外科手术缝合装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体地说，涉及外科手术缝合装置。

背景技术

外科手术大都需要用对伤口进行缝合，外科手术缝合器械一般采用单一的针体结构，需要医护人员动手缝合，缝合过程稳定性差，易对皮肤组织造成伤害，近年来出现手术缝合机械手，提高了缝合过程进针的稳定性，但结构和操作复杂，成本高，因此如何设计一种外科手术缝合装置，保证缝合质量的同时，提高缝合针进针稳定性，减少皮肤组织损伤是目前亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了外科手术缝合装置，通过夹持机构对缝合针进行有效固定，结构简单，传动平稳，实现缝合针的快速拆装，有效提高手术过程中缝合针进针稳定性，减少缝合操作对皮肤组织的损伤，从而提高缝合质量，同时避免缝合针拆装过程中针尖误碰，保证装置的安全性；其包括：

手柄；

针杆，所述针杆一端固定连接于所述手柄上；

针夹机构，所述针夹机构安装于所述针杆内部；

缝合针，所述缝合针布置于所述针杆另一端，并且所述缝合针与所述针夹机构连接。

优选的，所述手柄靠近所述针杆位置设有绕线张紧装置和线轮轴，所述绕线张紧装置转动连接于所述线轮轴中心，缝线缠绕于所述绕线张紧装置上。

优选的，所述缝合针包括依次连接的直线段针体、弯折段针体和针尖，所述弯折段针体靠近所述针尖位置设有穿线孔，所述直线段针体与所述针夹机构连接。

优选的，所述针夹机构包括滑动部、第一传动部、第二传动部和卡合部，所述滑动部包括：

电机座，所述电机座固定连接于所述针杆内壁上端；

电机，所述电机安装于所述电机座上；

螺杆，所述螺杆水平布置，所述螺杆一端与所述电机输出端连接，所述螺杆另一端转动连接于所述针杆内壁上端的支架上；

螺母，所述螺母套设于所述螺杆外侧，并且与所述螺杆螺接；

滑块，所述滑块上端与所述螺母下端固定连接；

滑轨，所述滑轨设置于所述针杆内壁，并且所述滑块与所述滑轨滑动连接；

第一齿条，所述齿条水平布置，并且固定连接于所述滑块下端；

第二凹槽，所述第二凹槽开设于所述滑块远离所述手柄的一端。

优选的，所述第一传动部包括：

第一齿轮，所述第一齿轮转动连接于所述针杆内壁下端的第一支杆上；

第二齿轮，所述第二齿轮转动连接于所述针杆内壁下端的第一支杆上，并且所述第二齿轮与第一齿轮同轴设置；

第一滑座，所述第一滑座固定连接于所述第一支杆侧端；

第二齿条，所述第二齿条一端与所述第一滑座滑动连接，并且所述第二齿条侧端与所述第二齿轮啮合连接；

第一卡块，所述第一卡块固定连接于所述第二齿条远离所述第二齿轮的一侧。

优选的，所述第二传动部包括：

第二支杆，所述第二支杆垂直布置，并且与所述第一齿条下端固定连接；

第三齿轮，所述第三齿轮转动连接于所述第二支杆上，所述第三齿轮与所述卡合部连接；

第二滑座，所述第二滑座固定连接于所述第二支杆靠近所述第一传动部的一侧；

第三齿条，所述第三齿条一端与所述第二滑座滑动连接，并且所述第三齿条侧端与所述第三齿轮啮合连接；

第二卡块，所述第二卡块固定连接于所述第三齿条远离所述第三齿轮的一侧。

优选的，所述卡合部包括：

第一卡接板和第二卡接板，所述第一卡接板和第二卡接板滑动连接，所述第二卡接板靠近所述手柄的一侧面布置有若干轮齿，所述第二卡接板与所述第三齿轮啮合连接；

夹持座，两个所述夹持座分别连接于所述第一卡接板和第二卡接板远离所述手柄的一侧，两个所述夹持座之间形成安装槽，直线段针体安装于所述安装槽内；

第一凸块，两个所述第一凸块分别连接于所述第一卡接板上端和第二卡接板下端；

挡板，所述挡板连接于所述针杆内壁远离所述手柄的一端；

第一凹槽，所述第一凹槽开设于所述挡板靠近所述手柄的一侧，所述第一凹槽与所述第一凸块适应设置；

第一横板，所述第一横板固定连接于所述第一卡接板靠近所述手柄的一侧，所述第一横板与所述滑块固定连接；

第二横板，所述第二横板固定连接于所述第二卡接板靠近所述手柄的一侧，所述第二横板设置于所述第二凹槽内；

弹簧，所述弹簧安装于所述第二凹槽内，并且所述弹簧连接于所述第一横板和第二横板之间。

优选的，两个所述夹持座靠近所述安装槽的侧面设置为粗糙面。

优选的，所述外科手术缝合装置还包括：按钮，所述按钮设置于所述手柄侧面，所述按钮与所述电机电连接。

优选的，缝线半径选取方法如下：

