内镜适配器及内镜手术辅助器械

摘要

本发明公开了一种与软式内镜配合使用的内镜适配器，能够为软式内镜提供外置通道。本发明还公开了一种内窥镜手术辅助器械，能够为内镜手术提供辅助，有助于提升手术操作的精确度与稳定性，降低操作难度，缩短手术时间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种与软式内镜配合使用的内镜适配器和内镜手术辅助器械。

背景技术

内镜手术是一种应用可送入人体腔道内的内窥镜(包括软式内镜和硬式内镜)在直观下进行检查和治疗的技术。经消化道的内镜手术通常采用软式内镜，由于无需在患者的皮肤上开有切口，减少了患者的痛苦。

消化道恶性肿瘤(胃癌、食管癌及结肠癌)发病率和死亡率均位居前列，早期诊断和治疗是提高生存率的核心，而目前内镜黏膜下剥离术(Endoscopic SubmucosalDissection，ESD)等微创治疗已成为消化道早期肿瘤的标准治疗方式，以通过ESD让更多的早期消化道癌能够在内镜下一次性完全切除，免除了开腹手术的痛苦和器官的切除。

虽然作为消化道浅表病变的主流治疗方式，ESD具有创伤小、恢复快、费用低等优点；但是它本质上还是需要内镜来进行的一项复杂的技术。常用的软式内镜大多数为单通道，即只有一个手术器械通道，手术操作过程中由于缺少相应的配合，不能有效暴露黏膜剥离面，导致手术视野不清。因此对于大部分内镜医师来讲，ESD仍然是一项相对困难的操作，容易出现出血、穿孔等严重并发症。

众所周知，良好的手术视野是减少并发症的关键。对此，国内外的内镜医生针对提高内镜操作性及安全性做了大量尝试及研究：如在增加黏膜牵拉方面先后出现了钛夹细绳牵引、体外磁锚定等方法，虽能在一定程度上增强了黏膜剥离面的术野，但是却需要专门设计的内窥镜，同时也存着无法调整牵拉力度和方向、随手术进行牵拉力逐渐消失等缺点。

发明内容

本发明提供一种内镜适配器，能够为软式内镜提供外置通道。

本发明提供一种内窥镜手术辅助器械，能够为内镜手术提供辅助，有助于提升手术操作的精确度与稳定性，降低操作难度，缩短手术时间。

根据本发明的一个实施例，提供了一种内镜适配器，包括：

内套件，所述内套件具有内通道，用于容纳内窥镜的插入部远端；和

外套件，所述外套件被套装于所述内套件之外，并在所述外套件和所述内套件之间形成外通道，所述外通道用于供带有末端执行器的机械臂组件推进和后撤。

在一实施例中，所述外套件包括外套体和自所述外套体向所述内套件延伸的分隔体，所述外通道贯穿所述分隔体，所述分隔体用于对所述内套件和所述外通道进行限位。

在一实施例中，所述分隔体的上表面向下凹陷于所述外套体的远端面。

在一实施例中，所述内套件由柔性材料制成，且所述内套件的内径尺寸小于该内窥镜的插入部远端的外径尺寸。

在一实施例中，所述内套件包括具有所述内通道的内套体，所述内套体的外表面向外延伸有一对轴向限位块，在所述外套件套装于所述内套体时，所述轴向限位件对所述外套件的上下端面进行限位。

在一实施例中，所述内套件包括具有所述内通道的内套体，所述内套体的外表面向外延伸有至少一个周向限位块，所述外套件设有与所述周向限位块相匹配的凹槽，在所述外套件套装于所述内套体时，所述周向限位件嵌入所述凹槽内。

在一实施例中，所述内套件包括具有所述内通道的内套体，所述内套体的内表面具有凸起的限位环，所述限位环用于防止该内窥镜的插入部远端贯穿所述内套件。

根据本发明的另一个实施例，还提供了一种内镜手术辅助器械，包括：

上述任一所述的内镜适配器，用于与内窥镜的插入部远端连接；

操控器；

鞘管，用于在所述内镜适配器的外通道和所述操控器之间形成连通通道；以及

机械臂组件，所述机械臂组件包括末端执行器、弹性管件、第一致动绳以及至少两根第二致动绳，所述弹性管件穿过所述鞘管的所述连通通道，所述弹性管件的远端伸出所述鞘管，且所述弹性管件的近端被可操控地连接于所述操控器；所述第一致动绳被贯穿于所述弹性管件，所述第一致动绳的远端固接于所述末端执行器，且所述第一致动绳的近端被可操控地连接于所述操控器；所述第二致动绳被贯穿于所述鞘管内且位于所述弹性管件外，所述第二致动绳的远端被固接于所述弹性管件的远端，且所述第二致动绳的近端被可操控地连接于所述操控器，以致动所述弹性管件的远端向所述内镜适配器的内套件的轴心偏转。

