一种移动式电动支撑内窥镜系统

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种移动式电动支撑内窥镜系统。

背景技术

微创外科手术过程中，医生一只手持内窥镜，一只手持手术器械，是最常见的手术方式。这种手术方式医生只能一只手做手术，没有两只手同时操作方便，从而导致手术时间长，医生劳动强度大，也间接延长了病人的麻醉时间，增加了手术费用。

因此，急需一种可以减轻医生劳动强度，减少手术费用的移动式电动支撑内窥镜系统。

发明内容

为了解决微创外科手术医务工作者之必需，本发明提供了一种移动式电动支撑内窥镜系统，应用外科电动支撑臂上的通用内窥镜夹持器夹持内窥镜，腾出医生的一只手，从而使医生能用两只手同时做手术；应用冲洗吸引器冲洗并吸引内窥镜镜头和术野，保证镜头不被血液污染和术野清晰，缩短了手术时间，减轻了劳动强度；应用录播工作站，全程拍摄、记录手术过程，并存储，便于手术过程再现、分析、教学和培训；应用废液桶收集手术过程产生的血液、析出物和废液，为手术过程提供了舒适卫生的条件，并不污染周围环境。本发明营造了良好的手术环境，间接提高手术质量与可靠性，降低手术风险，减轻医生劳动强度，减小患者痛苦，减少手术费用。

本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统，包括可移动并锁定的移动平台和集成设置于移动平台的电动外科支撑臂、冲洗吸引器和废液桶,所述移动平台采用具有三层机柜的柜体，柜体底部设置四个万向轮，电动外科支撑臂固定在移动平台的背面，冲洗吸引器设置在移动平台的中间层机柜内并固定，废液桶设置在移动平台的下层机柜内并固定，废液桶的入口与吸引管连接。

本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统，其中两个所述万向滚轮带有刹车锁紧机构。

本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统，其中所述电动外科支撑臂的前端安装有通用内窥镜夹持器，所述通用内窥镜夹持器夹紧内窥镜。

本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统，其中还包括录播工作站，所述录播工作站设置在移动平台的顶层机柜内，所述录播工作站作为记录设备，用于拍摄并显示整个手术过程，并将拍摄到的信息存储在硬盘内。

本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统，其中所述录播工作站具有通用接口，用于连接计算机或其它播放设备。

本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统，其中所述冲洗吸引器包括：

机箱组件，固定安装在移动平台的中间层机柜内；

加压组件，安装在机箱组件上，包括加压电机、连接在加压电机的丝杆下方的压板、设置在压板下表面的压力传感器，加压电机带动压板上下往复运动，压力传感器用于监测并反馈压力值给控制器；

两个挤压头组件，对称安装在机箱组件上，每个所述挤压头组件包括挤压杆支座、装在挤压杆支座上的挤压杆套筒、可沿挤压杆套筒的中心内孔水平滑动的挤压杆、套装在挤压杆的小径段的挤压弹簧、螺纹连接于挤压杆套筒端部的弹簧螺堵、可沿挤压杆支座滑动并与挤压杆间隔设置且相对固定的下滑杆，挤压杆支座固定安装于机箱组件，挤压弹簧的一端抵接在弹簧螺堵上，挤压弹簧的另一端抵接在挤压杆外表面阶梯处；

流量控制组件，安装在机箱组件上且位于两个挤压头组件的中间，所述流量控制组件包括流量控制电机、位移传感器、两个挤压块，所述流量控制电机采用贯穿丝杆电机，所述流量控制电机的丝杆向左移动时可与位于左侧的下滑杆接触，向右移动时可与位于右侧的下滑杆接触，位移传感器监测并反馈位移值给控制器，两个挤压块设置在流量控制电机的左右两侧，两个挤压块与两个挤压杆分别对应设置，位于左侧的挤压块与其中一个挤压杆之间形成冲洗管挤压空间A，位于右侧的挤压块与另一个挤压杆之间形成吸引管挤压空间B；

