本發(fā)明涉及一種遠端可操縱的醫(yī)療器械及機器人手術(shù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、遠端可操縱的醫(yī)療器械，其近端配置有操縱器，遠端可被操縱而彎曲。其具有一執(zhí)行器致動絲，通過推拉執(zhí)行器致動絲可以直接控制末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)的變化；容易理解的是，醫(yī)療器械的遠端的位置的變化也可以導致末端執(zhí)行器的位置的變化，此時的執(zhí)行器致動絲被動彎曲。

2、一個具體的例子是與胃鏡配合使用的醫(yī)療器械。通常胃鏡的器械通道的直徑在3mm左右，這要求該醫(yī)療器械從器械通道中通過的那部分直徑應(yīng)當不大于器械通道的直徑，當那部分的直徑在3mm或以下時，會造成操縱醫(yī)療器械的遠端的偏轉(zhuǎn)力矩的下降，使得對這類醫(yī)療器械的遠端操縱變得較為困難。其中影響醫(yī)療器械彎曲性能的一個因素是執(zhí)行器致動絲的抗彎剛度，當執(zhí)行器致動絲的抗彎剛度較大時，其不容易被動彎曲，這就會影響對醫(yī)療器械的遠端的操縱效果。

3、與此同時，由于該醫(yī)療器械為細長結(jié)構(gòu)，想要保持末端執(zhí)行器的執(zhí)行力(尤其是實現(xiàn)牽引、把持、抓取等操作的力量)，以及響應(yīng)速度，需要執(zhí)行器致動絲維持在有效的直徑。單純地減小執(zhí)行器致動絲的整體直徑，在對執(zhí)行器致動絲施加推拉力時，極易造成執(zhí)行器致動絲自身的彎曲，這會導致位在其遠端的末端執(zhí)行器的執(zhí)行能力的下降，末端執(zhí)行器運動的遲滯(響應(yīng)速度的下降)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種兼顧遠端彎曲能力、末端執(zhí)行器執(zhí)行能力和運動響應(yīng)能力的遠端可操縱的醫(yī)療器械以及使用該器械的機器人手術(shù)系統(tǒng)。

2、遠端可操縱的醫(yī)療器械，所述醫(yī)療器械包括：

3、可操縱臂，所述可操縱臂可被操縱而彎曲，所述可操縱臂構(gòu)造成具有貫通其自身長度方向的第一內(nèi)腔；

4、末端執(zhí)行器，所述可操縱臂承載所述末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器由執(zhí)行器致動絲可操作地控制；

5、其中，所述執(zhí)行器致動絲具有沿自身長度的本體部和第一彎曲部，所述第一彎曲部在所述可操縱臂的所述第一內(nèi)腔內(nèi)延伸并與所述末端執(zhí)行器連接，所述執(zhí)行器致動絲被允許軸向推進和后撤，并且所述第一彎曲部在所述可操縱臂彎曲時被動彎曲，所述第一彎曲部具有比所述本體部的抗彎剛度更小的抗彎剛度。

6、優(yōu)選地，所述第一彎曲部的橫截面積比所述本體部的橫截面積小。

7、優(yōu)選地，所述本體部和所述第一彎曲部通過焊接構(gòu)造為一體，或者所述第一彎曲部通過所述本體部的局部磨削而獲得。

8、優(yōu)選地，所述第一彎曲部包括過渡段。

9、優(yōu)選地，所述第一彎曲部具有位在所述本體部的末端的第一起點，所述第一起點位在所述可操縱臂覆蓋的所述第一內(nèi)腔之外。

10、優(yōu)選地，所述末端執(zhí)行器通過第一連接件與所述第一彎曲部連接，所述第一連接件構(gòu)造有套筒結(jié)構(gòu)，所述第一彎曲部的遠端的外徑與該套筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑匹配，所述第一彎曲部的遠端插入該套筒結(jié)構(gòu)并固定。

11、優(yōu)選地，所述可操縱臂構(gòu)造成由至少一股彎曲致動絲致動彎曲。

12、優(yōu)選地，所述可操縱臂是由多個彎曲節(jié)段串聯(lián)而形成。

13、優(yōu)選地，所述可操縱臂是由金屬管上進行至少一次切割而形成。

14、優(yōu)選地，所述醫(yī)療器械還包括護套，所述護套限定所述執(zhí)行器致動絲的行進路徑。

15、優(yōu)選地，所述護套由具有潤滑性的材質(zhì)制成。

16、優(yōu)選地，所述護套構(gòu)造成金屬絲螺旋管。

17、遠端可操縱的醫(yī)療器械，所述醫(yī)療器械通過內(nèi)窺鏡的器械通道輸送到治療部位，所述醫(yī)療器械包括：

18、可操縱臂，所述可操縱臂可被操縱而彎曲，所述可操縱臂構(gòu)造成具有貫通其自身長度方向的第一內(nèi)腔；

19、末端執(zhí)行器，所述可操縱臂承載所述末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器由執(zhí)行器致動絲可操作地控制；