在一实施例中，所述鞘管的所述连通通道包括用于供所述弹性管件贯穿的弹性管件通道和用于供所述第二致动绳贯穿的第二致动绳通道，所述第二致动绳通道与所述弹性管件通道被间隔地布置。

在一实施例中，所述操控器包括与所述弹性管件的近端连接的第一滑块、与所述第一致动绳的近端连接的第二滑块、与所述第二致动绳的近端连接的第三滑块以及设有轨道的基座，所述第一滑块、所述第二滑块以及所述第三滑块可被分别驱动而沿着所述基座上对应的所述轨道滑动。

在一实施例中，所述操控器包括与所述弹性管件的近端连接的第一滑块、与所述第一致动绳的近端连接的第二滑块、与所述第二致动绳的近端连接的卷绕柱以及设有轨道的基座，所述第一滑块和所述第二滑块可被分别驱动而沿着所述基座上对应的所述轨道滑动；所述卷绕柱通过旋转轴与所述基座连接，所述卷绕柱可被驱动而绕所述旋转轴旋转。

在一实施例中，所述末端执行器包括四连杆机构，所述四连杆机构中的第一连杆和第二连杆通过第一枢转销连接，并且所述四连杆结构中的第三连杆和第四连杆通过第二枢转销连接，所述第一致动绳的远端连接于所述第二枢转销，所述弹性管件的远端通过连接座与所述第一枢转销连接，所述第一连杆和所述第二连杆分别延伸而形成夹钳。

附图说明

图1为本发明的一个实施例提供的内镜手术辅助器械的立体结构示意图；

图2示出了本发明一个实施例的内镜手术辅助器械应用于机械臂车的示意图；

图3示出了本发明一个实施例的内镜手术辅助器械的远端的结构示意图；

图4至图6示出了本发明一个实施例的内镜适配器的示意图；

图7示出了本发明一个实施例的内镜适配器的内套件的结构示意图；

图8示出了本发明一个实施例的内镜适配器的外套件的结构示意图；

图9示出了本发明一个实施例的内镜适配器(不含内套件)与鞘管连接关系的立体结构示意图；

图10示出了本发明一个实施例的内镜适配器与鞘管连接关系的俯视图；

图11示出了本发明一个实施例中机械臂组件的远端的结构示意图；

图12示出了本发明一个实施例中机械臂组件与鞘管连接关系(远端位置)的结构示意图；

图13示出了本发明一个实施例的末端执行器为夹钳的示例；

图14示出了本发明上述实施例的末端执行器中连接座的立体示意图；

图15示出了本发明一个实施例的操控器的内部结构示意图；

图16示出了本发明上述实施例的操控器的第一滑块的立体示意图；

图17示出了本发明上述实施例的操控器的第二滑块的立体示意图；

图18示出了本发明上述实施例的操控器的第三滑块的立体示意图；

图19示出了本发明上述实施例的操控器的致动原理示意图；

图20示出了本发明另一个实施例的操控器的致动原理示意图。

附图标记：1、内镜手术辅助器械；10、内镜适配器；11、内套件；110、内通道；111、内套体；112、轴向限位块；113、周向限位块；114、限位环；115、限位槽；12、外套件；120、外通道；121、外套体；1210、横向孔；1211、较小头部；1212、较大头部；1213、远端面；1214、凹槽；122、分隔体；1220、上表面；123、套装孔；124、容纳槽；20、机械臂组件；21、第一致动绳；22、末端执行器；220、夹钳；221、第一连杆；222、第二连杆；223、第三连杆；224、第四连杆；225、第一枢转销；226、第二枢转销；227、连接座；2271、套接管；2272、枢接臂；23、弹性管件；231、硬管段；232、可弯管段；24、第二致动绳；30、操控器；31、第一滑块；311、第一通孔；312、第一凸起；313、第一通道；314、第一紧固孔；32、第二滑块；321、第二通孔；322、第二凸起；323、第二通道；324、第二紧固孔；33、第三滑块；331、第三通孔；332、第三凸起；333、固定孔；34、基座；340、轨道；341、导杆；342、导槽；343、连接管；35、卷绕柱；40、鞘管；400、连通通道；410、弹性管件通道；420、第二致动绳通道；50、机械臂车；51、主操作手；52、驱动装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

