專利名稱：電動手術(shù)器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于手術(shù)器械領(lǐng)域，尤其、但不限于是吻合裝置。本申請描 述的吻合裝置是手持式全電動和可控制的手術(shù)吻合器。
背景技術(shù)：
醫(yī)用吻合裝置在本領(lǐng)域中是已知的。Ethicon Endo-外科/^司 (Johnson & Johnson />司，以下稱為"Ethicon")制造和銷售這類吻合 裝置。Ethicon制造的圓形吻合裝置使用PROX工MATE、 PPH、 CDH和ILS 商標名稱，Ethicon制造的直線吻合裝置使用CONTOUR和PROXIMATE商標 名稱。在這些吻合器中，組織被壓縮在釘倉和抵釘座之間，當(dāng)擊發(fā)縫合 釘時，同時切下被壓縮的組織。根據(jù)醫(yī)生做手術(shù)的具體組織，組織能夠 被壓縮得過少(其中仍然能看出組織的血色)、過多(其中組織被壓碎) 或適度(其中組織的液體被擠出，稱為干燥或變白)。
縫合釘有一定的長度，釘倉和抵釘座之間需要有可接受的縫合釘擊 發(fā)距離，以便在擊發(fā)時縫合釘能正確閉合。為此，這些吻合器有指示裝 置顯示兩個平面之間的相對距離和該距離是否在縫合釘長度的擊發(fā)范 圍。這種指示器是機械式的，在窗口后面用滑動桿的形式指示安全縫合 釘擊發(fā)范圍。所有這些吻合器都是手動的，換言之，要求使用者或醫(yī)生 用手動相對于被吻合和/或切割的組織放置抵釘座和釘倉，將抵釘座和釘 倉相互靠近，向組織擊發(fā)和固定縫合釘(和/或切割組織)。以前沒有電 動吻合器進行這些操作的每一項，因為在釘倉必須要有大約250磅的縱 向力擊發(fā)縫合釘。另外，這類吻合器沒有任何類型的有效的壓縮指示器 能夠使施加到被吻合的組織的力最佳而不發(fā)生組織變性。
轉(zhuǎn)讓給Ethicon公司的Main等人的美國5， 104， 025號專利例如描 述了一種手動管腔內(nèi)吻合圓形吻合器。Main等人的該專利因此全文引入到本申請中供參考。在Main等人的專利的圖7分解圖中可以清楚地看 到，套管針軸22有一個遠端鋸齒形凹槽21,用于使套管針軸22對準抵 釘座的鋸齒29的一些凹進28,從而使縫合釘與抵釘座34對準。套管針 尖26受力后能刺入組織。Main等人的專利的圖3至圖6顯示圓形縫合 釘10如何將兩片組織連接在一起。隨著抵釘座30移動到靠近頭部20, 置于中間的組織被壓縮在中間，如圖5和圖6具體所示。如果組織^f皮過 分壓縮，手術(shù)吻合操作可能不成功。因此，需要不超過組織可接受的最 大壓縮力。在手術(shù)過程中置于中間的組織能承受一定范圍的壓縮力。這 個范圍是已知的和稱作最佳組織壓縮力或0TC,它取決于被吻合的組織類 型。在Main等人的專利中，吻合器有一個桿形指示器，用于向使用者顯 示抵釘座與釘倉之間的縫合釘擊發(fā)安全距離，但它不能向使用者顯示吻 合前施加到組織的任何壓縮力的大小。希望提供這種指示，以便避免過 乂復(fù)壓縮組織。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種電動手術(shù)吻合裝置，克服了上面提到的現(xiàn)有技 術(shù)的上述和其它缺陷，這種裝置用電動相對于被吻合和/或切割的組織放 置抵釘座和釘倉、使抵釘座和釘倉相互靠近、向組織擊發(fā)和固定縫合釘 (和/或切割組織)。而且，該電動手術(shù)吻合裝置能夠在擊發(fā)縫合釘之前 向使用者指示預(yù)先確定的施加于組織的壓縮力的大小。本發(fā)明還提供在 具有最佳組織壓縮力時操作電動外科手術(shù)吻合裝置的方法。
抵釘座子組合件(sub-assembly)和縫合釘擊發(fā)子組合件的偏置軸結(jié) 構(gòu)形成一個裝置，其尺寸能夠舒適地握在使用者的手中。同時由于取消 了原先要求的嵌套(同軸)空心軸，減小了制造難度。由于抵釘座子組 合件的軸線相對于縫合釘擊發(fā)子組合件偏置，伸出和縮回抵釘座的螺紋 桿可以減少大約兩英寸，從而節(jié)省制造成本和縮短縱向尺寸。