20、其中，所述執(zhí)行器致動絲具有沿自身長度的本體部和第一彎曲部，所述第一彎曲部在所述可操縱臂的所述第一內(nèi)腔內(nèi)延伸并與所述末端執(zhí)行器連接，所述執(zhí)行器致動絲被允許軸向推進和后撤，并且所述第一彎曲部在所述可操縱臂彎曲時被動彎曲，所述第一彎曲部具有比所述本體部的抗彎剛度更小的抗彎剛度。

21、優(yōu)選地，所述第一彎曲部的橫截面積比所述本體部的橫截面積小。

22、優(yōu)選地，所述本體部和所述第一彎曲部通過焊接構(gòu)造為一體，或者所述第一彎曲部通過所述本體部的局部磨削而獲得。

23、優(yōu)選地，所述第一彎曲部包括過渡段。

24、優(yōu)選地，所述醫(yī)療器械貫穿所述器械通道，所述器械通道的遠端的器械通道出口提供錨點，以支撐伸出所述器械通道的所述可操縱臂的彎曲。

25、優(yōu)選地，所述第一彎曲部具有位在所述本體部的末端的第一起點，所述醫(yī)療器械的使用過程中，所述第一起點不越過所述錨點。

26、優(yōu)選地，所述第一彎曲部具有位在所述本體部的末端的第一起點，所述第一起點位在所述可操縱臂覆蓋的所述第一內(nèi)腔之外。

27、優(yōu)選地，所述末端執(zhí)行器通過第一連接件與所述第一彎曲部連接，所述第一連接件構(gòu)造有套筒結(jié)構(gòu)，所述第一彎曲部的遠端的外徑與該套筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑匹配，所述第一彎曲部的遠端插入該套筒結(jié)構(gòu)并固定。

28、優(yōu)選地，所述醫(yī)療器械配置有扭矩分離件，以分離所述可操縱臂所受扭矩和所述執(zhí)行器致動絲所受扭矩。

29、優(yōu)選地，所述扭矩分離件構(gòu)造為圓環(huán)狀，所述扭矩分離件被限定在所述可操縱臂的內(nèi)周面與所述第一連接件的外周面之間。

30、優(yōu)選地，所述扭矩分離件構(gòu)造為軸承，所述軸承包括外圈和內(nèi)圈，所述外圈和所述內(nèi)圈分別與所述可操縱臂和所述第一連接件連接。

31、優(yōu)選地，所述可操縱臂構(gòu)造成由至少一股彎曲致動絲致動彎曲。

32、優(yōu)選地，所述可操縱臂構(gòu)造成柔性管件。

33、優(yōu)選地，所述可操縱臂是由多個彎曲節(jié)段串聯(lián)而形成。

34、優(yōu)選地，所述可操縱臂是由金屬管上進行至少一次切割而形成。

35、優(yōu)選地，所述可操縱臂構(gòu)造成金屬絲螺旋管。

36、優(yōu)選地，所述醫(yī)療器械還包括護套，所述護套限定所述執(zhí)行器致動絲的行進路徑。

37、優(yōu)選地，所述護套由具有潤滑性的材質(zhì)制成。

38、優(yōu)選地，所述護套構(gòu)造成金屬絲螺旋管。

39、遠端可操縱的醫(yī)療器械，所述醫(yī)療器械通過并行連接件附接到內(nèi)窺鏡的遠端的外部，隨同所述內(nèi)窺鏡輸送到治療部位，所述醫(yī)療器械包括：

40、可操縱臂，所述可操縱臂可被操縱而彎曲，所述可操縱臂構(gòu)造成具有貫通其自身長度方向的第一內(nèi)腔；

41、末端執(zhí)行器，所述可操縱臂承載所述末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器由執(zhí)行器致動絲可操作地控制；