如图4至图6所示，本发明一个实施例的内镜适配器10包括内套件11和外套件12。内套件11具有内通道110，用于容纳内窥镜的插入部远端。外套件12被套装于内套件11之外，以在外套件12和内套件11之间形成外通道120，外通道120用于供带有末端执行器22的机械臂组件20推进和后撤。这样，在软式内镜原有工作通道之外，内镜适配器10提供了可靠的外置通道，使得机械臂组件远端的末端执行器能够随同内窥镜的插入部远端一起到达所期望的位置，以便辅助执行手术操作。

如图8所示，内镜适配器10的外套件12包括外套体121和自外套体121向内套件11延伸的分隔体122，外通道120贯穿分隔体122，分隔体122用于对内套件11和外通道120进行限位。换言之，通过分隔体122能够将外套体121的内部空间分隔成位置固定的两部分，即外通道120和用于套装于内套件11的套装孔123。

如图6所示为外套体121的外周横截面的一个实施例，可以理解的是，外套体121的外周横截面只要使得内窥镜的插入部远端和机械臂组件能够同时并行，并且获得最小横截面。因此，外套体121的外周横截面还可以是一个小圆和一个大圆相切或者相接的各种变形。并且，外套体121的外周表面顺滑而没有棱角，避免在插入体腔过程中造成损伤。根据以上设计，外套体121就具有了较小头部1211和较大头部1212。

分隔体122在外套体121的内腔中形成外通道120和套装孔123，如图10所示，外通道120位于外套体121的较小头部1211，套装孔123位于外套体121的较大头部1212，套装孔123的直径大于外通道120的直径，而套装孔123所匹配的内套件具有内通道110，因而内通道110和外通道120分别对应地适配直径较大的内窥镜的插入部远端和直径较小的鞘管40。

作为一个实施例，分隔体122一体地连接于外套体121的内壁面，也就是说，外套件12是一体成型的。此外，虽然在本发明的上述示例中外套件12包括了两个分离的分隔体122，但是可以理解的是，分隔体122也可以是一个整体，只在分隔体122的中部留有缺口以作为外通道120。

如图8和图9所示，分隔体122的上表面1220向下凹陷于外套体121的远端面1213，以在外套体121的远端形成用于容纳末端执行器22的容纳槽124，以避免在手术操作过程中，末端执行器22外露而损伤人体器官。

内镜适配器10的内套件11包括具有内通道的内套体111。内套件11由柔性材料(如软质的聚氯乙烯、聚氨酯、硅胶)制成，并且内套件11的内径尺寸略小于内窥镜的插入部远端的外径尺寸，使得内套件11能够紧配合地套装于内窥镜的插入部远端。具体的，内套体111的内径尺寸比内窥镜的插入部远端的外径尺寸小0.2mm左右，可以获得较为合适的紧配合关系。同时，内套件11因具备柔韧性也能够延长内镜的使用寿命。

如图7所示，内套体111的外表面向外延伸有一对轴向限位块112。在外套件12套装于内套体111时，轴向限位块112对外套件12的上下端面进行限位。换言之，两个轴向限位块112在内套体111的外表面形成用于使外套件12的外套体121嵌入的限位槽115，防止外套件12相对内套件11轴向滑动。

内套体111的外表面向外延伸有至少一个周向限位块113。周向限位块113可以独立设置，也可以与轴向限位块112连为一体。图7中的周向限位块113就是自一个轴向限位块112向另一个轴向限位块112延伸。相应的，外套件12的外套体121设有与周向限位块113相匹配的凹槽1214，在外套体121被套装于内套体111时，周向限位块113嵌入外套体121的凹槽1214内，以防止外套件12相对内套件11周向旋转。

内套体111的内表面具有凸起的限位环114，限位环114用于防止该内窥镜的插入部远端贯穿内套件11，以保证内套件与内窥镜的插入部远端之间的连接位置稳定可靠。

如图1和图11，本发明的一个实施例提供了一种内镜手术辅助器械1，其包括内镜适配器10、机械臂组件20、操控器30以及鞘管40。其中，内镜适配器10的结构已经在上文说明。

鞘管40用于在内镜适配器10的外通道和操控器之间形成连通通道400。作为一种实施方式，如图4和图8所示，外套体121设有连通外通道120与外界的横向孔1210，在横向孔1210内填涂医用粘结剂就能够固定鞘管40的远端于外套件12的外通道120内。如图15所示，基座34设有连接管343，鞘管40的近端与连接管343套接并固定。

