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CN111973336B - 一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊 - Google Patents

一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，包括空心针、JT52接头、手柄、BPM4接头和气管；所述空心针的外壁刻槽，用于安装FBG传感器，在空心针的末端连接有安装座，并通过安装座与JT52接头连接；所述JT52接头的另一端连接手柄，手柄的末端设有BPM4接头，BPM4接头的外壁留有螺纹，并通过螺纹与手柄连接；所述BPM4接头的两端均可连接气管，气管的一端连接BPM4接头，另一端连接负压泵。本发明通过尖端设计可以直接划破晶状体前囊膜，完成起瓣，然后直接进行撕囊，即使用一种器械即可完成整个撕囊操作，还可以感知撕囊力的大小，控制负压的大小直接控制夹持力，提高手术操作的可控性。

Description

一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊
技术领域
本发明涉及手术器械技术领域，具体为一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊。
背景技术
白内障手术中，连续环形撕囊是一种重要的手术操作。一般来说，连续环形撕囊包括起瓣和撕囊两个步骤。起瓣过程中，医生使用截囊针划破晶状体前囊膜，并制作一个凸起。然后，医生使用撕囊镊夹持前一步骤中制作的凸起，完成环形撕囊。手术操作过程中，需要使用到两种手术器械，切换到撕囊镊后，需要重新确定夹持位置；同时，传统镊子采用的是机械开合方案，既无法感知操作力，也无法控制夹持力的大小。
现有的白内障手术中进行的连续环形撕囊，其手术操作空间极其有限，对撕囊位置进行重新定位是非常浪费时间的操作，若可用一种器械完成起瓣和撕囊操作，有利于减少手术时间；同时，使用传统撕囊镊夹住囊膜并完成撕囊也非常强调操作技巧，需要经过长期的训练，因此需要新的夹持方案以简化操作。不同年龄的病人，囊膜的生物力学特性存在差异，完成撕囊所需的撕囊力、夹持囊膜所需的夹持力均有所不同。因此，需要撕囊镊具有感知操作力和控制夹持力的能力。
目前的手术操作中，也有使用撕囊镊顶端直接进行起瓣的操作，但由于撕囊镊顶端并非为起瓣设计的，顶端并不够锐利，因此该方法对操作技巧的要求较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，具有锋利的尖端，可以直接划破晶状体前囊膜，完成起瓣，然后直接进行撕囊，即使用一种器械即可完成整个撕囊操作，不需要其他机械结构，通过控制负压的大小，还可以直接控制夹持力，同时，本发明中的撕囊镊集成有光纤光栅(FBG)传感器，可感知撕囊力的大小，以解决上述背景技术中提出的无法控制夹持力的大小问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，包括空心针、JT52接头、手柄、BPM4接头和气管；所述空心针的外壁刻槽，用于安装FBG传感器，在空心针的末端连接有安装座，并通过安装座与JT52接头连接；所述JT52接头的另一端连接手柄，手柄的末端设有BPM4接头，BPM4接头的外壁留有螺纹，并通过螺纹与手柄连接；所述BPM4接头的两端均可连接气管，气管的一端连接BPM4接头，另一端连接负压泵。
进一步的，所述空心针的顶部设为用于刺破囊膜的尖端，其中部设为用于空气流通的空腔，在空心针的外壁上安装三个呈120°分布的FBG传感器。
进一步的，所述JT52接头包括接口、金属六角和气管接口A，JT52接头通过接口与空心针的安装座连接，手柄上设有与金属六角对应的螺纹孔，顶丝通过螺纹孔后顶在金属六角上；气管接口A为4mm接口，用于与4mm标准气管连接。
进一步的，所述手柄包括手柄空腔、方槽、光纤过线槽、顶丝槽和顶丝螺纹孔；手柄空腔内用于气管的走线，方槽与金属六角相配合限位；光纤过线槽以60°为间隔均匀分布有六个；顶丝槽提供一个平面，用于顶丝紧定，顶丝通过顶丝螺纹孔顶住金属六角；在手柄的末端还设有用于安装BPM4接头的M12X1内螺纹孔。