42、其中，所述執(zhí)行器致動絲具有沿自身長度的本體部和第一彎曲部，所述第一彎曲部在所述可操縱臂的所述第一內(nèi)腔內(nèi)延伸并與所述末端執(zhí)行器連接，所述執(zhí)行器致動絲被允許軸向推進和后撤，并且所述第一彎曲部在所述可操縱臂彎曲時被動彎曲，所述第一彎曲部具有比所述本體部的抗彎剛度更小的抗彎剛度。

43、優(yōu)選地，所述第一彎曲部的橫截面積比所述本體部的橫截面積小。

44、優(yōu)選地，所述本體部和所述第一彎曲部通過焊接構(gòu)造為一體，或者所述第一彎曲部通過所述本體部的局部磨削而獲得。

45、優(yōu)選地，所述第一彎曲部包括過渡段。

46、優(yōu)選地，所述醫(yī)療器械經(jīng)所述并行連接件伸出，所述并行連接件的遠端的第二端口部提供錨點，以支撐脫離所述并行連接件的所述可操縱臂的彎曲。

47、優(yōu)選地，所述第一彎曲部具有位在所述本體部的末端的第一起點，所述醫(yī)療器械的使用過程中，所述第一起點不越過所述錨點。

48、優(yōu)選地，所述第一彎曲部具有位在所述本體部的末端的第一起點，所述第一起點位在所述可操縱臂覆蓋的所述第一內(nèi)腔之外。

49、優(yōu)選地，所述末端執(zhí)行器通過第一連接件與所述第一彎曲部連接，所述第一連接件構(gòu)造有套筒結(jié)構(gòu)，所述第一彎曲部的遠端的外徑與該套筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑匹配，所述第一彎曲部的遠端插入該套筒結(jié)構(gòu)并固定。

50、優(yōu)選地，所述醫(yī)療器械配置有扭矩分離件，以分離所述可操縱臂所受扭矩和所述執(zhí)行器致動絲所受扭矩。

51、優(yōu)選地，所述扭矩分離件構(gòu)造為圓環(huán)狀，所述扭矩分離件被限定在所述可操縱臂的內(nèi)周面與所述第一連接件的外周面之間。

52、優(yōu)選地，所述扭矩分離件構(gòu)造為軸承，所述軸承包括外圈和內(nèi)圈，所述外圈和所述內(nèi)圈分別與所述可操縱臂和所述第一連接件連接。

53、優(yōu)選地，所述可操縱臂構(gòu)造成由至少一股彎曲致動絲致動彎曲。

54、優(yōu)選地，所述可操縱臂構(gòu)造成柔性管件。

55、優(yōu)選地，所述可操縱臂是由多個彎曲節(jié)段串聯(lián)而形成。

56、優(yōu)選地，所述可操縱臂是由金屬管上進行至少一次切割而形成。

57、優(yōu)選地，所述可操縱臂構(gòu)造成金屬絲螺旋管。

58、優(yōu)選地，所述醫(yī)療器械還包括護套，所述護套限定所述執(zhí)行器致動絲的行進路徑。

59、優(yōu)選地，所述護套由具有潤滑性的材質(zhì)制成。

60、優(yōu)選地，所述護套構(gòu)造成金屬絲螺旋管。

61、采用上述醫(yī)療器械的機器人手術(shù)系統(tǒng)，所述機器人手術(shù)系統(tǒng)包括器械控制器，所述醫(yī)療器械包括操縱器，所述操縱器配置有與所述器械控制器耦接的接口，當所述操縱器與所述器械控制器耦接時，所述操縱器可受控操縱所述可操縱臂的彎曲，以及，所述操縱器可推進或者后撤所述執(zhí)行器致動絲；當所述操縱器與所述器械控制器解耦和分開時，二者不再一起進行操作。

62、優(yōu)選地，所述操縱器配置有扭矩傳遞件，所述扭矩傳遞件與所述執(zhí)行器致動絲的近端固定，當所述操縱器與所述器械控制器耦接時，所述操縱器可受控操縱所述執(zhí)行器致動絲繞其自身軸心旋轉(zhuǎn)。

63、本發(fā)明的醫(yī)療器械通過將執(zhí)行器致動絲在長度方向上設(shè)置為遠端小部分的抗彎剛度比近端大部分的抗彎剛度更小，近端大部分的本體部承擔力的傳遞，遠端小部分的第一彎曲部可以接受較大幅度的被動彎曲，該執(zhí)行器致動絲得以兼顧軸向運動性能(可推動性)和彎曲性能(柔性)，即在滿足可操縱臂彎曲效果的前提下，末端執(zhí)行器能夠獲得足夠進行相應(yīng)的檢查和治療的操作的力量和較好的運動響應(yīng)能力。