主動式結石微抓取器制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種主動式結石微抓取器，包括4個柔性手指、4根回轉式形狀記憶合金絲、手指固定盤、內(nèi)窺鏡、合金絲柔性固定軟管和8個合金絲固定座；所述柔性手指均勻圓周排布在手指固定盤上，手指固定盤與合金絲柔性固定軟管粘合連接；所述柔性手指、手指固定盤和固定軟管自上而下通有通孔；所述形狀記憶合金絲是驅(qū)動源，會帶動所述柔性手指彎曲閉合，從而實現(xiàn)抓取動作。本發(fā)明專利技術的主動式結石微抓取器不僅充分利用了形狀記憶合金的主動驅(qū)動特性，而且充分考慮了管道結石尤其是膽總管結石的特點，與被動抓取器(取石籃)相比，抓取效率大為提高。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
主動式結石微抓取器
本專利技術屬于醫(yī)療器械
本專利技術涉及一種主動式微抓取器，尤其涉及一種應用于膽結石抓取的，以形狀記憶合金為驅(qū)動源的微抓取器。
技術介紹
膽結石手術是目前為止治愈結石病的最為有效的方法之一?，F(xiàn)在醫(yī)學上最為先進的膽結石抓取器由End0-Flex公司生產(chǎn)的取石籃，它在膽結石抓取，尤其是膽總管結石手術中發(fā)揮了不可替代的作用。然而取石籃是被動的，它在膽總管結石抓取過程中需要醫(yī)生不停地轉動和調(diào)整取石籃的方位才能實現(xiàn)結石抓取。盡管通過常規(guī)進鏡可以看到結石的具體方位，但是由于取石籃的被動和柔軟等缺點，結石抓取非常低效。形狀記憶合金(shape memory alloy簡稱SMA)作為一種智能驅(qū)動材料,不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)小型集成的驅(qū)動設計，而且具有生物相容性，對身體沒有任何副作用。然而由于SMA 絲很柔軟，特定形狀的SMA加工也很有困難，因此僅通過SMA實現(xiàn)結石抓取也很有困難。因此，本領域的技術人員致力于開發(fā)一種效率高的主動式結石微抓取器。
技術實現(xiàn)思路
有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本專利技術所要解決的技術問題是提供一種基于SMA驅(qū)動的柔性主動式結石微抓取器。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術提供了一種主動式結石微抓取器，包括柔性手指、回轉式形狀記憶合金絲、手指固定盤、內(nèi)窺鏡、合金絲柔性固定軟管和合金絲固定座；所述柔性手指設置于手指固定盤上，所述手指固定盤與所述合金絲柔性固定軟管粘合連接；所述柔性手指、所述手指固定盤和所述合金絲柔性固定軟管自上而下開有多個通孔；所述回轉式形狀記憶合金絲穿過所述通孔，且其端部通過所述合金絲固定座與所述合金絲柔性固定軟管固定連接；所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，并可以自由上下移動。優(yōu)選地，所述柔性手指為4個，所述回轉式形狀記憶合金絲為4根，所述合金絲固定座為8個,所述多個通孔為8個。進一步地，所述柔性手指均勻圓周排布在手指固定盤上。所述多個通孔直徑相同。所述柔性手指內(nèi)部有若干并行排列的U型溝槽，其頭部及外部經(jīng)過圓滑處理，避免劃傷及膽總管。所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，所述內(nèi)窺鏡頭部正好位于所述柔性手指的正下方，可以很好地觀察結石位置。所述柔性固定軟管可以自由彎曲。所述述柔性手指內(nèi)部、所述固定盤和固定軟管周邊分別開有微細通孔，用于穿過及固定所述回轉式形狀記憶合金絲。所述微細通孔直徑相同。所述4個柔性手指在不受力狀態(tài)下呈打開狀態(tài)，當對所述回轉式形狀記憶合金絲通電加熱時，會帶動所述柔性手指彎曲變形，導致其彎曲閉合。在本專利技術的較佳實施方式中，形狀記憶合金是驅(qū)動源，當對記憶合金進行通電加熱時，合金絲會因為相變而收縮。由于合金絲在固定軟管端固定，柔性手指則會在合金絲的收縮驅(qū)動下產(chǎn)生彎曲，類似人類手指。當斷電時，合金絲恢復原始長度。柔性手指則會在自身的恢復力下恢復到原始狀態(tài)，從而完成了柔性手指的開合動作。此外，內(nèi)窺鏡附著在柔性手指內(nèi)部，通過內(nèi)窺鏡可以看清結石的方位從而有利于抓取結石。柔性手指外部成圓弧狀， 四個柔性手指的圓周排列保證手指可以沿著膽總管壁運行，避免結石的漏抓。該微抓取器不僅充分利用了 SMA的主動驅(qū)動特性，而且充分考慮了管道結石尤其是膽總管結石的特點。與被動抓取器(取石籃)相比，該主動式抓取器的抓取效率大大提聞。附圖說明圖I是本專利技術主動式結石微抓取器的外部結構示意圖2是本專利技術主動式結石微抓取器的內(nèi)部結構示意圖3是本專利技術主動式結石微抓取器的底部固定結構示意圖4是本專利技術主動式結石微抓取器的開合狀態(tài)示意圖。