用於微創外科手術的引導和遙控牽引系統的製作方法

2023-11-07 00:56:07 2

專利名稱：用於微創外科手術的引導和遙控牽引系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於微創外科手術或腔內外科手術的引導和遙控牽引系統，所述系統容易操縱、定位、鉤住和使用，它減少了進行外科手術處理過程所需的切口數目。特別是，本發明涉及一種用於微創外科手術或腔內外科手術的引導和遙控牽引系統，它很容易定位和鉤住，該系統包括可分離的外科手術內部夾(endoclamp)；可分離和自封閉的引入引導件，該引入引導件與所述外科手術內部夾裝配在一起；以及遙控磁性牽引裝置，用於所述內部夾。
背景技術：
外科手術處於持續的變化和發展中。當前，外科手術處理過程和技術的方向是使得進行的外科手術對於患者的損傷儘可能最小。應用的概念是對於個人獲得優點，例如更低疼痛、更低的術後恢復時間、住院治療縮短、與處理過程相關聯的併發症更少、以及更好的美容結果，這使得患者有更好的生活質量，並節省健康保險系統。在這種想法下，發展了內窺鏡的或微創的外科手術，它能夠通過在患者體內的較小切口來進行外科手術介入，因此避免開放式外科手術的較大切口和較高代謝值(metabolic cost) 0在美國專利No. 7169104中公開了一種解決這種需要的方案，該美國專利 No. 7169104的
公開日為2004年3月18日，它公開了一種遙控引導錨固系統，該遙控引導錨固系統包括鉤裝置，該鉤裝置鉤在患者體內的身體部分上；磁性夾，該磁性夾由磁性材料製成，它與鉤裝置連接；以及位於患者身體外部的磁性裝置，用於引導該夾，該磁性裝置產生磁場，以便使得所述磁性夾運動。如該文獻和它的附圖所示，在該文獻中的發明需要第二夾，以便關閉磁性夾或者使得該夾鉤在錨固系統上。前面的方案涉及用於消化內窺鏡的方案，它很難用於腹腔鏡的外科手術中，因為用於夾和它的牽引系統的裝配方案很難在體腔內部進行。

發明內容
技術問題這些外科手術的技術需要進入個人體內的入口點，該入口點需要進行全壁切口 (total wall incision)，並通常插入工作套針(或者口)。所需的元件通過這些入口引入， 這些元件為光學裝置(用於內部可視化的照相機)和外科手術工具(例如夾子、電解剖刀、 剪刀等)。在這種外科手術中，需要分開和提高周圍器官或組織，用於更清潔和更有效的外科手術結果。通常，這樣的分開和提高通過使用夾子或鉤裝置來進行，這些夾子或鉤裝置通過工作口從外部被直接操縱。這些工作口是必須在個人的體壁中執行的切口點，並具有與全厚度體壁切口相關聯的危險和併發症，主要是嚴重的術後疼痛、術中和術後的出血危險、感染危險和隨後形成疝氣的危險。所有這些併發症降低了患者的生活質量，並增加了健康保險的成本。另外， 還有重要的美學問題，因為這些切口必然隨後留下作為後果的疤痕。因此，需要使用儘可能最少數目的切口來執行所需的外科手術處理過程，從而降低術中和術後的併發症，並因此獲得最佳的術後結果。解決問題的技術方案本發明解決了使得內部夾定位和有效鉤住要被拉動的器官或組織以及使得組件容易使用的問題，因為本發明包括由引入引導件驅動的自關閉內部夾。隨後，該內部夾通過使用遙控牽引裝置穿過體壁施加磁力而運動。本發明的有益效果本發明涉及一種用於微創外科手術的引導和遙控牽引系統，它容易定位和鉤住， 且損傷較小，因為它能夠避免現有技術產生的一個或多個切口，這給患者帶來益處。