述第二間隔盤、所述第一固定片、各所述第一間隔盤后與位于所述驅動單元中的手術鉗驅動組件連接。

所述手術鉗驅動組件包括一第二基座、一第一引導套管、一第二聯(lián)軸器公頭、一螺桿、一螺母、一第二壓板和一導桿；所述導桿固定連接在所述殼體的前端與后端之間且與所述螺母滑動連接，所述第二基座與所述殼體的前端固定連接，所述第二聯(lián)軸器公頭位于所述殼體的后端且與所述螺桿的一端固定連接，所述螺桿的兩端均與所述殼體轉動連接，所述螺桿與所述導桿平行，所述螺母與所述螺桿螺紋配合，所述螺母與所述第二壓板固定連接，所述第二壓板與所述手術鉗控制線的后端固定連接；所述第一引導套管設置在所述殼體的前端與所述第二基座之間，所述手術鉗控制線從所述第一引導套管中穿過。

每一所述結構骨驅動組件還包括一微調機構，所述微調機構包括兩螺栓、兩柱形螺母和兩拉簧；每一所述螺栓穿過所述殼體的前端且栓頭位于所述殼體的外部，所述螺栓的后端通過螺紋連接一所述柱形螺母的一端，所述柱形螺母的另一端通過一所述拉簧連接所述連桿的一端。

在所述殼體的前端與每一所述第一基座之間設置兩第二引導套管，與每一所述結構骨驅動組件連接的兩根所述第一結構骨或所述第二結構骨從兩所述第二引導套管中穿過。

所述結構骨驅動組件中的所述導軌采用方形導軌。

在所述殼體前端的內側設置有一引導套管集成端，所述第一引導套管的一端固定連接于所述引導套管集成端的垂直通孔中。

在所述殼體前端的內側設置有一引導套管集成端，各所述第二引導套管的一端均固定連接于所述引導套管集成端的垂直通孔中。

本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明因由柔性連續(xù)體機械臂和驅動單元構成，其中，柔性連續(xù)體機械臂在驅動單元的驅動下可以實現(xiàn)空間上的四個彎轉自由度，本發(fā)明在自由度上能夠滿足經尿道的要求。2、本發(fā)明在柔性連續(xù)體機械臂的前端設置有手術鉗，并且在驅動單元內部設置有一手術鉗驅動組件，手術鉗與手術鉗驅動組件之間通過手術鉗控制線連接，因此，本發(fā)明在控制柔性連續(xù)體機械臂自由彎轉的基礎上還能控制手術鉗的開合。3、本發(fā)明在驅動單元內還設置有與每一結構骨驅動組件連接的微調結構，因此，能夠保證每一第一結構骨和第二結構骨在沒有動力輸入的狀態(tài)下始終位于固定的初始位置。4、本發(fā)明在殼體前端內側設置有一引導套管集成端，多個引導套管一端固定于引導套管集成端，另一端連接在結構骨驅動組件的基座上，每一第一結構骨和第二結構骨均從引導套管中穿過，因此，本發(fā)明的第一結構骨和第二結構骨在由結構骨驅動組件驅動而做推拉運動時能夠沿固定的空間軌道前進或后退，從而保證運行的穩(wěn)定性。5、本發(fā)明結構骨驅動組件中的軌道采用方形軌道，因此能夠防止滑塊在做直線運動的過程中產生翻轉運動。本發(fā)明可廣泛應用于經尿道實施的手術。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；

圖2是圖1在另一角度的整體結構示意圖；

圖3是本發(fā)明柔性連續(xù)體機械臂的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明驅動單元的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明結構骨驅動組件的結構示意圖；

圖6是圖5視角翻轉180°的結構示意圖；

圖7是本發(fā)明手術鉗驅動組件的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括一柔性連續(xù)體機械臂10和一驅動單元20。

如圖3所示，本發(fā)明的柔性連續(xù)體機械臂10包括第一節(jié)連續(xù)體101和第二節(jié)連續(xù)體102。第一節(jié)連續(xù)體101包括四根等間隔平行設置的第一結構骨103、多個等間隔分布的第一間隔盤104和一個第一固定片105，其中，第一結構骨103后端與驅動單元20連接(下文將詳細說明)，前端依次穿過各第一間隔盤104后與第一固定片105固定連接。第二節(jié)連續(xù)體102包括四根等間隔平行設置的第二結構骨106、多個等間隔分布的第二間隔盤107和一個第二固定片108，其中，第二結構骨106后端與驅動單元20連接，前端依次穿過各第一間隔盤104、第一固定片105和各第二間隔盤107后與第二固定片108固定連接。該柔性連續(xù)體機械臂10可實現(xiàn)空間上四個自由度的彎轉運動。其中，在第一節(jié)連續(xù)體101中，通過協(xié)同推拉相隔180°的兩根第一結構骨103，可實現(xiàn)在兩根第一結構骨103所形成的平面內的一個彎轉自由度，因此包含有四根第一結構骨103的第一節(jié)連續(xù)體101可實現(xiàn)兩個彎轉自由度；同理，包含有四根第二結構骨106的第二節(jié)連續(xù)體102可實現(xiàn)兩個彎轉自由度。因此，柔性連續(xù)體機械臂10可實現(xiàn)四個彎轉自由度。

