Многоосевой электронно-механический хирургический манипулятор

«Область техники»
Многоосевой электронно-механический хирургический манипулятор (далее, также техническое решение, устройство) относится к области лапароскопической хирургии, а именно к устройствам для удержания и управления хирургическим манипулятором (иным хирургическим инструментом) при проведении лапароскопических операций.
«Предшествующий уровень техники»
В настоящее время, из уровня техники известен хирургический манипулятор (US Patent № 8,491,603), принятый за ближайший аналог (прототип). К числу недостатков прототипа можно отнести механическую схему данного манипулятора, обуславливающую значительные линейные и угловые перемещения по осям (направлениям) его звеньев, что, в свою очередь, делает его использование затруднительным или не возможным в стеснённых условиях некоторых видов внутриполостных хирургических операций, к примеру, гинекологические операции на матке. Также, определёнными недостатками прототипа можно указать сложность конструкции (6 отдельных исполнительных механизмов) и необходимость наличия в операционной бригаде специального оператора (помощник хирурга), что усложняет ход проведения операции и увеличивает риск влияния на исход операции фактора усталости не только хирурга, но и данного оператора.
«Раскрытие полезной модели»
Технической целью (задачей) заявляемого устройства является устранение вышеуказанных недостатков, а его техническим результатом - создание более простого в конструкции устройства, обеспечивающего применение манипуляторов в более широком спектре хирургических операций, при одновременном облегчении проведения подобных операций, за счёт устранения из состава операционной бригады отдельного оператора, и предоставления возможности самому хирургу управлять манипулятором, без отрыва от хода операции.
исполнительные механизмы соединены в следующей последовательности: исполнительный механизм перемещения по вертикальной оси, закреплённый на основании, исполнительный механизм перемещения по горизонтальной оси, исполнительный механизм углового перемещения с держателем хирургического инструмента, при этом оси всех исполнительных механизмов перпендикулярны между собой и каждый исполнительный механизм соединен в единую электрическую цепь с пультом управления, который выполнен электромеханическим, управляемым ногой оператора
Поставленная задача достигается тем, что, в заявляемом техническом решении включающим пульт управления и приводную часть, установленную на основании, конструктивно состоящую из соединённых последовательно друг с другом исполнительных механизмов, где каждый механизм обеспечивает перемещение по одной из заданных осей (направлений) держателя хирургического инструмента, закреплённого на конечном исполнительном механизме, данные(жирным выделены существенные признаки заявленного технического решения, отличающие его от прототипа). Именно вышеуказанная совокупность признаков, обеспечивает получение устройством указанного технического результата.
Заявляемое устройство, в своих частных случаях выполнения, характеризуется признаками, указанными в предыдущем абзаце, в совокупности со следующими признаками:
1) Основание допускает возможность вертикального перемещения приводной части, а исполнительные механизмы закреплены между собой с помощью кронштейнов.
2) Пульт управления состоит из корпуса с закреплённой внутри электрической платой, при этом на нижней поверхности корпуса закреплены вакуумные держатели, а верхней поверхности корпуса установлены педали горизонтального и вертикального перемещения держателя хирургического инструмента, каждая на своей направляющей, с возможностью линейного перемещения вдоль них, при этом обе педали выполнены в виде замкнутых колец заданной толщины, с нескользящей внешней поверхностью, а каждая направляющая с обеих концов, снабжена ограничительными буферами, представленными двумя пружинами сжатия, также, на верхней поверхности корпуса, установлена педаль углового перемещения держателя хирургического инструмента, выполненная в виде вращающейся сферы, с нескользящими выступами на своей поверхности, при этом все три педали включены в единую электрическую цепь устройства, и конструктивно представлены переменными резисторами.
«Краткое описание чертежей»
Перечень графических чертежей, поясняющих сущность заявляемого технического решения:
Фиг. 1 - общий вид приводной части;
Фиг. 2 - общий вид конструкции пульта управления (вид сбоку).