這能夠明顯減少患者的恢復時間，消除與切口相關聯的潛在危險，並避免不希望的疤痕。而且，本發明提出一種引導和遙控牽引系統，它包括鉤住機構，該鉤住機構鉤住要處理的器官或組織，它將容易和安全地操作，這便於由醫生使用。因此，本發明很有利，因為它減少用於進行外科手術的切口數目，並容易使用。本發明解決定位和有效鉤住要被拉動的器官的問題，從而能夠在對患者的損傷較小的情況下很容易地使用和進行外科手術。


圖1是根據現有技術的微創外科手術的示意圖，特別是腹腔鏡膽囊切除術。圖2是使用根據本發明的、具有遙控牽引裝置的引導系統進行的微創外科手術的示意圖。可以看見，進入點的數目減少。圖3是本發明的引導系統和遙控牽引裝置在初始結構中的示意圖，該引導系統和遙控牽引裝置包括引入引導件和裝配的打開夾。圖4是本發明的引導系統和遙控牽引裝置在分開位置中的另一示意圖，其中具有關閉夾。圖5是處於牽引操作位置的、與引入引導件分開的內部夾的示意圖。圖6表示由根據本發明的遙控牽引裝置產生的、作為距離的函數的磁場密度的曲線圖。圖7表示由根據本發明的遙控牽引裝置在內部夾上產生的、作為距離的函數的磁場力的曲線圖。圖8表示具有稀土磁體的牽引裝置的磁感應強度與由所述磁感應強度、根據本發明的所述牽引裝置和所述內部夾在內部夾上產生的力的關係的曲線圖。圖9表示作為在根據本發明的牽引裝置的電磁體上的電壓的函數的磁感應強度的曲線圖。
具體實施例方式本發明涉及一種用於在體腔中進行微創外科手術的引導和遙控牽引系統，它很容易地定位和鉤住，並引起較小損傷，該系統包括至少一個內部夾，該內部夾具有外科手術鉤裝置，該外科手術鉤裝置與引導件裝配在一起，並處於初始打開位置；當通過分開機構而與所述引導件分開時處於自然關閉位置；所述內部夾包括在與所述鉤裝置相反的端部處的一部分鐵磁材料；
圓柱形的引入引導件，該引入引導件與所述可分開的外科手術內部夾裝配在一起，所述引導件包括用於分開所述內部夾的機構；至少一個遙控牽引裝置，用於所述至少一個內部夾，通過從所述體腔的外部在所述內部夾的鐵磁部分上面施加電磁場而產生作用。如圖1中所示，微創腹腔鏡類的外科手術通過現有技術的手段來進行，在這種情況下，在腹壁中產生4個切口，以便布置套針，其中，1個套針a用於插入內窺鏡照相機，3個套針b、c和d用於通過鉤裝置(例如普通的腹腔鏡夾)來升高、操縱和切開要治療的器官， 例如膽囊V。與圖1不同，圖2表示使用本發明的引導系統和遙控牽引裝置進行的微創外科手術，其中，可以看見，在腹壁中只形成一個切口，用於僅僅一個套針a，一個或多個夾ρ通過該套針而引入，該夾由一個或多個磁體或電磁體e來驅動，以便操縱器官ν ；用於觀察微創外科手術的內窺鏡照相機以及用於剖開和隨後取出組織或切割的元件也通過該相同套針引入。如圖3中所示，一種引導和遙控牽引系統用於體腔內的微創外科手術，它容易定位和鉤住，並引起較小損傷，該系統包括引入引導件20，該引入引導件20與可分開的外科手術內部夾10裝配在一起；以及所述內部夾10的遙控牽引裝置30，以便通過從所述體腔外部在所述夾的端部上面施加磁場而使得所述內部夾運動，所述磁場例如電磁體。所述內部夾10包括兩個分離件，這兩個分離件基本在它的中心可繞軸線11旋轉， 各所述分離件限定鉤住端12和操作端13，該操作端13具有徑向彈簧(圖中未示出)，該徑向彈簧使得內部夾10保持在它的自然關閉位置。