控制器，控制器用于接收压力传感器反馈的压力信号并控制加压电机的启动、关闭及正反转；控制器还用于接收位移传感器反馈的位移信号并控制流量控制电机的启动、关闭及正反转。

本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统，其中所述通用内窥镜夹持器包括镜头限位件、导轨、压紧部件、滑动锁紧部件和连接件，镜头限位件安装在导轨下端；滑动锁紧部件安装在导轨上可沿导轨滑动并锁定；压紧部件安装在导轨上，通过滑动锁紧部件的导杆与滑动锁紧部件连接，压紧部件可以随滑动锁紧部件一起在导轨上滑动；连接件一端用螺钉与导轨连接，另一端与电动外科支撑臂连接。

本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统，其中所述电动外科支撑臂包括安装固定件、立柱、后臂、U形连接件、前臂、连接杆一、连接杆二、支撑臂控制器、步进电机一、步进电机二，立柱通过安装固定件固定在移动平台的背面，立柱连接在安装固定件的上端，后臂与立柱之间通过回转关节一连接，U形连接件的底部与后臂之间通过回转关节二连接，前臂的一端通过回转关节三连接于U形连接件的两侧板之间，前臂的另一端与连接杆一通过球关节一连接，连接杆二通过球关节二与连接杆一的另一端连接，连接杆二与通用内窥镜夹持器的连接件连接，步进电机一装在后臂的壳体内，步进电机二装在前臂的壳体内，支撑臂控制器用于控制步进电机一动作，进而锁定后臂与立柱之间的相对位置，支撑臂控制器还用于控制步进电机二动作，进而锁定前臂与后臂之间的相对位置及锁定连接杆一与前臂的相对位置。

本发明的有益效果如下：

1、移动平台可以由人推动到手术室或病床前，并被可靠锁定，使得医生和病人都比较方便；

2、手术过程中，由外科电动支撑臂夹持内窥镜，腾出医生的一只手，能使医生两只手同时做手术，缩短了手术时间，减少更换器械的频率，减轻了医生劳动强度，间接减小患者麻醉时间，节约手术费用；

3、手术过程被全程拍摄、记录并存储，保存了完整资料，便于手术过程再现、分析、教学和培训；

4、应用冲洗吸引器保证了镜头不被血液污染和术野清晰，从而实现更好的可视化和解剖定位，为医生提供了良好的手术环境。冲洗和吸引开关为连锁开关，保证使用安全可靠

5、废液桶收集手术过程产生的血液、析出物和废液，为手术过程提供了舒适卫生的条件，并不污染周围环境。

下面结合附图对本发明的移动式电动支撑内窥镜系统作进一步说明。

附图说明

本发明的特点具体从权利说明阐述，此处附图展示该移动式电动支撑内窥镜系统的基本构造及工作图示。

图1为本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统的主视图；

图2为本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统的左视图；

图3为本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统中冲洗吸引器的结构示意图；

图4为本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统中电动外科支撑臂的结构示意图。

具体实施方式

为了更加详细的解释本发明的技术方案、设计优点及使用方法，下面借助附图阐述此移动式电动支撑内窥镜系统的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明一种移动式电动支撑内窥镜系统，包括可移动并锁定的移动平台100和集成设置于移动平台100的电动外科支撑臂200、录播工作站300、冲洗吸引器400和废液桶500,移动平台100采用具有三层机柜的柜体，柜体底部设置四个万向轮1001，其中两个万向滚轮1001带有刹车锁紧机构，电动外科支撑臂200固定在移动平台100的背面，录播工作站300设置在移动平台100的顶层机柜内，冲洗吸引器400设置在移动平台100的中间层机柜内并固定，废液桶500设置在移动平台100的下层机柜内并固定，废液桶500连接负压真空装置，如真空泵，废液桶500的入口与吸引管2’连接，手术过程产生的血液、析出物和废液经吸引管2’全部进入废液桶。