进一步的，所述BPM4接头的两端设有4mm的气管接口B，在BPM4接头的中部设有M12X1外螺纹，M12X1外螺纹与M12X1内螺纹孔之间通过螺栓连接。
进一步的，所述BPM4接头与手柄的连接位还设有气密性连接结构，气密性连接结构包括螺母和气密垫圈，在BPM4接头与手柄通过螺纹连接后，采用螺母压实气密垫圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，采用负压吸附的方式实现对囊膜的抓取，与现有机械开合式的结构相比，结构简单，避免了机械结构对夹持位置的遮挡，便于手术操作，且可以通过改变负压大小来改变夹持力，具有夹持力调节范围大的优点。
2、本发明提供的一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，对传统镊子顶部进行尖锐处理，可用于刺破囊膜完成起瓣，完成起瓣后，只需转动器械手柄3，即可对准组织并实现夹持，不需要先使用截囊针起瓣，一个器械即可完成连续环形撕囊操作。
3、本发明提供的一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，与已有的负压吸附式镊子相比，在空心针上集成有三个FBG传感器，具有力感知能力，可对手术过程中的撕囊力进行感知，使得本发明具有应用于机器人辅助撕囊的前景。
4、本发明提供的一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，其撕囊力的尺度可以感知微尺度力的大小，实验表明撕囊力在几十mN，医生无法感知，本器械可以感知，通过负压的尺度大小影响撕囊力，同时减少传统的刚性器械对囊膜的损伤。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明整体结构轴测图；
图3为本发明空心针结构示意图；
图4为本发明空心针尖端结构示意图；
图5为本发明FBG布置示意图；
图6为本发明JT52接头结构示意图；
图7为本发明手柄结构示意图；
图8为本发明手柄结构轴测图；
图9为本发明手柄剖视图；
图10为本发明BPM4接头示意图；
图11为本发明BPM4接头与手柄连接处的气密设计示意图。
图中：1、空心针；2、JT52接头；3、手柄；4、BPM4接头；5、气管；6、安装座；7、尖端；8、空腔；9、FBG传感器；12、接口；13、金属六角；14、气管接口A；15、手柄空腔；16、方槽；17、光纤过线槽；18、顶丝槽；19、顶丝螺纹孔；20、M12X1内螺纹孔；21、气管接口B；22、M12X1外螺纹；23、螺母；24、气密垫圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-11，本发明实施例中：一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，包括空心针1、JT52接头2、手柄3、BPM4接头4和气管5；空心针1的外壁刻槽，用于安装FBG传感器9，在空心针1的末端连接有安装座6，并通过安装座6与JT52接头2连接；JT52接头2的另一端连接手柄3，手柄3的末端设有BPM4接头4，BPM4接头4的外壁留有螺纹，并通过螺纹与手柄3连接；BPM4接头4的两端均可连接气管5，气管5的一端连接BPM4接头4，另一端连接负压泵(未图示)。
在上述实施例中，空心针1的顶部设为用于刺破囊膜的尖端7，其中部设为用于空气流通的空腔8，在空心针1的外壁上安装三个呈120°分布的FBG传感器9。
在上述实施例中，JT52接头2包括接口12、金属六角13和气管接口A14，JT52接头2通过接口12与空心针1的安装座6连接，手柄3上设有与金属六角13对应的螺纹孔，顶丝通过螺纹孔后顶在金属六角13上；气管接口A14为4mm接口，用于与4mm标准气管连接。
在上述实施例中，手柄3包括手柄空腔15、方槽16、光纤过线槽17、顶丝槽18和顶丝螺纹孔19；手柄空腔15内用于气管5的走线，方槽16与金属六角13相配合限位；光纤过线槽17以60°为间隔均匀分布有六个；顶丝槽18提供一个平面，用于顶丝紧定，顶丝通过顶丝螺纹孔19顶住金属六角13；在手柄3的末端还设有用于安装BPM4接头4的M12X1内螺纹孔20。
在上述实施例中，BPM4接头4的两端设有4mm的气管接口B21，在BPM4接头4的中部设有M12X1外螺纹22，M12X1外螺纹22与M12X1内螺纹孔20之间通过螺栓连接。
