电子内窥镜多关节控制组件的制作方法

本技术涉及医疗器械领域，特别涉及用于控制电子内窥镜头部运动的技术。

背景技术：

1、随着内窥镜技术的不断发展,软性电子内窥镜已广泛应用于临床诊断和微创手术中。然而,传统的软性内窥镜通常只有单个弯曲部,其灵活性和可达性受到一定限制。在进行某些复杂手术时,如经口内镜下胃粘膜下剥离术(esd),单弯曲部内窥镜往往难以满足手术需求。

2、具体而言,采用单弯曲部内镜进行esd手术时,存在以下几个主要问题:

3、操作视野受限:在内镜正向朝前操作时,患者的呼吸会引起胃部移动,导致手术视野不稳定。尽管可通过调转内镜头部来降低呼吸影响,但这又会引发新的问题。当内镜头部反转时,内镜镜头与胃壁之间的夹角增大,胃壁粘膜层与肌层间隙变小,极大增加了esd剥离操作的难度。

4、穿孔风险增加:内镜头部调转后,内镜钳道内的手术器械与胃壁肌肉层之间形成一定夹角。在esd剥离过程中,这种夹角会使内镜刀头部与胃壁接触面积减小,局部压强增大,从而显著提高了穿孔风险。据统计,单弯曲部内镜esd手术的穿孔发生率为4-10％,远高于传统开腹手术。

5、难以到达特定部位:胃部包括贲门、胃底、胃体、胃角、胃窦等区域,其中贲门、胃底等部位曲率较大。单弯曲部内镜难以深入这些区域,或难以保持稳定的操作姿态。这不仅增加了手术难度,延长了手术时间,也加重了患者痛苦。以贲门癌esd手术为例,单弯曲部内镜的一次性完整切除率不足50％,往往需要分多次实施。

6、精细操作受限:esd手术需要在粘膜下层精准操作,对内镜的可控性要求很高。然而,单弯曲部内镜的控制精度有限,在局部微调和维持特定角度时常感力不从心。据调查,56％的内镜医生认为内镜可控性不足是限制esd手术开展的重要因素。

7、操控稳定性不足:esd手术操作往往持续数小时,内镜长时间处于弯曲状态。传统内镜的蛇形弹簧在应力作用下容易出现形变,导致内镜头部出现不可预知的偏转,影响手术精确性和安全性。

8、适应性不足:不同患者的体型差异很大,病变位置和大小也各不相同。单一的弯曲模式难以适应如此多变的情况,无法在所有手术中都提供理想的视野和操作空间。

9、上述问题制约了软性内窥镜在esd等复杂手术中的应用,增加了并发症风险,影响了手术效果。因此,亟需一种新型内窥镜控制系统来克服上述缺陷。这种系统应具备更大的灵活性和更精细的控制能力,能实现更加复杂的弯曲动作；同时还要提供稳定可靠的操控体验,能够适应不同的患者和手术环境。只有这样,才能从根本上提高esd手术的安全性和成功率,让更多患者获益。

10、本发明正是在此背景下提出的,旨在通过一种全新的电子内窥镜多关节控制组件来解决上述技术难题,以满足esd等复杂手术的临床需求。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种电子内窥镜多关节控制组件，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本技术公开了一种电子内窥镜多关节控制组件，包括第一弯曲部、第二弯曲部、第一弯曲部控制钢丝绳组、第二弯曲部控制钢丝绳组；

3、所述第一弯曲部由多节圆环形蛇骨以相互正交的方式依次连接而成，第一弯曲部控制钢丝绳组包括两组正交布置的钢丝绳，每组两根，分别布置在相应蛇骨转动平面内，控制第一弯曲部实现俯仰方向和偏航方向的弯曲；

4、所述第二弯曲部由多节椭圆环形蛇骨顺序依次连接而成，椭圆环形蛇骨的转动中心位于其椭圆短轴上，第二弯曲部控制钢丝绳组包括两根钢丝绳，控制第二弯曲部实现单一方向的弯曲；

5、所述第一弯曲部控制钢丝绳组与第二弯曲部控制钢丝绳组错开布置；

6、所述第一弯曲部的末端与所述第二弯曲部的前端通过弯曲部过渡连接环相连接。

7、在一个优选例中，其特征在于：

8、所述第一弯曲部的多节圆环形蛇骨通过销轴以相互正交的方式依次连接；

9、所述第二弯曲部的多节椭圆环形蛇骨通过销轴顺序依次连接；

10、其中，所述销轴穿过相邻蛇骨的连接部位，实现各自弯曲部的铰接连接，从而保证第一弯曲部能够实现俯仰和偏航两个方向的弯曲，第二弯曲部能够实现单一方向的弯曲。

11、在一个优选例中，所述第一弯曲部还包括：

12、前端部；

13、前端部过渡连接环；

14、第一弯曲部后连接环；

15、其中，所述前端部通过所述销轴与所述前端部过渡连接环连接，所述前端部过渡连接环通过销轴与所述多节圆环形蛇骨的第一节连接，所述多节圆环形蛇骨的最后一节通过销轴与所述第一弯曲部后连接环连接，从而形成一个完整的可弯曲结构。