如图2、4所示，电动外科支撑臂200包括安装固定件2004、立柱2001、后臂2002、U形连接件2008、前臂2003、连接杆一2009、连接杆二2010、支撑臂控制器、步进电机一、步进电机二，立柱2001通过安装固定件2004固定在移动平台100的背面，立柱2001连接在安装固定件2004的上端，后臂2002与立柱2001之间通过回转关节一2005连接，U形连接件2008的底部与后臂2002之间通过回转关节二2006连接，前臂2003的一端通过回转关节三2007连接于U形连接件2008的两侧板之间，前臂2003的另一端与连接杆一2009通过球关节一2011连接，连接杆二2010通过球关节二2012与连接杆一2009的另一端连接，连接杆二2010与通用内窥镜夹持器700的连接件连接。步进电机一装在后臂2002的壳体内，步进电机二装在前臂2003的壳体内，支撑臂控制器用于控制步进电机一动作，进而锁定后臂与立柱之间的相对位置，支撑臂控制器还用于控制步进电机二动作，进而锁定前臂与后臂之间的相对位置及锁定连接杆一与前臂的相对位置。电动外科支撑臂200是手动调整位置，当位置调整完成后，利用支撑臂控制器控制步进电机一和步进电机二动作锁定连接部件之间的相对位置，其中，步进电机一和步进电机二均连接或传动连接有锁紧块，有需要时，利用支撑臂控制器控制步进电机一、步进电机二启动，带动锁紧块卡紧或抱紧后臂、前臂，使后臂、前臂不能回转，部件之间相对位置固定。锁紧块可采用现有技术中有卡紧或抱紧功能的任意部件或装置均可，例如可选用与后臂或前臂截面外形相适配的截面为U形的锁紧块，步进电机通过滚珠丝杠副与锁紧块传动连接，步进电机的输出轴转动时，可带动U形的锁紧块将后臂或前臂支撑锁紧不转动即可。

通用内窥镜夹持器700安装在电动外科支撑臂200的前端，通用内窥镜夹持器700夹紧内窥镜800。通用内窥镜夹持器700包括镜头限位件、导轨、压紧部件、滑动锁紧部件和连接件，镜头限位件安装在导轨下端；滑动锁紧部件安装在导轨上可沿导轨滑动并锁定；压紧部件安装在导轨上，通过滑动锁紧部件的导杆与滑动锁紧部件连接，压紧部件可以随滑动锁紧部件一起在导轨上滑动；连接件一端用螺钉与导轨连接，另一端与电动外科支撑臂200连接。通用内窥镜夹持器700可采用现有的CN202211044205.0号专利公开的结构，装在电动外科支撑臂200的连接杆2010上。

录播工作站300作为记录设备，用于拍摄并显示整个手术过程，并将拍摄到的信息存储在硬盘内。录播工作站300具有通用接口，用于连接计算机或其它播放设备。

手术过程中通常也需要冲洗吸引操作，本系统中也设置了冲洗吸引器，如图3所示，冲洗吸引器400包括机箱组件4、加压组件1、两个挤压头组件2、流量控制组件3、控制器，其中：

机箱组件4，固定安装在移动平台100的中间层机柜内；

加压组件1，安装在机箱组件4上，包括加压电机11(采用贯穿丝杆电机)、连接在加压电机11的丝杆111下方的压板12、设置在压板12下表面的压力传感器，加压电机11带动压板12上下往复运动，压力传感器用于监测并反馈压力值给控制器；

两个挤压头组件2，对称安装在机箱组件4上，每个挤压头组件2包括挤压杆支座25、装在挤压杆支座25上的挤压杆套筒21、可沿挤压杆套筒21的中心内孔211水平滑动的挤压杆24、套装在挤压杆24的小径段的挤压弹簧23、螺纹连接于挤压杆套筒21端部的弹簧螺堵22、可沿挤压杆支座25滑动并与挤压杆24间隔设置且相对固定的下滑杆28，挤压杆支座25固定安装于机箱组件4，挤压弹簧23的一端抵接在弹簧螺堵22上，挤压弹簧23的另一端抵接在挤压杆24外表面阶梯处；