具體實施方式以下將結合附圖對本專利技術的構思、具體結構及產(chǎn)生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本專利技術的目的、特征和效果。如圖I所示，本專利技術的微抓取器包括四個柔性抓取手指6、四根回轉式形狀記憶合金絲2、手指固定盤4、合金絲柔性固定軟管3、八個合金絲固定座7、內(nèi)窺鏡I。其中，四個柔性抓取手指6均勻排布并粘合固定在手指固定盤4上，手指固定盤呈環(huán)狀，與合金絲柔性固定軟管3粘合連接。柔性抓取手指6、手指固定盤4以及合金絲柔性固定軟管3自上而下均開有通孔?；剞D式形狀記憶合金絲2穿過通孔，合金絲兩端通過合金絲固定座7與柔性固定管3固定連接，形狀記憶合金絲排列如圖2所示，其端部固定方式如圖3所示。合金絲具有微小的預緊力，防止合金絲松弛。此外，柔性固定管內(nèi)部是內(nèi)窺鏡1，內(nèi)窺鏡I可以在柔性管內(nèi)部上下自由活動，并可以隨著柔性管的彎曲而彎曲。內(nèi)窺鏡頭5大約與手指固定盤 4持平，從而可以有效的觀察結石的位置。在本實施例中，四個柔性手指6在未受力狀態(tài)下呈打開狀態(tài)，如圖4所示，當嵌入在柔性手指內(nèi)部的形狀記憶合金絲加熱收縮時，柔性手指受力彎曲，從而呈閉合狀態(tài)，此時柔性手指產(chǎn)生了彎曲恢復力。當形狀記憶合金絲冷卻時，柔性手指則會恢復原狀，合金絲也會拉伸至原長。打開狀態(tài)的柔性手指呈圓柱型排列，其圓柱直徑略小于膽總管直徑。此外，柔性手指外表面及頭部均進行了圓滑處理，從而避免傷及管壁組織。本專利技術所提供的主動式微抓取器，由形狀記憶合金絲驅(qū)動，其特征在于，包括四個柔性抓取手指、四根回轉式形狀記憶合金絲、手指固定盤、內(nèi)窺鏡、合金絲柔性固定軟管和若干合金絲固定座。所述柔性抓取手指具有彈性恢復力，即變形后當外力消失時會自動恢復到原始形狀；所述形狀記憶合金絲呈回轉式排列，并整體穿過所述柔性抓取手指、手指固定盤以及柔性固定管座，并通過固定座與固定軟管固定在一起；所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，可以在固定軟管內(nèi)部自由滑動。進一步地，四個柔性抓取手指均勻排布在所述手指固定盤上，具有相同的尺寸。進一步地，四個柔性抓取手指內(nèi)部有若干并行排列的U型溝槽，外部則為光滑結構，保證彎曲的順暢以及足夠的回復力。進一步地，柔性手指內(nèi)部開有兩條平行的微細通孔，與U型溝槽呈垂直排列，該通孔用于形狀記憶合金絲的固定。所述柔性手指端部經(jīng)過圓弧打磨處理，避免傷及膽總管壁。進一步地，回轉型形狀記憶合金絲從手指端部穿過整個微細通孔，然后分別再穿過固定盤、固定軟管。固定盤和固定軟管周邊分別開有微細通孔，直徑與手指微細通孔相同。進一步地，形狀記憶合金絲在通電被加熱時收縮。以上詳細描述了本專利技術的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本專利技術的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本
中技術人員依本專利技術的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。權利要求1.一種主動式結石微抓取器，其特征在于，包括柔性手指、回轉式形狀記憶合金絲、手指固定盤、內(nèi)窺鏡、合金絲柔性固定軟管和合金絲固定座；所述柔性手指設置于手指固定盤上，所述手指固定盤與所述合金絲柔性固定軟管粘合連接；所述柔性手指、所述手指固定盤和所述合金絲柔性固定軟管自上而下開有多個通孔； 所述回轉式形狀記憶合金絲穿過所述通孔，且其端部通過所述合金絲固定座與所述合金絲柔性固定軟管固定連接；所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，并可以自由上下移動。2.如權利要求I所述的主動式結石微抓取器，其特征在于，所述柔性手指為4個，所述回轉式形狀記憶合金絲為4根，所述合金絲固定座為8個，所述通孔為8個。3.如權利要求I所述的主動式結石微抓取器，其特征在于，所述柔性手指均勻圓周排布在手指固定盤上。4.如權利要求I或2所述的主動式結石微抓取器，其特征在于，所述本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種主動式結石微抓取器，其特征在于，包括柔性手指、回轉式形狀記憶合金絲、手指固定盤、內(nèi)窺鏡、合金絲柔性固定軟管和合金絲固定座；所述柔性手指設置于手指固定盤上，所述手指固定盤與所述合金絲柔性固定軟管粘合連接；所述柔性手指、所述手指固定盤和所述合金絲柔性固定軟管自上而下開有多個通孔；所述回轉式形狀記憶合金絲穿過所述通孔，且其端部通過所述合金絲固定座與所述合金絲柔性固定軟管固定連接；所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，并可以自由上下移動。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：殷躍紅，張健軍，朱劍英，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發(fā)明
國別省市：