具有關節固定結構的微創外科手術工具的制作方法
【專利摘要】本發明涉及具有關節固定結構的微創外科手術工具。根據一個方面，本發明為微創外科手術工具，包括軸；與軸一端相連的末端執行器；用于控制末端執行器的關節運動的線纜；和適于固定末端執行器的關節運動的狀態的固定結構。固定結構包括覆蓋線纜的彈性元件，且當彈性元件內的內部空間縮小時，彈性元件緊固線纜。
【專利說明】具有關節固定結構的微創外科手術工具
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種具有關節固定結構的微創外科手術工具。
【背景技術】
[0002] 微創外科手術是涉及使用通過至少一個微小切口插入的工具在人體或者動物體 內執行造成組織創傷最小化的外科手術技術。
[0003] 微創外科手術相對地減少了患者在術后護理期間的新陳代謝變化，因此有益于患 者的快速恢復。因此，微創外科手術縮短了術后患者的住院期長度，并且允許患者在短時間 內重回正常的體力活動中。此外，微創外科手術減少了疼痛并且術后在患者身體上留下較 少的傷疤。
[0004] 微創外科手術的普遍形式之一是內窺鏡檢查。其中，包括在腹腔內的微創檢查和 操作的腹腔鏡檢查被認為是內窺鏡檢查的最普遍形式。為了進行標準腹腔鏡手術，將氣體 吹入患者腹部，并且形成至少一個小切口來為腹腔鏡外科手術工具提供入口，通過該入口 插入套管針。在進行手術時，通常用戶通過套管針將腹腔鏡外科手術工具放入到外科手術 部位或類似部位，并且從腹腔外操作（或控制）工具。通常，腹腔鏡外科手術工具包括腹腔 鏡（用于觀察外科手術部位）和其他工具。在此，工具與用于小切口外科手術的傳統工具 相似，除了每個工具的末端執行器或工作端與其手柄或類似的部件被軸分開之外。例如，工 具包括夾鉗、抓鉗、剪刀、吻合器、持針器等等。同時，用戶通過監視器所顯示的由腹腔鏡拍 攝的外科手術部位的圖像來監視外科手術的過程。與此類似的內窺鏡方法廣泛用于后腹腔 鏡檢查、盆腔鏡檢查、關節鏡檢查、腦池鏡檢查（cisternoscopy)、鼻竇鏡檢查、子宮鏡檢查、 腎鏡檢查、膀胱鏡檢查、尿道鏡檢查術、腎盂鏡檢查、等等中。
[0005] 發明人已經提出用于上述微創外科手術的不同微創外科手術工具并且在韓國專 利申請 No. 2008-51248、2008-61894、2008-79126 和 2008-90560 中公開了相同的結構和效 果的特征，該申請的內容可認為是通過全部引用的方式并入本文。此外，發明人還在韓國專 利申請 No. 2010-115152、2011-3192、2011-26243、2011-29771、2011-86738、2011-89854 和 其他類似的申請中公開了一種具有改進功能，且更加有益于用戶和患者的微創外科手術工 具，該申請的內容可認為是通過全部引用的方式并入本文。
[0006] 在此，發明人現在提出一種具有出色能力的關節固定結構，該結構可被廣泛地應 在上述韓國專利申請所公開的微創外科手術工具或者其他微創外科手術工具中。
【發明內容】
[0007] 本發明的一個目的是提出一種微創外科手術工具，所述微創外科手術工具具有關 節固定結構，用于緊固控制末端執行器的關節運動的線纜，以使末端執行器的關節運動的 狀態被牢固地固定。
[0008] 根據本發明用以實現上述目的的一方面所提供的一種微創外科手術工具，包括 軸、與軸的一端連接的末端執行器、控制末端執行器的關節運動的線纜和固定末端執行器 的關節運動的狀態的固定結構，其中固定結構包括圍繞線纜的彈性件，當彈性件的內部空 間減少時，彈性件緊固（即抱緊，夾緊，保持）線纜。
[0009] 根據本發明，提供了一種微創外科手術工具，所述微創外科手術工具具有關節固 定結構，用于緊固控制末端執行器的關節運動的線纜，以使末端執行器的關節運動的狀態 被牢固地固定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1示出了根據本發明一個實施例的微創外科手術工具的整體外形。
[0011] 圖2是圖1中示出的微創外科手術工具的局部剖視圖。
[0012] 圖3是圖2中示出的固定結構的局部剖視圖。
[0013] 圖4是根據本發明另一個實施例的固定結構的透視圖。
[0014] 圖5示出了圖4所示的固定結構的構件當中的C形環。
[0015] 圖6是根據本發明又一實施例的固定結構的透視圖。
[0016] 圖7是根據本發明再一實施例的固定結構的透視圖。