如图3和图11所示，机械臂组件20包括第一致动绳21、末端执行器22、弹性管件23以及两根第二致动绳24。弹性管件23被可滑动地贯穿鞘管40，弹性管件23的远端可伸出于鞘管40，且弹性管件23的近端被可操控地连接于操控器30，在操控器30的操控下，弹性管件23沿着弹性管件通道410被推拉，以带动机械臂组件20整体推进和后撤；第二致动绳24被贯穿于鞘管40且位于弹性管件23外，第二致动绳24的远端被固接于弹性管件23的远端，且第二致动绳24的近端被可操控地连接于操控器30，以致动弹性管件23的远端向内镜适配器10的内套件11的轴心偏转。这样，操作者能够通过操控器30来操控末端执行器22到达所需位置。

第一致动绳21被贯穿于弹性管件23，第一致动绳21的远端固接于末端执行器22，且第一致动绳21的近端被可操控地连接于操控器30，在操控器30的操控下可控制末端执行器22的作业。

鞘管40采用多腔管，如图9和图12所示，鞘管40的连通通道400包括一个弹性管件通道410和两个相互独立的第二致动绳通道420。弹性管件23贯穿弹性管件通道410，两个第二致动绳24分别贯穿鞘管40的第二致动绳通道420，使得使用过程中弹性管件23和两个第二致动绳24能够被分别致动，互不影响。

如图10所示，第二致动绳通道420位于鞘管40的弹性管件通道410的轴心和内套件11的内通道110的轴心之间的区域，在牵拉第二致动绳24时，弹性管件23的远端将向内套件11的轴心偏转，使得末端执行器22偏向套装于内通道110的内窥镜的插入部远端，并且，使得末端执行器22始终处于内窥镜的术野内。

如图9和图12所示，两个第二致动绳通道420被并排地布置于弹性管件通道410的同一侧，即弹性管件通道410的左下侧和右下侧，以便通过两个第二致动绳24控制弹性管件23的可弯管段232向正下方、向左下方或向右下方弯曲。可以理解的是，当只拉紧左下侧的第二致动绳24时，弹性管件23的可弯管段232向图示左下方弯曲；当只拉紧右下侧的第二致动绳24时，弹性管件23的可弯管段232向图示右下方弯曲；而当同时拉紧两个第二致动绳24时，弹性管件23的可弯管段232向图示正下方弯曲。此外，在放松两个第二致动绳24时，弹性管件23的可弯管段232将恢复伸直状态。

末端执行器22可以是剪刀、针、钩或夹等手术工具。作为一个实施例，如图13所示，末端执行器22包括四连杆机构，四连杆机构中的第一连杆221和第二连杆222通过第一枢转销225连接，四连杆结构中的第三连杆223和第四连杆224通过第二枢转销226连接，并且第一致动绳21的远端连接于第二枢转销226，弹性管件23的远端通过连接座227与第一枢转销225连接，第一连杆221和第二连杆222分别延伸而形成夹钳220。可以理解的是，推进和后撤第一致动绳21即可控制夹钳220的开合。

如图14所示，连接座227包括套接管2271和由套接管2271一端延伸的一对枢接臂2272；套接管2271与弹性管件23的远端套接，并焊接固定；第二致动绳24的远端直接固接于连接座227中的一个枢接臂2272，第一枢转销225的两端分别与两个枢接臂2272连接。

如图15所示，操控器30包括与弹性管件23的近端连接的第一滑块31、与第一致动绳21的近端连接的第二滑块32、与第二致动绳24的近端连接的第三滑块33以及设有轨道340的基座34，第一滑块31、第二滑块32以及第三滑块33可被分别驱动而沿着基座34上对应的轨道340滑动，以便分别致动弹性管件23、第一致动绳21以及第二致动绳24。在图1和图2中示出的操控器30的壳体，在图15中并未示出，以便显示操控器30的内部结构。

基座34的轨道340包括用于引导第一滑块31、第二滑块32以及第三滑块33滑动的导杆341和导槽342，以使第一滑块31、第二滑块32以及第三滑块33沿着对应的导杆341和导槽342定向滑动。

如图16所示，第一滑块31设有与导杆341相匹配的一对第一通孔311、与导槽342相匹配的第一凸起312、供弹性管件23穿过的第一通道313以及与第一通道313连通的第一紧固孔314。这样，第一滑块31上的第一通孔311供导杆341穿过，且第一滑块31上的第一凸起312能够在导槽342内滑动，以使第一滑块31能够在基座34上稳定地定向滑动。与此同时，第一滑块31能够通过螺栓经由第一紧固孔314固定穿过第一通道313的弹性管件23，以使弹性管件23能够被第一滑块31推拉。

