用于机器人手术的外科器械的传动系统的制作方法

本发明涉及一种外科器械。此外，本发明涉及包括所述外科器械的机器人手术系统。

背景技术：

1、机器人手术设备在本领域中是公知的，并且通常包括中央机器人塔架(或推车)和从中央机器人塔架延伸的一个或更多个机械臂。每个臂包括机动定位系统(或操纵器)，以用于向远侧移动可与其附接的外科器械，以便对患者执行外科手术。患者通常躺在位于手术室中的手术床上，在手术室中确保无菌，以避免由于机器人设备的非无菌零件造成的细菌污染。

2、同一申请人的us-10864051、wo-2017-064301、wo-2019-220407、wo-2019-220408、wo-2019-220409和us-2021-059776公开了具有由一个或更多个主界面控制的一个或更多个外科器械的遥控操作的机器人手术系统。

3、通常地，用于遥控操作的机器人手术的已知外科器械包括近侧接合部分(或后端部分，根据本领域普遍采用的术语)，该近侧接合部分具有旨在由机器人操纵器操作的接口、细长元件，比如杆或轴、铰接装置(例如机器人手腕)和操作终端(例如针驱动器、剪刀)。

4、在已知的具有铰接套囊的外科器械中，它包括由多个筋(或致动缆线)移动的多个连杆。一个或更多个末端连杆可以具有形成前述操作端的自由端，并且例如适于直接在患者的身体上操作和/或操纵针以及缝合线以执行吻合术或其他外科治疗。

5、与包括铰接套囊的已知外科器械不同，具有“蛇形”铰接装置的外科器械也是已知的，即包括多个堆叠的椎骨，这些椎骨可借助于多个致动缆线或筋相对于彼此移动。

6、外科器械的近侧接合(或后端)部分通常包括可移动的接合本体，该接合本体与致动筋可操作地连接，以用于控制外科器械自身的端部执行器，并适于与机器人操纵器的致动接口的相对部分接合，例如us-8142447所示。

7、事实上，在机器人手术领域中，外科器械是用于在无菌环境中操作的部件，并且通常在器械的后端部分和致动接口的相对部分之间插入无菌屏障，使得机器人操纵器处于操作设定的非无菌区域中。因此，马达通常放置在操纵器中，即放置在非无菌侧，并且外科器械没有马达。

8、外科器械的近侧后端接口处的已知传动元件可以制成绞盘或线轴的形式，其适于展开和卷绕与其相关联的筋的一部分，并且相应地机器人操纵器的电动致动器可以是旋转致动器。通过在无菌屏障上包括刚性插入件(比如叶片)，可以促进旋转机动致动器和外科器械的相应线轴之间的接合穿过无菌屏障。

9、另外，用于外科手术的机器人系统也是已知的，其使用线性致动器，例如机动活塞，其适于在适当的电子控制器件的控制下将受控的线性位移传递给相应的传动元件，例如代表同一申请人的wo-2018-189729中所示。

10、因此，在外科器械的后端部分中，包括多个适于沿着直线路径前进和缩回的传动活塞，这些传动活塞相对于器械的近侧接合表面向近侧凸出地暴露其接触表面，使得它们可以被机动致动器施加应力。在远侧，这种传动活塞可操作地连接或可连接到相应的致动筋。弹簧影响器械的后端部分的本体内的传动活塞，以在可操作地连接到其的筋上保持最小张力状态。

11、代表同一申请人的us-10582975、ep-3586780、wo-2017-064303、wo-2017-064306、wo-2018-189721、wo-2018-189722、us-2020-0170727和us-2020-0170726公开了用于机器人手术和显微外科手术的外科器械的各种实施例，该外科器械被设计成使铰接套囊极度小型化以及因此使操作端或端部执行器极度小型化。

12、明显地，随着借助于筋致动的铰接套囊的尺寸减小，筋的长度的每次纵向缩短或延长都会激活套囊的相应角运动，该角运动的幅度逐渐增大。这要求在外科器械的后端部分考虑增大的公差。

13、在使用包含在后端部分中的线性传动活塞的情况下，通常的做法是为每个细长本体提供一对固定在外科器械的后端部分的本体上的循环滑动球式衬套。典型地，成对的两个衬套布置在细长传动本体的相对端部处。

14、然而，选择使用这种滑动衬套绝非没有缺点。

15、事实上，循环球式衬套是昂贵的部件，并且需要提高与细长本体的联接公差，以及提高纵向对准公差，并且还需要小心维护以避免频繁故障。例如，细长本体可能在衬套中突然互锁并传递撕裂运动。

16、此外，必须包括两个衬套，使得后端部分本体的尺寸相对较大，传动活塞的确定最小长度也相对较大，因为两个衬套必须安装成彼此间隔足够远，以可接受地引导细长本体，并且实际上减小了细长本体的行程范围，从而必然形成不起作用的细长本体的中心长度。

17、取消一对衬套中的两个衬套中的一个并不能解决问题，因为尽管一方面它将允许在总尺寸(即长度)相同的情况下细长本体的行程增加，另一方面它将施加更频繁的静态和动态摩擦，例如，由于细长本体在单个剩余衬套中的最小角度振动和/或细长本体的最小弯曲变形而造成的细长本体的碰撞，这导致撕裂传递，结果一些筋可能突然变松而不拉紧，并因此可能从所包括的返回元件上滑落(即脱离)，这在机器人手术领域中肯定是不希望的。