流量控制组件3，安装在机箱组件4上且位于两个挤压头组件2的中间，流量控制组件3包括流量控制电机31、位移传感器32、两个挤压块33，流量控制电机31采用贯穿丝杆电机，流量控制电机的丝杆312向左移动时可与位于左侧的下滑杆28接触，向右移动时可与位于右侧的下滑杆28接触，位移传感器32监测并反馈位移值给控制器，两个挤压块33设置在流量控制电机31的左右两侧，两个挤压块33与两个挤压杆24分别对应设置，位于左侧的挤压块与其中一个挤压杆24之间形成冲洗管挤压空间A，位于右侧的挤压块与另一个挤压杆24之间形成吸引管挤压空间B；

控制器，控制器用于接收压力传感器反馈的压力信号并控制加压电机11的启动、关闭及正反转；控制器还用于接收位移传感器32反馈的位移信号并控制流量控制电机31的启动、关闭及正反转。控制器可设置在柜体外，并可在移动平台100的柜体上设置冲洗开关和吸引开关，将冲洗开关和吸引开关与控制器电连接，则按下冲洗开关即可冲洗，按下吸引开关即可吸引。

具体地，机箱组件4包括箱体43、平行设置的上支撑板41和下支撑板42；加压组件、挤压头组件、流量控制组件位于箱体43内，箱体43固定在移动平台的机柜内；加压组件1还包括四个导向轴14和四个导向滑套13；加压电机的丝杆111下端与压板12固定连接，加压电机11启动时可带动压板12上下往复运动；四个导向轴14的下端依次穿过上支撑板41、压板12、下支撑板42并通过螺母固定，四个导向轴14的上端也通过螺母固定，四个导向滑套13分别套装在四个导向轴14外表面并与四个导向轴14滑动连接，四个导向轴14垂直于压板12设置，四个导向滑套13外表面与压板12固定连接，即压板可随着导向滑套13沿导向轴14滑动，四个导向轴14也作为连接轴、与螺母将上支撑板41和下支撑板42固定连接在一起，构成稳定的机架4，四个导向轴14垂直于上、下支撑板设置并均匀分布；控制器控制加压电机11正转或反转时，加压电机的丝杆111向上或向下移动，进而带动压板12向上或向下移动。

每个挤压头组件2还包括连接柱27、六角螺母29；挤压杆支座25的截面为L形，挤压杆支座25的底部即L形的水平部分通过螺钉固定安装于上支撑板41上，挤压杆支座25的上部即L形的竖直部分设置有挤压杆套筒安装孔251；挤压杆套筒21穿过挤压杆套筒安装孔251并通过螺母26固定安装在挤压杆支座25上，具体地，挤压杆套筒21的端部设置有环状凸台212，环状凸台212的端面抵接于挤压杆支座25，挤压杆套筒21的外壁设置有外螺纹，螺母26旋紧在挤压杆套筒21外且螺母26的端面抵接于挤压杆支座25，挤压杆套筒21设置有中心内孔211，中心内孔211的轴线与挤压杆套筒安装孔251的轴线重合；挤压杆24外表面为阶梯状，包括小径段和大径段，挤压杆24的一端伸入挤压杆套筒21的中心内孔211并可沿挤压杆套筒21的中心内孔211水平滑动，弹簧螺堵22螺纹连接在挤压杆套筒21的端部，挤压弹簧23套装在挤压杆24的小径段，挤压弹簧23的一端抵接在弹簧螺堵22上，挤压弹簧23的另一端抵接在挤压杆24外表面阶梯处；挤压杆支座25上还设置有下滑杆安装孔，下滑杆安装孔位于挤压杆套筒安装孔251的下方且二者轴线平行，下滑杆28装于下滑杆安装孔，下滑杆28可沿挤压杆支座25滑动，挤压杆24与下滑杆28间隔设置并通过连接柱27和六角螺母29相对固定。连接柱27还可防止挤压杆24从中心内孔211中脱出，并能防止下滑杆28从下滑杆安装孔中脱出。