步骤A1：根据赫兹接触理论，建立缝线与皮肤接触模型，计算缝线和皮肤接触时的等价曲率半径R和复合弹性模量E'：

其中，R

步骤A2：计算缝线和皮肤接触时接触区的半宽b：

其中，F

步骤A3：计算手术过程中缝线受周围皮肤组织法向应力σ为：

步骤A4：采用生物力学试验机对不同位置皮肤组织进行离体生物软组织压缩实验，确定不同位置皮肤组织的极限强度σ

步骤A5：当皮肤组织法向应力与皮肤组织的极限强度关系为σ＞σ

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明缝合针结构示意图；

图3为本发明针杆结构截面示意图；

图4为本发明第一传动部结构示意图；

图5为本发明第二传动部结构示意图；

图6为本发明卡合部结构示意图。

图中：1.手柄；2.针杆；3.缝合针；5.按钮；21.绕线张紧装置；22.线轮轴；31.直线段针体；32.弯折段针体；33.针尖；34.穿线孔；42.第一传动部；43.第二传动部；44.卡合部；411.电机座；412.电机；413.螺杆；414.螺母；415.滑块；416.滑轨；417.第一齿条；418.第二凹槽；421.第一齿轮；422.第一支杆；423.第二齿轮；424.第一滑座；425.第二齿条；426.第一卡块；431.第二支杆；432.第三齿轮；433.第二滑座；434.第三齿条；435.第二卡块；440.安装槽；441.第一卡接板；442.第二卡接板；443.夹持座；444.第一凸块；445.挡板；446.第一凹槽；447.第一横板；448.第二横版；449.弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例

下面将结合附图对本发明做进一步描述。

如图1-6所示，本实施例提供的外科手术缝合装置，包括：

手柄1；

针杆2，所述针杆2一端固定连接于所述手柄1上；

针夹机构，所述针夹机构安装于所述针杆2内部；

缝合针3，所述缝合针3布置于所述针杆2另一端，并且所述缝合针3与所述针夹机构连接。

本发明的工作原理和有益效果为：

本发明提供外科手术缝合装置，使用时，医生用手握住手柄1，将所述缝合针3的直线段针体31插入所述针杆2内，初始位置，滑块415靠近所述手柄1一侧，将所述缝合针3插入安装槽440内，通过按钮5启动电机412正转，驱动滑块415向远离所述手柄1方向移动，同时滑块415通过第一传动部42和第二传动部43带动第二卡接板442靠近第一卡接板441移动，缩小两个夹持座443之间距离，将所述缝合针3固定于安装槽440内，滑块415滑至工作位置后，第一凸块444与第一凹槽446卡合，对所述缝合针3进一步限位，然后将缝线一端与穿线孔34连接，即可进行缝合操作，缝合完成后，通过按钮5启动电机412反转，将所述缝合针3释放然后拔出。

本发明通过夹持机构对缝合针进行有效固定，结构简单，传动平稳，实现缝合针的快速拆装，有效提高手术过程中缝合针进针稳定性，减少缝合操作对皮肤组织的损伤，从而提高缝合质量，同时避免缝合针拆装过程中针尖误碰，保证装置的安全性。

在一个实施例中，所述手柄1靠近所述针杆2位置设有绕线张紧装置21和线轮轴22，所述绕线张紧装置21转动连接于所述线轮轴22中心，缝线缠绕于所述绕线张紧装置21上。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述手柄1上设有绕线张紧装置21，缝合装置使用过程中，将缝线缠绕在所述绕线张紧装置21上，缝线一端拉出与所述缝合针连接，保证在手术过程中缝线始终保持张紧状态，防止缝合过程中缝线发生缠绕，避免缝线与皮肤组织接触面过长造成摩擦损伤，提高缝合质量。

如图2所示，在一个实施例中，所述缝合针3包括依次连接的直线段针体31、弯折段针体32和针尖33，所述弯折段针体32靠近所述针尖33位置设有穿线孔34，所述直线段针体3与所述针夹机构连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

将所述穿线孔34设置在所述弯折段针体32靠近所述针尖33的位置处，并且所述弯折段针体32从所述直线段针体31处向所述针尖33处呈圆弧状延伸，使所述缝合针3能够容易地穿过组织，并且不需要完全穿过组织，只需超过所述穿线孔34即可，所述直线段针体3与所述针夹机构连接，对所述缝合针3进行固定。通过上述结构设计，降低了缝合难度，有利于提高缝合质量，减少对周围皮肤组织的损伤，减轻患者手术风险。