使用電動吻合器典型的方法包括一個開機特征，它允許為試驗?zāi)康?進入手動模式。在手術(shù)操作中，吻合器是單向裝置。不過在試驗?zāi)Ｊ剑?使用者能夠根據(jù)需要向后和向前移動套管針。試驗?zāi)Ｊ娇梢员唤獬?，將吻合器重新調(diào)整到使用模式進行包裝和運輸。為了包裝，最好(不是必 須)使抵釘座與釘倉之間有一定距離。因此，在關(guān)閉電源進行包裝和運 輸之前，歸位順序可以按程序進行，將抵釘座置于離開釘倉1厘米(例 如)的位置。在使用之前，將套管針伸出，將抵釘座取下。如果吻合器 用來切除結(jié)腸(例如)，套管針縮回到手柄內(nèi)，手柄經(jīng)肛門插入結(jié)腸切除 段的下游一側(cè)，同時將抵釘座從腹腔鏡切口插入切除段的上游一側(cè)。抵 釘座連接到套管針上，兩個部件向手柄縮回，直到一個縫合釘達到準備 擊發(fā)狀態(tài)?？p合釘擊發(fā)順序起動(可以中斷)，吻合切除段，同時在切除 段中心切割組織，在縫合釘圓環(huán)的中間清理開口 。縫合釘擊發(fā)順序包括 最佳組織壓縮力(0TC)測量和引起縫合釘只在所要求的最佳壓縮力范圍 (稱為0TC范圍)擊發(fā)的反饋控制機構(gòu)。根據(jù)在抵釘座和釘倉之間被壓 縮的組織的特性預(yù)先知道這個范圍或|丈值。
可以使用電動吻合器的某些典型的手術(shù)包括結(jié)腸切除和胃旁路術(shù)。 電動吻合器在多種不同技術(shù)領(lǐng)域有許多其它用途。
根據(jù)本發(fā)明的目的，還提供了一種手術(shù)器械，包括 一種手術(shù)端部
執(zhí)行器，該端部執(zhí)行器有至少一個驅(qū)動組合件，當(dāng)"^喿作該驅(qū)動組合件時
執(zhí)行手術(shù)操作； 一個連接到端部執(zhí)行器的電動機，用于運轉(zhuǎn)該至少一個 驅(qū)動組合件；以及連4妄電動才幾的電源，該電源可選才奪地向電動才幾供電， 以運轉(zhuǎn)至少 一個驅(qū)動組合件。電源至少有一個具有臨界電流率的蓄電池。 當(dāng)接通電動才幾電源和運轉(zhuǎn)至少 一個驅(qū)動組合件時，所述電源以超臨界電 流率(current rate)運行至少一個蓄電池。
根據(jù)本發(fā)明的目的，還提供了一種手術(shù)器械，包括一種手術(shù)端部執(zhí) 行器，端部執(zhí)行器有至少一個驅(qū)動組合件，當(dāng)操作該驅(qū)動組合件時執(zhí)行 手術(shù)操作； 一個連接到端部執(zhí)行器的電動機，該電動機用于運轉(zhuǎn)該至少 一個驅(qū)動組合件；以及連接電動機的電源，該電源可選4奪地向電動4幾供 電，以驅(qū)動至少一個驅(qū)動組合件。電源至少有一個具有臨界電流率的蓄 電池。當(dāng)接通電動才幾電源和驅(qū)動至少一個驅(qū)動組合件時，該至少一個蓄 電池以高于臨界電流速率的平均電流速率供電。
根據(jù)本發(fā)明的目的，還提供了一種手術(shù)器械，包括一種手術(shù)端部執(zhí)
15行器，端部執(zhí)行器有至少一個驅(qū)動組合件，當(dāng)起動該驅(qū)動組合件時執(zhí)行 手術(shù)操作； 一個連接到端部執(zhí)行器的電動機，用于操作該至少一個驅(qū)動 組合件；連接電動機的電源，可選擇地向電動機供電，在至少一個端部 執(zhí)行器、電動機和電源的臨床壽命期內(nèi)以起動該至少一個驅(qū)動組合件動
作至少1次和少于16次。電源具有至少一個蓄電池，當(dāng)接通電源時起動 該至少一個驅(qū)動組合件，只工作大約0. 5秒至15秒。
根據(jù)本發(fā)明的目的，還提供了一種手術(shù)器械，包括一種手術(shù)端部執(zhí) 行器，端部執(zhí)行器有至少一個驅(qū)動組合件，當(dāng)操作該驅(qū)動組合件時執(zhí)行 手術(shù)操作； 一個連接到端部執(zhí)行器的具有額定工作電壓的電動機，用于 操作該至少一個驅(qū)動組合件；連接電動機的電源，可選擇地向電動機供 電，以起動至少一個驅(qū)動組合件。電源至少有一個具有臨界電流率的蓄
電池。當(dāng)4妻通電動才幾電源和驅(qū)動至少一個扭J亍la合4牛時，該電源在至少
一部分超臨界脈沖放電期的任何時間以超臨界電流率驅(qū)動該至少一個蓄 電池并且在超臨界脈沖放電期以高于額定工作電壓運行該電動機。 認為是本發(fā)明特征的其它特征在所附權(quán)利要求書中闡述。 雖然本發(fā)明的圖和描述的實例是具有優(yōu)化電源和驅(qū)動裝置的電動外 科手術(shù)器械,，^旦本發(fā)明不限于所給出的細節(jié)，因為在不脫離本.C明的賴-神和在權(quán)利要求相同的內(nèi)容和范圍內(nèi)可能進行各種改型和結(jié)構(gòu)改變。