挤压弹簧23在自然伸展状态下即未被压缩时，挤压杆24的小径段的端部伸出挤压杆套筒21外，挤压杆24的小径段和一部分大径段位于挤压杆套筒21内。

以左侧的挤压头组件2为例，在位于左侧的下滑杆28受到向左的外力的条件下，该下滑杆28可带动位于左侧的挤压杆24向左运动，在挤压杆24向左运动的同时，挤压弹簧23被压缩，当向左的外力撤掉后，挤压杆24在挤压弹簧23的作用下回位，即回到上述挤压弹簧23在自然伸展状态下的位置，下滑杆28也回位。

流量控制电机31采用贯穿丝杆电机，流量控制电机的丝杆312向左移动时可与位于左侧的下滑杆28接触，向右移动时可与位于右侧的下滑杆28接触。两个下滑杆28、流量控制电机的丝杆312的轴线重合，两个下滑杆28之间的距离L大于流量控制电机的丝杆312的长度。

流量控制组件3还包括两个电机支架311、防转杆313，流量控制电机31的外壳通过两个电机支架311固定在机架4上，防转杆313垂直于流量控制电机的丝杆312设置且其上端通过深沟球轴承314支承于位于左侧的挤压块开设的槽331内，流量控制电机的丝杆312的端部穿过防转杆313且流量控制电机的丝杆312的端部螺纹连接有防脱落限位螺母315，位移传感器32的动尺321的端部穿过防转杆313且其端部装有限位螺母，丝杆312与动尺321的运动轨迹位于同一平面内。

冲洗吸引器的工作原理和工作过程：

如图3所示，使用前，将装有冲洗水的水袋1’置于下支撑板42上，并将水袋1’的冲洗管11’置于冲洗管挤压空间A，将负压吸引管2’置于吸引管挤压空间B，初始状态下，挤压弹簧被零压缩，挤压杆24与挤压块33将冲洗管和负压吸引管挤压，即冲洗管挤压空间A将冲洗管11’挤压，冲洗管11’的出口无水流出，吸引管挤压空间B将吸引管2’挤压，吸引管2’气流被截断。负压吸引管2’连接外部吸引装置，使用时需打开外部吸引装置，冲洗吸引器只是起到挤压或释放吸引管的作用，实现吸引气流的截断和导通。

当需要冲洗时，通过控制器控制加压电机11和流量控制电机31启动(如加压电机正转时，加压电机的丝杆111向下移动，流量控制电机31正转时，流量控制电机的丝杆312向左移动流量控制电机的丝杆312向左移动)，推动左侧的下滑杆28向左移动，左侧的下滑杆28带动位于左侧的挤压杆24向左移动，挤压杆24远离左侧的挤压块33，即冲洗管挤压空间A逐渐变大，冲洗管11’从完全被挤压到完全被释放，加压电机的丝杆111带动压板12下移挤压水袋1’，冲洗水流出；冲洗水的流量(增多或减少)可通过控制加压电机的丝杆111的移动距离进而控制水袋受到的挤压力和控制流量控制电机的丝杆312的移动距离来控制，而水袋受到的挤压力由设置在压板下方的压力传感器监测并传回给控制器，流量控制电机的丝杆的移动距离由位移传感器监测并传回给控制器；冲洗完成，利用控制器控制加压电机11和流量控制电机31关闭，为方便下次使用，需利用控制器控制加压电机11和流量控制电机31反转启动，使流量控制电机的丝杆312和加压电机的丝杆11回到初始位置后关闭，由于在挤压杆24向左运动的同时，挤压弹簧23被压缩，当向左的外力撤掉后，挤压杆24在挤压弹簧23的作用下回位，下滑杆28也随挤压杆24回位，冲洗管完全处于被挤压状态，无水流出。