如图3所示，在一个实施例中，所述针夹机构包括滑动部、第一传动部42、第二传动部43和卡合部44，所述滑动部包括：

电机座411，所述电机座411固定连接于所述针杆2内壁上端；

电机412，所述电机412安装于所述电机座411上；

螺杆413，所述螺杆413水平布置，所述螺杆413一端与所述电机412输出端连接，所述螺杆413另一端转动连接于所述针杆2内壁上端的支架上；

螺母414，所述螺母414套设于所述螺杆413外侧，并且与所述螺杆413螺接；

滑块415，所述滑块415上端与所述螺母414下端固定连接；

滑轨416，所述滑轨416设置于所述针杆2内壁，并且所述滑块416与所述滑轨416滑动连接；

第一齿条417，所述齿条417水平布置，并且固定连接于所述滑块415下端；

第二凹槽418，所述第二凹槽418开设于所述滑块415远离所述手柄1的一端。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

启动所述电机412，所述电机412驱动所述螺杆413转动，由于所述螺母414与所述螺杆413螺接，将所述螺杆413的转动转化为所述螺母414水平方向的移动，从而带动所述滑块415在所述滑轨416上同步滑动，所述滑块415与夹持座443连接，从而带动所述夹持座443水平移动。通过上述结构设计，将所述电机412的转动转化为所述滑块415的水平移动，结构简单，滑动平稳，在所述缝合针3拆卸的过程中，将所述缝合针3直线段针体31想所述针杆2内部收回，防止拆卸过程中所述缝合针3过长，针尖33产生意外刮伤，有效提高缝合针3更换过程中的安全性，延长缝合针3使用寿命。

如图4所示，在一个实施例中，所述第一传动部42包括：

第一齿轮421，所述第一齿轮421转动连接于所述针杆2内壁下端的第一支杆422上；

第二齿轮423，所述第二齿轮423转动连接于所述针杆2内壁下端的第一支杆422上，并且所述第二齿轮423与第一齿轮421同轴设置；

第一滑座424，所述第一滑座424固定连接于所述第一支杆422侧端；

第二齿条425，所述第二齿条425一端与所述第一滑座424滑动连接，并且所述第二齿条425侧端与所述第二齿轮423啮合连接；

第一卡块426，所述第一卡块426固定连接于所述第二齿条425远离所述第二齿轮423的一侧。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述滑块415滑动至所述第一传动部42的位置后，所述滑块415上的第一齿条417与所述第一齿轮421啮合连接，带动所述第一齿轮421进行转动，所述第二齿轮423与所述第一齿轮421同轴设置，从而带动所述第二齿轮423同步转动，所述第二齿轮423与所述第二齿条425啮合，从而带动所述第二齿条425竖直上下移动，所述第一卡块426随之上下移动。通过上述机构设计，将所述滑块415的水平滑动转化为所述第一卡块426竖直方向的移动，通过齿轮啮合的传动形式，传动比准确，提高传动的稳定性。

如图5所示，在一个实施例中，所述第二传动部43包括：

第二支杆431，所述第二支杆431垂直布置，并且与所述第一齿条417下端固定连接；

第三齿轮432，所述第三齿轮432转动连接于所述第二支杆431上，所述第三齿轮432与所述卡合部44连接；

第二滑座433，所述第二滑座433固定连接于所述第二支杆431靠近所述第一传动部42的一侧；

第三齿条434，所述第三齿条434一端与所述第二滑座433滑动连接，并且所述第三齿条434侧端与所述第三齿轮432啮合连接；

第二卡块435，所述第二卡块435固定连接于所述第三齿条434远离所述第三齿轮432的一侧。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述滑块415水平滑动，带动所述第二支杆431在水平方向同步移动，所述第二卡块425位置高于所述第一卡块425，当所述第一卡块425竖直向上移动后，与所述第二卡块425接触，从而带动所述第二卡块425竖直向上移动，所述第三齿条434随之向上移动，所述第三齿条434与所述第三齿轮432啮合，带动所述第三齿轮432转动，所述第三齿轮432与所述第二卡接板442啮合，从而带动所述第二卡接板442竖直向下移动，当所述第一卡块425竖直向下移动，所述第二卡块425在弹簧449作用下与所述第一卡块425始终保持接触，直至所述第一卡块425与所述第二卡块425脱离。通过上述结构设计，将所述第一卡块425的竖直方向的移动转化为所述第三齿轮432的转动，实现对所述安装槽440内空间的调节，从而有效实现所述缝合针3和安装和拆卸，同时将所述第一传动部42和第二传动部43配合使用，将所述缝合针3的装夹和移动动作同步进行，提高装置的联动性，简化操作。