如圖1、圖2和圖4所示，本發(fā)明的驅動單元20包括一殼體201和四個位于殼體201內的結構骨驅動組件202。其中，每一結構骨驅動組件202與穿過殼體201前端的兩根第一結構骨103或兩根第二結構骨106連接。如圖5、圖6所示，每一結構骨驅動組件202包括一基座203、一聯(lián)軸器公頭204、一雙節(jié)萬向聯(lián)軸器205、一連桿206、兩壓板207和兩滑塊209。在殼體201的前端和后端之間設置有四根導軌208，，在每一根導軌208上同時滑動連接兩個屬于不同結構骨驅動組件202的滑塊209?；?03位于兩導軌208之間且與殼體201的后端固定連接，聯(lián)軸器公頭204位于殼體201后端并與一傳動軸210固定連接，傳動軸210與殼體201轉動連接，并固定連接于雙節(jié)萬向聯(lián)軸器205的一端，雙節(jié)萬向聯(lián)軸器205的另一端通過另一傳動軸固定連接在連桿206的中部，并且，另一傳動軸通過一軸承轉動支撐在基座203上。連桿206的兩端分別可滑動且可轉動地連接一壓板207，每一壓板207與一第一結構骨103或一第二結構骨106后端固定連接。兩壓板207分別與一滑塊209固定連接。

本發(fā)明的工作原理如下：驅動單元20中的每一聯(lián)軸器公頭204可以連接一動力輸出軸(如電機的轉軸)，當動力輸出軸驅動聯(lián)軸器公頭204旋轉時，雙節(jié)萬向聯(lián)軸器205可以改變旋轉運動的傳遞方向并實現(xiàn)旋轉運動的等速傳遞，從而帶動連桿206旋轉，因連桿206與壓板207為可滑動且可轉動連接，而壓板207與導軌208上的滑塊固定連接，因此，連桿206的旋轉可以轉化為壓板207沿導軌的直線運動，又因為同一連桿206的兩端處的壓板207分別固定連接一第一結構骨103或第二結構骨106，因此每一連桿206的旋轉可以實現(xiàn)第一節(jié)連續(xù)體101或第二節(jié)連續(xù)體102在平面內的一個彎轉自由度。

上述實施例中，如圖3所示，柔性連續(xù)體機械臂10的前端可以設置一手術鉗30，相應地，手術鉗控制線301后端依次從中心穿過第二固定片108、各第二間隔盤107、第一固定片105、各第一間隔盤104、殼體201前端后與一手術鉗驅動組件302連接。如圖7所示，手術鉗驅動組件302包括一基座303、一引導套管304、一聯(lián)軸器公頭305、一螺桿306、一螺母307、一壓板308和一導桿309。其中，導桿309固定連接在殼體201的前端與后端之間且與螺母307滑動連接，基座303與殼體201的前端固定連接，聯(lián)軸器公頭305位于殼體201的后端且與螺桿306的一端固定連接，螺桿306兩端與殼體201轉動連接，螺桿306與導桿309平行，螺母307與螺桿306螺紋配合，螺母307與壓板308固定連接，壓板308與手術鉗控制線301的后端固定連接。引導套管304設置在殼體201的前端與基座303之間，手術鉗控制線301從引導套管304中穿過，引導套管304用于為手術鉗控制線301提供固定的空間軌道。當聯(lián)軸器公頭305轉動時，可驅動螺桿306轉動進而驅動螺母307沿導桿309做直線運動，從而實現(xiàn)對手術鉗控制線301的推拉，最終實現(xiàn)手術鉗30的開合。

上述實施例中，每一結構骨驅動組件202還包括一微調機構211，如圖4、圖5所示，微調機構211包括兩螺栓212、兩柱形螺母213和兩拉簧214，其中，每一螺栓212穿過殼體201的前端且栓頭位于殼體201的外部，螺栓212的后端通過螺紋連接一柱形螺母213的一端，柱形螺母213的另一端通過一拉簧214連接連桿206的一端。微調機構211的作用是實現(xiàn)每一結構骨驅動組件202所連接的兩根第一結構骨103或第二結構骨106在沒有動力輸入狀態(tài)下始終保持在固定的初始位置。

上述實施例中，可以在殼體201的前端與每一基座203之間設置兩引導套管215，與每一結構骨驅動組件202連接的兩根第一結構骨103或第二結構骨106從上述兩引導套管215中穿過，引導套管215用于為第一結構骨103或第二結構骨106提供固定的空間軌道。

上述實施例中，結構骨驅動組件202中的軌道208采用方形軌道，以防止滑塊209在做直線運動過程中產生翻轉運動。

上述實施例中，在殼體201前端的內側設置有一引導套管集成端216，各引導套管215、304的一端均固定連接于引導套管集成端216的垂直通孔中，引導套管集成端216用于保證通過引導套管215、304將第一結構骨103、第二結構骨106和手術鉗控制線301順利引導進入柔性連續(xù)體機械臂10中。

本發(fā)明僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置及其連接都是可以有所變化的。在本發(fā)明技術方案的基礎上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件進行的改進或等同變換，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。