[0017] 圖8是圖7所示的固定結構的構件當中的線纜固定輔助元件的透視圖。
【具體實施方式】
[0018] 在本發明接下來的詳細描述中，參考附圖，通過舉例說明的方式，附圖示出了本發 明可實施的特定實施例。對這些實施例進行了足夠詳細的描述以使本領域技術人員能夠實 施本發明。應該理解的是盡管本發明的各個實施例互不相同，但是不是必然互相排斥的。例 如，本文所描述的具體形狀、結構和特征可以在不背離本發明的精神和范圍的情況下，在從 一個實施例到另一個實施例時進行修改。進一步地，應該理解的是，在不背離本發明精神和 范圍的情況下，每個實施例中的單獨構件的位置和設置也可以進行修改。因此，接下來詳細 的描述不具有限制的意義，并且本發明的范圍包括附加權利要求和其全部等同物的范圍。 在附圖中，同樣的附圖標記在幾個視圖中自始至終代表相同或者相似的元件。
[0019] 在下文中，本發明優選實施例將通過參考附圖進行詳細描述，以使本領域技術人 員能夠輕松地實現本發明。
[0020] 同時，應該理解的是，本文中的專業術語"連接"包括機械或者其他類型的構件之 間的直接連接或間接連接（即，通過單獨的構件）。例如，兩個旋轉構件之間的連接可以是 由相應齒輪元件或類似元件的嚙合形成的直接連接，但也可以是通過單獨構件例如線纜或 者凹槽的間接連接。
[0021] 圖1示出了根據本發明的一個實施例的微創外科手術工具的整體外形。
[0022] 參考圖1，微創外科手術工具包括固定結構（S卩，關節固定結構）100;連接到固定 結構100上的軸200 ;由用戶操作的操作單元300 ;第一關節單元400,該第一關節單元400 連接且設置在固定結構100和操作單元300之間，以便根據用戶的對操作單元300的操作， 而引起末端執行器600的關節運動或類似的運動；與第一關節單元400相協作以使末端執 行器600進行關節運動或類似的運動的第二關節單元500 ;和末端執行器600,該末端執行 器600通過第二關節單元500與軸200的一端相連，以便通過外科手術工具（未示出）或 者將其自身用作外科手術工具來進行外科手術。
[0023] 首先，以一種與 申請人:的上述韓國專利申請中所公開的微創外科手術工具相同的 方式，軸200可以包括位于其內部的腔體，以支撐和通過至少一個線纜（未示出）或扭矩傳 輸兀件（未不出）。扭矩傳輸兀件主要用于末端執行器600的旋轉運動，而軸200在一些情 況下可以將其自身用作扭矩傳輸元件。如必要，軸可以包括至少一段。進一步地，軸200可 以包括位于其至少一部分上的彎曲部。
[0024] 然后，以一種與 申請人:的上述韓國專利申請中所公開的微創外科手術工具相同的 方式，操作單元300可以根據用戶的操作控制末端執行器600的關節運動、旋轉運動、打開/ 關閉運動和類似的運動。為了達到這樣的控制，至少一個線纜或扭矩傳輸元件可以連接到 操作單元300上。
[0025] 然后，以一種與 申請人:的上述韓國專利申請中所公開的微創外科手術工具相同的 方式，第一關節單元400和第二關節單元500可以與至少一個線纜或者扭矩傳輸元件一起 作用以允許末端執行器60進行關節運動、旋轉運動和類似的運動。
[0026] 然后，以一種與 申請人:的上述韓國專利申請中所公開的微創外科手術工具相同的 方式，末端執行器600可以利用至少一個線纜或者扭矩傳輸元件從操作單元300穿過第一 關節單元400和軸200至第二關節單元500的動作，進行關節運動、旋轉運動、打開/關閉 運動和類似的運動。末端執彳丁器600的末端可以以夾謝、抓謝、期刀、吻合器、持針器、鉤式 電極或其它類似的形式實現。
[0027] 最后，固定結構100可以緊固用于控制末端執行器600的關節運動或類似的運動 的線纜，以使末端執行器600的關節運動的狀態可被牢固地固定。
[0028] 圖2是圖1中示出的微創外科手術工具的局部剖視圖。固定結構100將在下面進 一步參考圖2進行描述。
[0029] 固定結構100可包括彈簧110 (優選為卷簧的形式）。進一步地，固定結構100可 以包括從操作單元300延伸經過第一關節單元400的線纜導引路徑（即，凹槽或者管道）， 或者進一步包括可以支撐線纜并輔助固定線纜的線纜固定輔助元件111。（關于線纜固定 輔助元件111的示例性形狀，可參考圖3。）彈簧100可以圍繞線纜固定輔助元件111的外 表面。