第一操作端13與凸起14連接，該凸起14 與直徑比該凸起14寬的圓柱形抵靠裝置15連接，所述抵靠裝置15延伸至錨固裝置16，該錨固裝置16被引入該引導件20內部；其中，抵靠裝置15和錨固裝置16包括由鐵磁材料製造的部分，鐵磁材料例如為鐵、鎳、鈷、氧化鐵等。所述引入引導件20的所述分開機構包括固定環21，該固定環21與基本為杆形的連接件22的第一端連接，所述連接件22穿過引導管23的內部，所述引導管23在一端處與內部夾10的錨固裝置16連接，在另一端處與用於分開所述內部夾10的分開設備M連接； 所述連接件22在它的第二端處與開鎖件觀連接，該開鎖件觀與固定在分開設備M的後壁25上的拉伸彈簧沈連接；所述開鎖件觀具有孔眼，銷四穿過該孔眼。所述銷四在它的端部處固定在促動器27上，該促動器27可繞中心軸線27a旋轉，該促動器27限定操作端27b和促動器端27c。在初始位置中，所述可旋轉的促動器27處於第一位置，其中，操作端27b比促動器端27c更靠近開鎖設備對，該促動器端27c遠離開鎖設備M ；銷四穿過開鎖件觀的孔眼， 開鎖件定位在離後壁25比自然的彈簧長度沈更長的距離處，以便在它的第一位置中使得彈簧保持拉伸。在這樣的初始位置，連接件22使得固定環21保持環繞和連接操作端13，以便使得內部夾10保持打開，即具有分開的鉤住端12。當通過安裝在進行微創外科手術的體腔中的套針來引入裝配有內部夾10的引入引導件20時，引入引導件20和內部夾10能夠通過所述套針而被弓丨導、引入和對齊地驅動。 當內部夾10處於它的初始位置時，內部夾打開和被導向要治療的器官或組織ν。當內部夾 10正確地布置在器官或組織V處時，內部夾處於如圖4中所示的開鎖位置，該開鎖位置通過按壓促動器端27c以便從開鎖件觀的孔眼中取出銷四而實現；這樣，施加在彈簧沈上的限制被釋放，彈簧返回它的自然位置，從而將開鎖件觀和後壁25聚集，並通過連接件22 而將固定環21從內部夾10上取下。然後，內部夾10被釋放至它的自然位置，鉤住端12關閉，從而捕獲器官或組織V。如圖5中所示，當內部夾10固定在器官或組織ν上時，引入引導件20從套針中取出，該引入引導件能夠用於將另一元件引入體腔內；而且，內部夾10被帶動靠近遙控牽引裝置30附近的體腔壁50，並且磁場被激發，以便使得所述內部夾10由所述遙控牽引裝置 30吸引，並使得它的抵靠裝置15和鉤裝置16朝著體腔壁50的內側定向。這樣，遙控牽引裝置30能夠從體腔的外部遙控地引導和定位內部夾10。然後，以前述方式，體腔內的器官或組織能夠通過重複所述步驟而由一個或多個內部夾來操縱。器官保持位於最佳位置，以便通過安裝單個套針的僅一個切口實現相應的外科手術介入。由於所述內部夾的一個或多個遙控牽引裝置，通過從所述體腔外部在所述內部夾的鐵磁部分上面施加電磁場，所述一個或多個內部夾保持固定在它們的位置，或者能夠沿體腔運動。優選地，所述遙控牽引裝置在所述牽引裝置的周圍產生磁感應強度範圍從0. 1至 1特斯拉(1000至10000高斯)的電磁場，以便在離腹壁距離為10至30mm範圍內在本發明內部夾上產生範圍為2. 94至4· 9N(300至500克力)的力；當肥胖時達到高達80mm的體壁寬度。因此，所述遙控牽引裝置包括永磁體，例如磁化鋼或鋁鎳鈷合金(包括重量的鈷、8 %重量的鋁、14 %重量的鎳、51 %重量的鐵和3 %重量的銅的合金)、或者鐵氧體(80 % 重量的氧化鐵和20%重量的氧化鍶)磁體。