如图17所示，第二滑块32设有与导杆341相匹配的一对第二通孔321、与导槽342相匹配的第二凸起322、供第一致动绳21穿过的第二通道323以及与第二通道323连通的第二紧固孔324。这样，第二滑块32上的第二通孔321供导杆341穿过，且第二滑块32上的第二凸起322能够在导槽342内滑动，以使第二滑块32能够在基座34上稳定地定向滑动。与此同时，第二滑块32能够通过螺栓经由第二紧固孔324固定穿过第二通道323的第一致动绳21，以使弹性管件23能够被第二滑块32推拉。

如图18所示，第三滑块33设有与导杆341相匹配的一个第三通孔331、与导槽342相匹配的第三凸起332以及供固接第二致动绳24的固定孔333。这样，第三滑块33上的第三通孔331供导杆341穿过，且第三滑块33上的第三凸起332能够在导槽342内滑动，以使第三滑块33能够在基座34上稳定地定向滑动。与此同时，第三滑块33能够通过固定孔333固定第二致动绳24，以使第二致动绳24能够被第三滑块33牵拉。

弹性管件23被实施为密绕不锈钢螺旋管。弹性管件23包括硬管段231和可弯管段232，硬管段231用以被固定于第一滑块31。

本发明所提供的内镜手术辅助器械1适用于采用主从式控制模式的手术机器人。如图2所示，使用时，内镜手术辅助器械1的操控器30被装载于机械臂车50，机械臂车50上设有主操作手51和驱动装置52。主操作手51的形式包括但不限于串联同构机械臂、串联异构机械臂、并联机械臂、外骨骼手套等。图2中的主操作手51包括具有三个转动关节的手臂和三个转动关节的手腕，末端的手腕(也就是手柄)上设有开合按键，手臂的三个转动关节分别设有传感器。操作者通过对主操作手51的手柄或按键的操作，相应信息被传送至控制器。控制器将接收到的信息进行计算后作为动作指令传递至驱动装置52。

驱动装置52包括驱动器和由驱动器分别控制的电机。当驱动器接收到控制器发送来的动作指令时，便控制相应电机运转或停止。

图19的实施例所对应的驱动装置52包括四个直线电机(图中未示出)，用于分别驱动第一滑块31、第二滑块32以及两个第三滑块33的滑动。第一滑块31、第二滑块32以及第三滑块33的底部分别设有与电机输出轴连接的凹槽、孔或轴，以获得与电机输出轴的可驱动连接。

图20是图19的一个可替代示例，其中，卷绕柱35替换了第三滑块33，机械臂组件20中的第二致动绳24的近端连接于卷绕柱35，且卷绕柱35通过旋转轴与基座34连接，卷绕柱35可被分别驱动而绕旋转轴旋转。可以理解的是，卷绕柱35能够获得与电机输出轴的可驱动连接，以使第二致动绳24通过卷绕方式被牵拉而控制机械臂组件远端的偏转。

以胃部ESD为例，该手术操作通常包括对病变组织的标记、黏膜下注射、边缘切开、剥离等几个步骤。在标记、黏膜下注射、边缘切开之后，使用本发明的内镜手术辅助器械1进行辅助剥离。

首先，将操控器30嵌装在机械臂车50上的安装槽内，由于操控器30的滑块(或卷绕柱)的底部设有凹槽，机械臂车50上的安装槽内设有与之匹配并连接至电机的凸台，确保凹槽与对应的凸台连接后，即可保证操控器30与驱动装置52有效连接。

通过内套件11将内镜适配器10与内窥镜的插入部远端连接，内镜手术辅助器械1的远端即可随同内窥镜的插入部远端经由患者口腔被引入到胃部的病变组织处。

剥离步骤过程中，由两位操作者配合，分别操作内窥镜和机械臂车上的主操作手。操作者手持主操作手51的手柄，凭借由内窥镜获得的观察图像运作主操作手51的手柄，可控制弹性管件23的推进和后撤，以及对第二致动绳24的牵拉，从而使得末端执行器22到达预想位置；操作者按动手柄上的开合按键，可控制夹钳的张开和闭合，从而使用夹钳能够抓取病变组织；再运作主操作手51的手柄，将黏膜牵拉起，使黏膜下组织暴露清楚；与此同时，使用通过内窥镜工作通道的电手术刀执行ESD剥离操作。

本发明的内镜手术辅助器械1在ESD的剥离过程中能够提供合适的牵引方向和张力，以确保病变组织被完整剥离，有助于大幅提升ESD手术操作的精确度与稳定性，降低操作难度，缩短手术时间。