[0030] 彈簧110的一端可連接到旋轉運動元件112上。進一步地，彈簧110的另一端可 以固定到將要在下文描述的外殼114或類似的構件上。因此，當旋轉運動元件112進行旋 轉運動時，彈簧110的一部分轉動，以使彈簧100整體扭轉。旋轉運動元件112與線性運動 元件113相接觸。上述元件設置在外殼114內，外殼114圍繞并且封閉上述元件。
[0031] 圖3是圖2中所示的固定結構100的局部剖視圖。
[0032] 進一步參考圖3,旋轉運動元件112包括位于與線性運動元件113接觸的部分上的 斜面112a，并且線性運動元件113還可以包括位于相應部分上的斜面113a。因此，當斜面 113a通過線性運動元件113的動作（例如，線性運動元件113根據操作單元300的操作進 行朝向旋轉運動元件112的線性運動并且隨后其運動的狀態被固定的動作）對斜面112a 施加作用力時，旋轉運動元件112轉動以使彈簧110轉動并扭轉。可以確定兩個斜面112a 和113a的傾斜方向以使彈簧110根據旋轉運動元件112的旋轉而轉動和扭轉。在圖3的 例子中，如圖所示確定斜面112a和113a的傾斜方向，因為，當旋轉元件112逆時針旋轉時 (從線性運動元件113看），彈簧110被轉動并且被扭轉。
[0033] 當彈簧110通過線性運動元件113和旋轉運動元件112的動作進行轉動和扭轉 時，彈簧110圍繞線纜固定輔助元件111的外表面的部分的內部空間會縮小。彈簧110相 應地繞緊線纜固定輔助元件111，進而繞緊線纜固定輔助元件111所導引或者支撐的線纜， 因此線纜可被固定。
[0034] 圖4是根據本發明另一實施例的固定結構100的透視圖。進一步地，圖5示出了 圖4所示的固定機構100的組件中的C形環120。根據本實施例，C形環120替代彈簧110 使用，以使其圍繞線纜固定輔助元件121的部分的內部空間縮小，由此固定線纜。
[0035] 根據本實施例的C形環120 (優選為多個C形環）可以圍繞線纜固定輔助元件121。 C形環120可以包括位于其兩端的突出部120a，并且突出部120a可以設置在形成在線性運 動元件123上的凹槽123a內。如圖所示，凹槽123a優選形成為楔形或者類似形狀的形式， 以使突出部120a之間的間距通過線性運動元件123的動作而縮小（例如，當線性運動元件 123進行朝向軸200的線性運動時），進而允許C形環120繞緊線纜固定輔助元件121。因 此，本實施例和上述實施例相同也可以固定線纜。同時，C形環120和線纜固定元件121除 突出部120a之外的部分由殼122a和122b進行覆蓋，并且線纜固定輔助元件121的一端 (如圖4所示的長方體狀）允許線纜固定輔助元件121在一定程度上固定到殼122a和122b 上。
[0036] 圖6是根據本發明再一實施例的固定結構100的透視圖。根據本實施例，使用彈 簧130,其中線性運動元件132作用于彈簧130的兩端，以使彈簧130圍繞線纜固定輔助元 件131的部分的內部空間可以縮小，由此固定線纜。
[0037] 根據本實施例的彈簧130可以圍繞線纜固定輔助元件131的外表面。突出部130a 可形成在彈簧130的兩端。同時，線性運動元件132可以包括前凹槽133和后凹槽134,以 允許線性運動元件132在其進行朝向軸120的線性運動時作用于彈簧130的突出部130a， 以使彈簧130可以繞緊線纜固定輔助元件131。（突出部130a可以插入前凹槽133和后凹 槽134內。）如圖所示，相對于線性運動元件132進行朝向軸200的線性運動的方向，前凹 槽133和后凹槽134可以形成為傾斜的，并且具有相反的傾斜方向。因此，本實施例和上述 實施例相同也可以固定線纜。
[0038] 圖7是根據本發明又一實施例的固定結構100的透視圖。進一步地，圖8是圖7 所示的固定結構100的組件中的線纜輔助固定元件141的示意圖。根據本實施例，使用彈 簧140,其中彈簧140利用兩個與彈簧140兩端相連的旋轉運動元件143和144,通過線性 運動元件142的動作進行扭轉，以使彈簧140圍繞線纜固定輔助元件141的外表面的部分 的內部空間被縮小，因此固定線纜。
[0039] 根據本實施例的彈簧140可以圍繞線纜固定輔助元件141的外表面。彈簧140的 兩端可以分別連接到第一旋轉運動元件143和第二旋轉運動元件144。因此，當第一旋轉運 動元件143和第二旋轉運動元件144以相反的方向進行旋轉時，彈簧140可相應地被扭轉。 同時，第一旋轉運動元件143和第二旋轉運動元件144分別包括突出部143a和144a。