更優選地，所述牽引裝置包括稀土礦磁體，例如=RE-M5和RE2M17類型，其中，「RE」是釤(Sm)、鉕(Pr)和釹(Nd)，「M」是鈷(Co)與金屬例如鐵(Fe)、銅(Cu)、鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉿 (Hf)和錳(Mn)的合金，例如，由 Schenectady，Nueva York 的 GE Research Lab (EEUU)製造的SmCo5或者由Sumitomo (日本)和General Motors (EEUU)在1983年開發的「釹-鐵-硼」，
Nd2Fe14B0本發明實施例根據本發明的另一優選實施例，所述遙控牽引裝置能夠包括電磁體和電壓調節器，以便通過改變在電磁體上的電壓來改變產生的磁感應強度。優選地，所述電磁體在所述牽引裝置的周圍產生磁感應強度範圍為從0. 1至1特斯拉(1000至10000高斯)的電磁場， 以便在距離為10至30mm範圍內在本發明內部夾上產生所需的力。根據本發明的另一優選實施例，所述遙控牽引裝置能夠包括電磁體和電流調節器，以便通過改變在電磁體上的電流強度來改變產生的磁感應強度，根據本發明，所述磁感應強度範圍從0. 1至1特斯拉(1000至10000高斯)。根據本發明的一個實施例，所述電磁體能夠包括順磁材料芯，該順磁材料芯包括以下材料中的一種或多種空氣、鋁、鎂、鈦、氯化鐵和鎢。根據本發明的另一實施例，所述電磁體能夠包括鐵磁材料芯，該鐵磁材料芯包括以下材料中的一種或多種鐵、鎳、鈷、鋁、鐵-矽或者鋁鎳鈷合金和坡莫合金，該坡莫合金包括20%重量的鋼和80%重量的鎳。
在本發明的第一示例中，圖6表示由根據本發明的、包括稀土磁體的遙控牽引裝置產生的、作為距離的函數的磁場密度的曲線圖。圖7表示由根據本發明的所述遙控牽引裝置在內部夾上面產生的、作為距離的函數的磁場力的曲線圖。由圖7可見，特性化磁體曲線能夠使用公式(a)F = 5. 3757e_°_°967d來插值，其中，用R2 = 0. 9897進行二次擬合 (quadratic fit)，F是在內部夾上面產生的力(單位N)，d是在遙控牽引裝置和內部夾之間的距離(單位mm)；具有這些特徵的磁體能夠根據體腔的寬度需要和要由該第一示例的內部夾操縱的器官而在Ilmm的距離處產生1. 76N(180克力)。根據患者體腔的厚度和要操縱的器官的重量，在第二示例中，可能需要2. 94N(300 克力)以便通過20mm的體腔來保持和操縱器官。由於圖7和公式(a)，新的特性曲線能夠很容易地插值產生2. 94 = 5. 3757e-°·0967 * 20+B ；因此，B = 2. 1628，形成的公式為(b) F = 5. 3757e_°_°96〃d+2. 1628 ；其中，對於Omm距離，所述磁體必須在所述內部夾上面產生 7. 5385N(739 克力)的力。圖8表示稀土磁體的磁感應強度和在根據本發明的內部夾上面產生的力的關係的曲線圖，其中有公式(c)B = 0. 0917 * F°_66，其中，用R2 = 0. 9915進行二次擬合，其中， F是力(單位為牛頓)，B是磁感應強度(單位為特斯拉)；對於該第二示例，根據本發明的遙控牽引裝置所需的磁體的尺寸應當設置成用於0.3478特斯拉(3478高斯)的磁感應強度。