18、因此，需要提供一种适用于极度小型化的机器人手术的外科器械。

19、此外，需要制造一种小型化的外科器械，该外科器械设置有由机器人系统的机动致动器施加的作用传动，以用于可靠、可重复和安全的手术，而不增加其部件的尺寸。

20、此外，在具有由机器人系统的机动致动器传递作用的传动活塞的用于机器人手术的小型化外科器械中，需要在细长本体的纵向尺寸和外科器械的后端部分的纵向尺寸相等的情况下增加活塞的有效行程，并且需要在细长本体的有效行程相等的情况下减小纵向尺寸。

技术实现思路

1、本发明的目的是消除参考背景技术所抱怨的缺点。

2、该目的和其他目的通过根据权利要求1所述的外科器械来实现。

3、一些有利的实施例是从属权利要求的目标。

4、通过所提出的解决方案，可以避免包括安装在每个细长传动本体上的一对滑动线性衬套。

5、通过所提出的解决方案，实现了相对于由致动筋致动的外科器械的已知解决方案更可靠和可重复的传动作用。

技术特征：

1.一种用于机器人手术的外科器械(1)，其包括：

2.根据权利要求1所述的外科器械(1)，其中，所述至少一个致动筋(3)与所述细长本体(5)成一体。

3.根据权利要求1或2所述的外科器械(1)，其中，所述后端部分(4)进一步包括至少一个可枢转机构(13)，其中，所述第二搁置部(7)属于所述可枢转机构(13)。

4.根据权利要求3所述的外科器械(1)，其中，所述可枢转机构(13)还包括所述返回元件(8)。

5.根据权利要求3或4所述的外科器械(1)，其中，所述至少一个细长本体(5)包括接收所述可枢转机构(13)的至少一部分的纵向轨道(9)。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的外科器械，其中，在至少一个细长本体(5)的第二侧(52)和至少一个可枢转机构(13)之间包括用于接收致动筋(3)的凹槽(15)，从而避免致动筋接触插入可枢转机构(13)和细长本体(5)之间。

7.根据权利要求3至6中的任一项所述的外科器械，其中，所述至少一个可枢转机构(13)的旋转轴线(r-r)相对于所述外科器械的后端部分(4)固定，

8.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械(1)，其中，所述致动筋(3)施加牵引作用(t3)，旨在将至少一个细长本体(5)的第二侧(52)朝向所述第二搁置部(7)移动。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械(1)，其中，所述后端部分(4)进一步包括至少一个弹性元件(14)，所述弹性元件能操作地连接到所述至少一个细长本体(5)，这偏压所述至少一个致动筋(3)。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械(1)，其中，形成用于所述至少一个细长本体(5)的所述第一侧(51)的所述第一搁置部的所述第一搁置壁(6)包括凸形的搁置表面，并且优选地是弯曲且凸形的，例如基本上为柱形。

11.根据权利要求10所述的外科器械(1)，其中，所述第一搁置壁(6)的搁置表面形成用于所述至少一个细长本体(5)的第一侧(51)的球形滑动接触。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械(1)，其中，所述细长本体(5)的第一侧的第一侧向表面(11)是弯曲且凸形的，例如基本为柱形。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械(1)，其包括相对于所述后端部分的中心部分放射布置的多个致动筋(3)。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械(1)，其中，所述枢转机构(13)具有基本上等于细长传动本体(5)和外科器械的轴(17)之间的距离的延伸，例如其自身直径；并且其中优选地，致动筋(3)附接到可枢转机构(13)的至少一部段。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械(1)，其中，所述筋致动的铰接端(2)包括至少限定铰接端(2)的俯仰、偏转和抓握自由度的连杆和接头；并且其中，所述外科器械包括三对对抗致动筋。

技术总结一种用于机器人手术的外科器械(1)，其包括筋致动的铰接端(2)和至少一个致动筋(3)，以及后端部分(4)，该后端部分包括至少一个细长的传动本体(5)，该传动本体可沿着与所述至少一个细长本体(5)的纵向延伸轴线重合或平行的纵向方向(X‑X)移动，至少第一搁置壁(6)，其形成用于至少一个细长本体(5)的第一横向侧(51)的第一搁置部；至少第二搁置部(7)，其用于至少一个细长本体(5)的与所述第一横向侧(51)相对的第二横向侧(52)；用于至少一个致动筋(3)的至少一个返回元件(8)，其中所述至少一个致动筋(3)可操作地连接到所述细长本体(5)并且可操作地连接到所述至少一个返回元件(8)；至少一个细长本体(5)在其第一侧(51)上包括第一侧向表面(11)，该第一侧向表面可滑动地抵靠所述至少第一搁置壁(6)搁置；至少一个细长本体(5)在第二侧(52)上包括第二侧向表面(12)，该第二侧向表面可滑动地抵靠所述第二搁置部(7)搁置。技术研发人员：乔治·拉扎里,马西米利亚诺·西米受保护的技术使用者：医疗显微器具公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5