[0040] 進一步地，還可以進一步提供線性運動元件142。線性運動元件142可以包括第一 斜面142a和第二斜面142b。第一斜面142a和第二斜面142b可分別沿能夠使第一旋轉運 動元件143和第二旋轉運動元件144進行如上的旋轉運動的方向傾斜。（相應地，突出部 143a和144a也可以包括斜面。）
[0041] 因此，當線性運動元件142進行朝向軸200的線性運動時，例如，斜面142a對突出 部143a施加作用力以允許第一旋轉運動元件143順時針旋轉（從操作單元300看），并且 第二斜面142b對突出部144a施加作用力以允許第二旋轉運動元件144逆時針旋轉。因此， 本實施例與上述實施例相同也可以固定線纜。同時，如圖8所示，線纜固定輔助元件141可 以包括彈簧固定單元141a，彈簧固定單元141a可以防止彈簧140朝向軸200的方向運動， 或者沿相反方向運動，或者其他不必要運動。諸如彈簧固定單元141a的構件也可以用在其 他使用彈簧的上述實施例中。
[0042] 工業應用
[0043] 根據本發明的應用，如有必要，本領域技術人員可以部分地改變操作單元等的形 式，以使微創外科手術工具的線纜或者扭矩傳輸兀件可由電機或另一個基于電機系統（未 示出，例如外科手術機器人）的其類似裝置進行操作或固定。
[0044] 盡管已經按照特定的信息，例如詳細的構件以及限制性的實施例和附圖，對本發 明進行了描述，這僅對本發明的大體理解起到幫助，并且本發明不限制于上述實施例。本領 域技術人員可以理解的是可以從上面的描述中做出各種修改和變化。
[0045] 因此，本發明的精神不應該限制于上述實施例，并且附加權利要求和其等同物的 整個范圍都將落在本發明的范圍和精神內。
[0046] 符號說明
[0047] 100:固定結構
[0048] 200 :軸
[0049] 3〇0 :操作單元
[0050] 400 :第一關節單元
[0051] 500:第二關節單元
[0052] 600 :末端執行器
【權利要求】
1. 一種微創外科手術工具，包括： 軸； 連接到所述軸的一端的末端執行器； 控制所述末端執行器的關節運動的線纜；和 固定所述末端執行器的關節運動的狀態的固定結構， 其中所述固定結構包括圍繞所述線纜的彈性元件，且當所述彈性元件的內部空間縮小 時，所述彈性元件緊固所述線纜。
2. 如權利要求1所述的微創外科手術工具，其中所述固定結構進一步包括導引或支撐 所述線纜的線纜固定輔助元件，且所述彈性元件進一步圍繞所述線纜固定輔助元件。
3. 如權利要求2所述的微創外科手術工具，其中所述線纜固定輔助元件包括線纜導引 路徑。
4. 如權利要求2所述的微創外科手術工具，其中所述固定結構進一步包括旋轉運動元 件； 所述彈性元件是一端與所述旋轉運動元件相連的彈簧；和 所述彈性元件的所述內部空間在所述旋轉運動元件轉動時縮小。
5. 如權利要求2所述的微創外科手術工具，其中所述固定結構進一步包括兩個旋轉運 動元件； 所述彈性元件是兩端分別連接到所述兩個旋轉運動元件的彈簧；和 所述彈性元件的所述內部空間在所述兩個旋轉運動元件沿相反的方向轉動時縮小。
6. 如權利要求4或5所述的微創外科手術工具，其中所述固定結構進一步包括線性運 動元件,所述彈性元件的所述內部空間在所述線性元件進行線性運動時縮小。
7. 如權利要求2所述的微創外科手術工具，其中所述彈性元件是C形環； 所述固定結構進一步包括具有楔形槽的線性運動元件；和 所述彈性元件的突出部設置在所述楔形槽內。
8. 如權利要求2所述的微創外科手術工具，其中所述彈性元件是彈簧； 所述固定結構進一步包括具有前凹槽和后凹槽的線性運動元件；和 在所述彈性元件兩端的突出部分別插在所述前凹槽和后凹槽內。
9. 如權利要求8所述的微創外科手術工具，其中相對于所述線性運動元件進行線性運 動的方向，所述前凹槽和后凹槽形成為傾斜的，并且所述前凹槽和后凹槽在相反的方向上 傾斜。
10. 如權利要求4、5和8中任一項所述的微創外科手術工具，其中所述線纜固定輔助元 件包括限制所述彈性元件運動的固定單元。
【文檔編號】A61B17/29GK104093372SQ201380005392
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年3月26日 優先權日:2012年4月2日
【發明者】鄭昶旭, 金亨太 申請人:Movasu公司