根據本發明的另一優選實施例，所述遙控牽引裝置能夠包括電磁體和電壓調節器，以便通過改變在電磁體上的電壓來改變產生的磁感應強度。圖9表示作為在電磁體上面的電壓的函數的磁感應強度的曲線圖，其中電流I為2A ；通路長度為8. 3cm ；螺線數 (spire number)為4. 245 ；冷疊層鋼芯的直徑為10mm，磁導率為1. 99。圖9的所述曲線圖能夠獲得由公式(d)B = 0. 1621 * V°_5_表示的特性電磁體曲線，其中，具有R2 = 0.9956 進行的二次擬合，其中，B是在離電磁體距離為Omm處的磁感應強度(單位為特斯拉)，V是施加在所述電磁體上面的電壓(單位為伏特)。對於前述示例，當必須通過20mm的體壁在根據本發明的內部夾上面產生 2. 94N(300克力)的力時，應當在Omm的距離處產生0. 3478特斯拉(3478高斯)的磁感應強度，因此，根據圖9的曲線圖和使用公式(d)，所需的電壓為V= (0. 3478/0. 1621)1/0·5018 =4. 58伏特。因此，所述牽引裝置的電壓調節器必須被調節，以便獲得推導出的4. 58伏特的電壓。這樣，包括電磁體以及電壓調節器或電流調節器的牽引裝置能夠被調節成在內部夾上面施加最小必需力，以便將它牢固保持在抵靠體腔的位置，而不會在外科手術中施加可能損壞體腔的組織和其它器官的過大力。工業實用性本發明在微創外科手術或腔內外科手術工具的製造業中具有工業實用性。本發明特別有利於視頻腹腔鏡膽囊切除術，但是並不局限於該使用過程。
權利要求
1.一種用於在體腔中的微創外科手術的引導和遙控牽引系統，所述引導和遙控牽引系統容易被定位和鉤住，並產生較小損傷，所述引導和遙控牽引系統包括至少一個可分開的外科手術內部夾(10)，所述外科手術內部夾具有鉤裝置(11、12)， 所述鉤裝置與引入引導件00)裝配在一起並處於初始打開位置；當通過分開機構而與所述引入引導件00)分開時處於自然關閉位置；所述內部夾(10)包括位於與所述鉤裝置 (11、12)相對的端部處的由鐵磁材料製成的部分；圓柱形的引入引導件(20)，所述引入引導件與所述可分開的外科手術內部夾(10)裝配在一起，所述引入引導件00)包括用於分開所述內部夾(10)的分開機構；用於所述內部夾(10)的至少一個遙控牽引裝置(30)，通過在所述內部夾(10)的鐵磁部分上面施加電磁場而產生作用。
2.根據權利要求1所述的引導和遙控牽引系統，其中所述內部夾(10)包括兩個分離件，所述兩個分離件基本在所述內部夾的中心繞軸線(11)可旋轉，所述分離件的每一個都限定鉤住端(1 和操作端(13)，所述操作端(1 具有將內部夾(10)保持在它的自然關閉位置的徑向彈簧；其中，所述操作端(13)與凸起(14)連接，所述凸起(14) 與直徑比所述凸起(14)大的圓柱形的抵靠裝置(1 聯接，所述抵靠裝置(1 延伸到被引入所述引入引導件00)的內部的錨固裝置(16)；其中，抵靠裝置(15)和錨固裝置(16)包括由鐵磁材料製造的部分。
3.根據權利要求2所述的引導和遙控牽引系統，其中所述鐵磁材料包括鐵、鎳、鈷和氧化鐵。