16、在一个优选例中，所述第二弯曲部还包括：

17、第二弯曲部前连接环；

18、第二弯曲部过渡连接环；

19、第二弯曲部连接环；

20、其中，所述第二弯曲部前连接环通过销轴与所述第二弯曲部过渡连接环连接，所述第二弯曲部过渡连接环通过销轴与所述多节椭圆环形蛇骨的第一节连接，所述多节椭圆环形蛇骨的最后一节通过销轴与所述第二弯曲部连接环连接，从而形成一个可在单一方向弯曲的结构。

21、在一个优选例中，所述第一弯曲部控制钢丝绳组包括两组正交布置的钢丝绳，每组两根，分别布置在相应蛇骨转动平面内，其结构为：

22、每根所述钢丝绳外层均设有弹簧管保护，所述弹簧管的一端固定在第一弯曲部后连接环上,另一端自由；所述钢丝绳和弹簧管穿过固定在各节圆环形蛇骨上的若干圆环,使钢丝绳与弹簧管之间能相对滑动；

23、所述两组钢丝绳分别平行布置于所述第一弯曲部俯仰方向和偏航方向的转动平面内，且各组两根钢丝绳关于相应转动平面中心线对称分布；

24、每根所述钢丝绳穿过所述第一弯曲部的各节圆环形蛇骨内部，一端与所述前端部固定连接，另一端延伸至后端操作部并固定连接。

25、在一个优选例中，所述第二弯曲部控制钢丝绳组包括两根钢丝绳，其结构为：

26、所述两根钢丝绳对称布置在所述第二弯曲部椭圆环形蛇骨的长轴两侧，并且与椭圆环形蛇骨的转动中心等距；

27、每根所述钢丝绳穿过所述第二弯曲部的各节椭圆环形蛇骨内部，一端与所述第二弯曲部前连接环固定连接，另一端延伸至所述第二弯曲部连接环并与控制机构连接；

28、所述第二弯曲部控制钢丝绳组的布置路径与所述第一弯曲部控制钢丝绳组错开，以避免相互干扰；

29、通过控制所述两根钢丝绳的拉伸和放松，控制第二弯曲部在其转动中心所在平面内的单一方向弯曲，实现力传递和运动控制。

30、在一个优选例中，所述第二弯曲部的椭圆环形蛇骨具有如下结构：

31、椭圆环形蛇骨的转动轴位于其椭圆短轴上，且与椭圆长轴垂直；

32、相邻两个椭圆环形蛇骨通过销轴连接实现铰接。

33、在一个优选例中，所述第一弯曲部和第二弯曲部的协同工作方式为：

34、所述第一弯曲部通过控制钢丝绳组实现俯仰和偏航两个方向的弯曲运动，用于内窥镜头部的大范围方向调整和粗定位；

35、所述第二弯曲部通过控制钢丝绳组实现单一平面内的弯曲运动，用于内窥镜头部的精细调整和精确定位；

36、通过先控制第一弯曲部进行大范围方向调整，再控制第二弯曲部进行精细弯曲，可实现内窥镜头部在三维空间内的任意位置和方向的精确定位；

37、所述第一弯曲部和第二弯曲部的协同作用扩大了内窥镜的可达范围，提高了手术操作的灵活性和精确度。

38、在一个优选例中，还包括用于控制第一弯曲部和第二弯曲部的控制机构，所述控制机构包括：

39、用于控制第一弯曲部俯仰方向弯曲的俯仰控制手轮；

40、用于控制第一弯曲部偏航方向弯曲的偏航控制手轮；

41、用于控制第二弯曲部单一方向弯曲的后端控制轮；

42、其中，所述俯仰控制手轮和偏航控制手轮均通过高精度齿轮传动与相应的钢丝绳连接；通过转动俯仰控制手轮和偏航控制手轮，带动相应的钢丝绳收缩和放松，实现第一弯曲部在俯仰和偏航方向上的弯曲；所述后端控制轮通过齿轮机制与第二弯曲部控制钢丝绳组的两根钢丝绳连接，实现第二弯曲部在其特定平面内的单一方向上的精确弯曲；通过同时或交替操作上述控制手轮和控制轮，实现内窥镜头部在三维空间内的弯曲运动和定位。