当需要负压吸引时，利用控制器控制流量控制组件3的流量控制电机31反转启动，流量控制电机的丝杆312向右移动，推动右侧的下滑杆28向右移动，右侧的下滑杆28带动位于右侧的挤压杆24向右移动，挤压杆24远离右侧的挤压块33，即吸引管挤压空间B逐渐变大，吸引管2’从完全被挤压到完全被释放，气流导通，开始吸引工作；当控制器控制流量控制电机的丝杆312向左移动时，吸引管2’内气流减小直至吸引管内气流完全被截断，吸引管内气流的流量可通过控制器控制流量控制电机的丝杆312的移动距离来调节。

本发明中：移动平台100作为该系统的载体，其上安装了电动外科支撑臂200、录播工作站300、冲洗吸引器400和废液桶500等设备，移动平台100可以由人轻松地推动到需要的任何位置，并可靠锁定在该位置。电动外科支撑臂200通过连接构件，快速固定在移动平台100的背面，也可以快速解脱安装在手术床上或便于医务工作者使用的位置。录播工作站300、冲洗吸引器400和废液桶500分别设置在机柜内，并被固定，以防平台移动时移位。

移动平台100结构符合人机工程，设计依据为《以主要百分位和年龄范围的中国成人人体尺寸数据(GB/T10000-1988)》、《工作空间人体尺寸(GB/T13547-1992)》和《工作岗位尺寸设计的原则及其数据(GB/T14776-1993)》，适合不同身高的医生使用，不会因为设备原因，导致医生使用时产生疲劳，便于移动和操作。平台结构为钣金结构，简单可靠，强度和刚度可靠，重量轻。平台底面安装有4个万向滚轮，其中2个万向滚轮带有刹车锁紧机构，刹车锁紧机构为现有技术，在此不作赘述。需要移动平台时，由人脚踩解脱锁紧机构，人推动平台移动到手术室或是病床前，到位后，人脚踩锁紧机构，平台被锁定。

由电动外科支撑臂200前端的通用内窥镜夹持器700夹紧内窥镜800，代替了医生一只手持内窥镜800，使得医生能用两只手同时做手术。一只手握住通用内窥镜夹持器700，利用支撑臂控制器，电动外科支撑臂可以把内窥镜800移动到要求的位置，再利用支撑臂控制器将电动外科支撑臂200锁定，则内窥镜800被锁定在该位置。通用内窥镜夹持器700操作简便快捷，可调整内窥镜800的锁紧位置并固定。

录播工作站300作为记录设备，能全程拍摄显示整个手术过程，并将拍摄到的信息存储在硬盘内。该工作站具有通用接口，能直接连接到计算机或其它播放设备，方便地播放存储在硬盘内的信息，便于分析手术过程、教学或是培训。

冲洗吸引器400作为冲洗吸引设备，在手术过程中，能及时吸出术面的血液、析出物或是细小剥离物。当内窥镜头被血液污染或是术野不清晰时，冲洗吸引器400还可冲洗镜头和术面，冲洗结束后再进行吸引操作，冲洗液以及血液等污物被吸出，从而保证了镜头不被血液污染，术野清晰。

采用本发明移动式电动支撑内窥镜系统进行微创外科手术，有以下效果：

1、移动平台可以由人推动到手术室或病床前，并被可靠锁定，使得医生和病人都比较方便。

2、手术过程中，由外科电动支撑臂夹持内窥镜，腾出医生的一只手，能使医生两只手同时做手术，缩短了手术时间，减少更换器械的频率，减轻了医生劳动强度，间接减小患者麻醉时间，节约手术费用。

3、手术过程被全程拍摄、记录并存储，保存了完整资料，便于手术过程再现、分析、教学和培训。

4、应用冲洗吸引器保证了镜头不被血液污染和术野清晰，从而实现更好的可视化和解剖定位，为医生提供了良好的手术环境。

5、废液桶收集手术过程产生的血液、析出物和废液，为手术过程提供了舒适卫生的条件，并不污染周围环境。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。