4.根據權利要求1所述的引導和遙控牽引系統，其中將所述內部夾(10)與所述引入引導件00)分開的所述分開機構包括固定環(21)，所述固定環與基本為杆形的連接件0 的第一端連接；所述連接件02)穿過引導管03)的內部；所述引導管03)在一端與內部夾(10)的鉤裝置(16)連接，在另一端與用於分開所述內部夾(10)的分開設備04)連接；所述連接件02)在它的第二端處與開鎖件08)連接，所述開鎖件08)與固定在分開設備04)的後壁05)上的拉伸彈簧06)連接；所述開鎖件08)具有孔眼，銷09)穿過所述孔眼；以及所述銷09)在它的端部處固定在促動器(XT)上，所述促動器(XT)繞中心軸線(27a) 可旋轉，所述促動器(XT)限定操作端(27b)和促動器端07c)；其中，按壓促動器端(27c) 以便從開鎖件08)的孔眼中取出銷09)將釋放施加在拉伸彈簧06)上的限制，所述拉伸彈簧06)返回它的自然位置，從而將開鎖件08)和後壁05)帶動到一起，並通過連接件 (22)將固定環從內部夾(10)上取下，從而將內部夾(10)釋放至它的自然關閉位置。
5.根據權利要求1所述的引導和遙控牽引系統，其中所述遙控牽引裝置(30)具有磁場，所述磁場在所述遙控牽引裝置(30)的周圍具有範圍在0. 1至1特斯拉(1000至10000 高斯)的磁感應強度。
6.根據權利要求5所述的引導和遙控牽引系統，其中所述遙控牽引裝置包括一個或多個永磁體。
7.根據權利要求6所述的引導和遙控牽引系統，其中所述永磁體中的一個或多個由磁化鋼製成。
8.根據權利要求6所述的引導和遙控牽引系統，其中所述永磁體中的一個或多個由鋁鎳鈷合金製成。
9.根據權利要求6所述的引導和遙控牽引系統，其中所述永磁體中的一個或多個由鐵氧體製成。
10.根據權利要求5所述的引導和遙控牽引系統，其中所述遙控牽引裝置包括一個或多個稀土磁體。
11.根據權利要求10所述的引導和遙控牽引系統，其中所述稀土磁體能夠包括以下元素中的一種或多種釤、鉕和釹。
12.根據權利要求5所述的引導和遙控牽引系統，其中所述遙控牽引裝置(30)包括電磁體和電壓調節器，以便通過改變施加在電磁體上的電壓來改變產生的磁感應強度，從而獲得範圍從0. 1至1特斯拉(1000至10000高斯)的、所述遙控牽引裝置的磁場。
13.根據權利要求5所述的引導和遙控牽引系統，其中所述遙控牽引裝置(30)能夠包括電磁體和電流調節器，以便通過改變施加在電磁體上的電流來改變產生的磁感應強度，從而獲得範圍從0. 1至1特斯拉(1000至10000高斯)的、所述遙控牽引裝置的磁場。
全文摘要
本發明涉及一種用於微創外科手術的遙控牽引和引導系統，它容易定位和附接並引起較小損傷，該系統包括至少一個可去除的外科手術內部夾(10)，該外科手術內部夾具有附接裝置(11、12)，該附接裝置與插入引導件(20)裝配在一起，具有初始打開位置和當通過去除機構而從所述插入引導件(20)上去除時的自然關閉位置，所述內部夾(10)包括在與所述附接裝置(11、12)相反的端部處的一部分鐵磁材料；圓柱形的插入引導件(20)，該插入引導件與前述內部夾(10)裝配在一起，並包括去除內部夾(10)的機構；和至少一個裝置(30)，在施加電磁場的情況下允許對內部夾(10)進行遙控牽引，所述電磁場施加在前述鐵磁材料部分上。
文檔編號A61B17/29GK102355865SQ200980158107
公開日2012年2月15日 申請日期2009年10月1日 優先權日2009年2月6日
發明者A·羅德裡格斯納瓦羅, M·羅德裡格斯費爾南德斯 申請人:生物技術創新有限公司