43、在一个优选例中，其特征在于：所述椭圆环形蛇骨的长轴与短轴之比为1.5-3.5。

44、本技术实施方式与现有技术相比，至少具有以下区别和效果：

45、首先，通过设置第一弯曲部和第二弯曲部，并采用特定的钢丝绳布置和控制方式，实现了两段式的复合弯曲，从而扩大了内窥镜头部的活动范围和可达空间，提高了内窥镜检查和手术操作的灵活性。

46、进一步的，第一弯曲部采用多节圆环形蛇骨正交连接的结构，配合两组正交布置的钢丝绳，可实现内窥镜头部在俯仰和偏航两个方向上的大范围弯曲，用于头部的粗略定位和方向调整。

47、进一步的，第二弯曲部采用多节椭圆环形蛇骨顺序连接的结构，配合沿椭圆长轴两侧布置的一组钢丝绳，可在椭圆短轴所在平面内实现精细的单一方向弯曲，用于头部姿态的微调。

48、进一步的，第一弯曲部和第二弯曲部的协同配合，可实现内窥镜头部在三维空间内的任意定位和姿态调整，既可实现大范围的快速运动，又可实现局部区域的精细操控，全面提升了内窥镜的灵活性、可操作性和精准度。

49、进一步的，采用椭圆环形蛇骨结构，转动中心位于椭圆短轴，使第二弯曲部的运动更加稳定可控，同时椭圆长短轴之比优选为1.5-3.5，在满足运动需求的同时降低了椭圆蛇骨结构的加工难度。

50、进一步的，第一弯曲部控制钢丝绳组和第二弯曲部控制钢丝绳组采用错开布置，避免了两组钢丝绳之间的干扰，使得两段弯曲部的运动互不影响。

51、进一步的，独特的销轴连接方式和过渡连接环设计，使两段弯曲部可灵活铰接，运动更加顺畅自如，且便于集成安装。

52、综上所述，本电子内窥镜多关节控制组件通过巧妙的分段弯曲设计、创新的蛇骨结构与连接方式、精巧的钢丝绳布局与控制，以及人性化的控制机构，较好地解决了现有内窥镜控制复杂、定位不精准、可达范围有限等问题，实现了灵活、精准、高效的内窥镜检查和手术操作，具有良好的应用前景。

53、本技术的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本技术所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，上述
技术实现要素：
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。

技术特征：

1.一种电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于，包括第一弯曲部(1)、第二弯曲部(2)、第一弯曲部控制钢丝绳组(1f)、第二弯曲部控制钢丝绳组(2f)；

2.根据权利要求1所述的电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于，所述第一弯曲部(1)还包括：

4.根据权利要求2所述的电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于，所述第二弯曲部(2)还包括：

5.根据权利要求1所述的电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于，所述第一弯曲部控制钢丝绳组(1f)包括两组正交布置的钢丝绳，每组两根，分别布置在相应蛇骨转动平面内，其结构为：

6.根据权利要求1所述的电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于，所述第二弯曲部控制钢丝绳组(2f)包括两根钢丝绳，其结构为：

7.根据权利要求2所述的电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于，所述第二弯曲部(2)的椭圆环形蛇骨(2c)具有如下结构：

8.根据权利要求1所述的电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于，所述第一弯曲部(1)和第二弯曲部(2)的协同工作方式为：

9.根据权利要求1所述的电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于，还包括用于控制第一弯曲部(1)和第二弯曲部(2)的控制机构，所述控制机构包括：

10.根据权利要求1所述的电子内窥镜多关节控制组件，其特征在于：所述椭圆环形蛇骨(2c)的长轴与短轴之比为1.5-3.5。

技术总结
本申请涉及内窥镜技术领域，公开了一种电子内窥镜多关节控制组件。该组件包括第一弯曲部、第二弯曲部、第一弯曲部控制钢丝绳组和第二弯曲部控制钢丝绳组。第一弯曲部由多节圆环形蛇骨以相互正交的方式连接而成，通过两组正交布置的钢丝绳实现俯仰和偏航方向的弯曲。第二弯曲部由多节椭圆环形蛇骨顺序连接而成，通过一组钢丝绳实现单一方向的弯曲。椭圆环形蛇骨的转动中心位于其短轴上，提高了操控稳定性。两个弯曲部的控制钢丝绳组错开布置，避免相互干扰。该设计通过两个弯曲部的协同工作，实现了内窥镜头部更为复杂的弯曲运动，显著提高了内窥镜的灵活性、精确度和可达性。

技术研发人员：崔大朋,佴广金,赵春辉
受保护的技术使用者：山东威高宏瑞医学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23