在上述实施例中，BPM4接头4与手柄3的连接位还设有气密性连接结构，气密性连接结构包括螺母23和气密垫圈24，在BPM4接头4与手柄3通过螺纹连接后，采用螺母23压实气密垫圈24。
工作原理：本发明提供的一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，在使用时，医生握持手柄3；首先使用空心针1顶部的尖端7刺破囊膜，并制作凸起，完成起瓣；然后，医生无需更换器械，直接转动手柄3，将空腔8对准上一步中制作的凸起，负压泵启动，在空腔8处形成负压，吸附住囊膜组织；然后医生操作器械完成撕囊；撕囊过程中，通过控制负压的大小来控制夹持力，通过三个呈120°分布的FBG传感器9可以实时检测垂直于空心针1的尖端7的操作力；同时，由于本发明提出的撕囊镊可以感知操作力，并可通过控制负压控制夹持力，因此本发明还具有应用于机器人辅助撕囊的前景。
综上所述：本发明提供的一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，采用负压吸附的方式实现对囊膜的抓取，与现有机械开合式的结构相比，结构简单，避免了机械结构对夹持位置的遮挡，便于手术操作，且可以通过改变负压大小来改变夹持力，具有夹持力调节范围大的优点；其次，本发明对传统镊子顶部进行尖锐处理，可用于刺破囊膜完成起瓣，完成起瓣后，只需转动器械手柄3，即可对准组织并实现夹持，不需要先使用截囊针起瓣，一个器械即可完成连续环形撕囊操作；另外，本发明与已有的负压吸附式镊子相比，在空心针1上集成有三个FBG传感器9，具有力感知能力，可对手术过程中的撕囊力进行感知，实验表明撕囊力在几十mN，医生无法感知，本器械可以通过负压的尺度大小影响撕囊力，同时减少传统的刚性器械对囊膜的损伤，使得本发明具有应用于机器人辅助撕囊的前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，其特征在于，包括空心针(1)、JT52接头(2)、手柄(3)、BPM4接头(4)和气管(5)；所述空心针(1)的外壁刻槽，用于安装FBG传感器(9)，在空心针(1)的末端连接有安装座(6)，并通过安装座(6)与JT52接头(2)连接；所述JT52接头(2)的另一端连接手柄(3)，手柄(3)的末端设有BPM4接头(4)，BPM4接头(4)的外壁留有螺纹，并通过螺纹与手柄(3)连接；所述BPM4接头(4)的两端均可连接气管(5)，气管(5)的一端连接BPM4接头(4)，另一端连接负压泵,所述空心针(1)的顶部设为用于刺破囊膜的尖端(7)，其中部设为用于空气流通的空腔(8)，在空心针(1)的外壁上安装三个呈120°分布的FBG传感器(9)；所述JT52接头(2)包括接口(12)、金属六角(13)和气管接口A(14)，JT52接头(2)通过接口(12)与空心针(1)的安装座(6)连接，手柄(3)上设有与金属六角(13)对应的螺纹孔，顶丝通过螺纹孔后顶在金属六角(13)上；气管接口A(14)为4mm接口，用于与4mm标准气管连接,所述手柄(3)包括手柄空腔(15)、方槽(16)、光纤过线槽(17)、顶丝槽(18)和顶丝螺纹孔(19)；手柄空腔(15)内用于气管(5)的走线，方槽(16)与金属六角(13)相配合限位；光纤过线槽(17)以60°为间隔均匀分布有六个；顶丝槽(18)提供一个平面，用于顶丝紧定，顶丝通过顶丝螺纹孔(19)顶住金属六角(13)；在手柄(3)的末端还设有用于安装BPM4接头(4)的M12X1内螺纹孔(20)。
2.如权利要求1所述的一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，其特征在于，所述BPM4接头(4)的两端设有4mm的气管接口B(21)，在BPM4接头(4)的中部设有M12X1外螺纹(22)，M12X1外螺纹(22)与M12X1内螺纹孔(20)之间通过螺栓连接。
3.如权利要求1所述的一种具有力感知能力的负压吸附式撕囊镊，其特征在于，所述BPM4接头(4)与手柄(3)的连接位还设有气密性连接结构，气密性连接结构包括螺母(23)和气密垫圈(24)，在BPM4接头(4)与手柄(3)通过螺纹连接后，采用螺母(23)压实气密垫圈(24)。
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