如图6所示，在一个实施例中，所述卡合部44包括：

第一卡接板441和第二卡接板442，所述第一卡接板441和第二卡接板442滑动连接，所述第二卡接板442靠近所述手柄1的一侧面布置有若干轮齿，所述第二卡接板442与所述第三齿轮432啮合连接；

夹持座443，两个所述夹持座443分别连接于所述第一卡接板441和第二卡接板442远离所述手柄1的一侧，两个所述夹持座443之间形成安装槽440，直线段针体31安装于所述安装槽440内；

第一凸块444，两个所述第一凸块444分别连接于所述第一卡接板441上端和第二卡接板442下端；

挡板445，所述挡板445连接于所述针杆2内壁远离所述手柄1的一端；

第一凹槽446，所述第一凹槽446开设于所述挡板445靠近所述手柄1的一侧，所述第一凹槽446与所述第一凸块444适应设置；

第一横板447，所述第一横板447固定连接于所述第一卡接板441靠近所述手柄1的一侧，所述第一横板447与所述滑块415固定连接；

第二横板448，所述第二横板448固定连接于所述第二卡接板442靠近所述手柄1的一侧，所述第二横板448设置于所述第二凹槽418内；

弹簧449，所述弹簧449安装于所述第二凹槽418内，并且所述弹簧449连接于所述第一横板447和第二横板448之间。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述滑块415与所述第一卡接板441固定连接，所述第二卡接板442与所述第一卡接板441滑动连接，所述滑块415处于工作位置时，所述第一凸块444与所述挡板445上的第一凹槽446卡接，所述滑块415水平移动时，所述第一凸块444与所述第一凹槽446脱离，当所述滑块415滑至所述第一传动部42位置后，所述第三齿轮432带动所述第二卡接板442竖直向下移动，两个所述夹持座443之间距离增大，所述安装槽440空间增大，从而使所述缝合针3与所述安装槽440脱离，此时将缝合针3从所述针杆2中拔出即可，所述第一横板447和第二横版448之间设有弹簧449，使所述夹持座443之间始终保持拉紧状态。通过上述结构设计，实现了所述缝合针3的稳固夹持，保证所述缝合针3缝合过程中的稳定性，减少因缝合针3进针不稳引起的组织损伤，提高缝合质量，同时实现所述缝合针3的快速拆装，增加结构件配合的连贯性和集成度，有效适应多种尺寸缝合针3，提高换针效率。

在一个实施例中，两个所述夹持座443靠近所述安装槽440的侧面设置为粗糙面。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述夹持座443与缝合针3的直线段针体31接触并夹紧，将所述夹持座443接触面设置为粗糙面，增加所述夹持座443与缝合针3的摩擦力，有效防止缝合针3转动和滑出，提高缝合装置的可靠性。

在一个实施例中，所述的外科手术缝合装置，其特征在于，还包括：按钮5，所述按钮5设置于所述手柄1侧面，所述按钮5与所述电机412电连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

通过所述按钮5控制所述电机412的正转和反转，从而控制缝合针3与针夹机构的安装和拆卸，为医生提供直观的操作界面，操作简单、可靠性高。

在一个实施例中，缝线半径选取方法如下：

步骤A1：根据赫兹接触理论，建立缝线与皮肤接触模型，计算缝线和皮肤接触时的等价曲率半径R和复合弹性模量E'：

其中，R

步骤A2：计算缝线和皮肤接触时接触区的半宽b：

其中，F

步骤A3：计算手术过程中缝线受周围皮肤组织法向应力σ为：

步骤A4：采用生物力学试验机对不同位置皮肤组织进行离体生物软组织压缩实验，确定不同位置皮肤组织的极限强度σ

步骤A5：当皮肤组织法向应力与皮肤组织的极限强度关系为σ＞σ

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

缝线与皮肤软组织之间的摩擦行为受到缝线规格的影响，外壳手术缝合时缝线和人体组织之间由于法向应力作用，会引起缝线和组织之间的摩擦，过大的摩擦力会对组织拖拽造成额外的组织损伤，尤其是一些易碎组织(眼睛、血管等)，甚至会导致组织撕裂。在缝合过程中，依据赫兹接触理论，作出假设：接触区发生小变形；接触面呈椭圆形；相接触的缝线和组织被看作是弹性半空间，接触面上只作用有分布的垂直压力，并且接触表面充分光滑。因此，根据缝线和皮肤组织的曲率半径、弹性模量和泊松比推导得出等价曲率半径R和复合弹性模量E'的计算公式，然后推导得出手术过程中缝线受周围皮肤组织法向应力σ计算公式，通过软组织压缩实验确定不同位置皮肤组织的极限强度σ

通过上述计算方法，针对不同手术部位，对缝线半径临界值进行计算，为缝线半径选取提供依据，通过对缝线的选择，减少缝线在手术操作过程中对组织的损伤，提高缝合的可靠性和安全性，减少并发症产生。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。