«Вариант осуществления полезной модели, промышленная применимость» Многоосевой электронно-механический хирургический манипулятор включает в себя следующие элементы: пульт управления 1, коммутационный провод (условно не показан), основание 2, приводную часть (совокупность позиций 3, 4, 5), держатель хирургического инструмента 6.
Пульт управления 1 предназначен для регулировки осевых перемещений приводной части заявляемого устройства в трёх направлениях: по вертикали, по горизонтали, вращение по часовой стрелке/против неё. Конструктивно подразумевает поочерёдную регулировку положения по каждому направлению (оси). Состоит из неметаллического корпуса с закреплённой внутри электрической платой 7, при этом на нижней поверхности корпуса закреплены вакуумные держатели 8, работающие по типу присосок к поверхности, а верхней поверхности корпуса установлены педали горизонтального 9 и вертикального 10 перемещения держателя хирургического инструмента, каждая на своей металлической направляющей 11, с возможностью линейного перемещения вдоль них, при этом обе педали выполнены в виде неметаллических замкнутых колец заданной толщины, с нескользящей внешней поверхностью, а каждая направляющая с обеих концов, снабжена ограничительными буферами, представленными двумя пружинами сжатия, также, на верхней поверхности корпуса, установлена педаль углового перемещения 12 держателя хирургического инструмента, выполненная в виде вращающейся неметаллической сферы, с нескользящими выступами на своей поверхности (выполнены для надёжного контакта с ногой оператора), при этом все три педали включены в единую электрическую цепь устройства в целом, и конструктивно представлены переменными резисторами.
Коммутационный провод (условно не показан) предназначен для передачи электрических сигналов от пульта управления на приводную часть. Представлен любым известным электрическим проводом заданного сечения.
Основание 2 - металлическое, состоит из вертикальной опоры и опорной плиты 13, которые непосредственно механически соединены между собой известным образом. Предназначено для устойчивой фиксации на вертикальной поверхности приводной части рассматриваемого технического решения.
Приводная часть предназначена для осевых перемещений держателя хирургического инструмента в трёх направлениях: по вертикали, по горизонтали, вращение по часовой стрелке/против неё. Конструктивно представлена исполнительным механизмом перемещения по вертикальной оси 3, исполнительным механизмом перемещения по горизонтальной оси 4, исполнительным механизмом углового перемещения 5, каждый из которых содержит электродвигатель, редуктор и датчика положения, ограничивающий диапазон угловых перемещений механизма, как правило, менее 360 градусов. Вышеуказанные электродвигатель, редуктор и датчика положения представлены любой общеизвестной конструкцией и на графических чертежах условно не показаны. За счёт максимально возможного сближения осей всех трёх исполнительных механизмов 3, 4, 5 приводной части, имитируется движение только человеческой кисти, при неподвижном предплечье руки, а не размах всей руки в целом.
Держатель хирургического инструмента 6 предназначен для крепления и удержания различных типов хирургических инструментов, в частности гинекологических манипуляторов. Конструктивно состоит из узла крепления хирургического инструмента 14 любой общеизвестной конструкции и неметаллической оси, механически соединяющей вышеуказанный узел крепления с исполнительным механизмом углового перемещения 5.
Заявляемое устройство работает следующим образом: многоосевой электронно-механический хирургический манипулятор устанавливается в операционной, подключается к источнику питания. В дальнейшем, при проведении внутриполостной операции, хирург мускульной силой своей ноги, поочерёдно воздействуя на педали горизонтального 9, вертикального 10 и углового перемещения 12 пульта управления задаёт нужное пространственное положение хирургического инструмента, закреплённого в держателе хирургического инструмента 14. В ходе операции возможно смена используемых хирургических инструментов.
В настоящее время, заявителями, собственными силами, изготовлен опытный образец, показавший свою хорошую работоспособность в разных условиях его применения.