結(jié)合附圖閱讀下面的實例的描述將更好地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作 方法以及其它目的和i^尤點。


本發(fā)明的實例的優(yōu)點將通過對下列優(yōu)先選擇的實例的詳細描述顯示 出來，這些描述應(yīng)當(dāng)結(jié)合下列附圖考慮
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個電動吻合器實例的一側(cè)的立體圖2是圖1的吻合器的局部側(cè)視圖，帶有右半邊手柄和卸掉近端脊
梁板；
圖3是圖1的吻合器的抵釘座控制組合件的分解立體圖； 圖4是圖3的抵釘座控制組合件的放大局部分解圖；圖5是圖1的吻合器從后面看的縫合釘擊發(fā)控制組合件的局部立體
圖6是圖1的吻合器的縫合釘擊發(fā)控制組合件的分解立體圖； 圖7是圖6的縫合釘擊發(fā)控制組合件放大的局部分解立體圖； 圖8是圖1的吻合器從柄體部分從下面看抵釘座控制組合件的局部 水平斷面圖9是圖8的抵釘座控制組合件從近端部分的下面看的局部放大水 平斷面圖IO是圖8的抵釘座控制組合件從中間部分的下面看的局部放大水 平斷面圖ll是圖8的抵釘座控制組合件從遠端部分的下面看的局部力欠大水 平斷面圖12是圖1的吻合器的柄體部分從右側(cè)看的局部垂直斷面圖13是圖12的吻合器的柄體近端部分的右側(cè)看的局部放大垂直斷
面圖14是圖12的吻合器的柄體中間部分從右側(cè)看的局部放大垂直斷
面圖15是圖14的吻合器的柄體中間部分從右側(cè)看的進一步放大局部 垂直斷面圖16是圖12的吻合器的遠端柄體部分從右側(cè)看的局部放大垂直斷
面圖17是圖1的吻合器的抵釘座的一部分的立體圖18是圖1的吻合器的可拆卸的吻合組合件的局部斷面圖，包括抵 釘座、釘倉、力開關(guān)(force switch)和可拆卸的釘倉連接組合件；
圖-19是圖1-的吻合器從柄體部分上面看的抵釘座控制組合件的局部 水平斷面圖，抵釘座桿在完全伸出位置；
圖20是圖1的吻合器的柄體部分從左側(cè)看的局部正視圖，左柄體和 電路板卸下，抵4丁座桿在完全伸出位置；
圖21是圖20的吻合器的柄體部分的局部側(cè)視圖，抵釘座桿處于lcm抵釘座閉合位置；
圖22是圖1的吻合器從柄體部分上面看的抵釘座控制組合件的局部
水平斷面圖，抵釘座桿處于縫合釘安全擊發(fā)位置；
圖23是圖1的吻合器從柄體部分的上面看的抵釘座控制組合件的局 部水平斷面圖，抵釘座桿處于完全縮回位置；
圖24是圖1的吻合器從柄體部分上面看的擊發(fā)控制組合件的局部水 平斷面圖25是圖24的擊發(fā)控制組合件從近端部分上面看的局部放大的水 平斷面圖26是圖24的擊發(fā)控制組合件從中間部分上面看的局部放大的水 平斷面圖27是圖24的擊發(fā)控制組合件從遠端部分上面看的局部放大的水 平斷面圖28和29是圖1的吻合器的釘倉拆卸組合件的畫陰影線的局部放 大的部分透明的立體圖30是根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療裝置的可換零件的加密電路實例的示意 寸生電3各圖31是表示小齒輪在不同負荷時推動圖32所示的齒條的速度的柱
狀部分的局部立體圖33是端部執(zhí)行器的一種典型的實例的4交接部分的遠端的局部垂
直縱向斷面圖，已卸下內(nèi)管、推桿-刀片支承、抵釘座、閉合環(huán)和將近一
半的縫合釘滑軌；
圖-34是根據(jù)本發(fā)明的電源的示例開關(guān)組合件的示意電路-圖35是根據(jù)本發(fā)明的控制電動機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的示例性開關(guān)組合件
的示意電^^圖36是根據(jù)本發(fā)明的另一種示例性的電源開關(guān)組合件和控制電動 機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的開關(guān)組合件的示意電路圖。
具體實施例方式
在涉及本發(fā)明的具體實施方案的以下說明和相關(guān)附圖中將闡明本發(fā) 明的各個方面。在不脫離本發(fā)明的精神或內(nèi)容的前提下可以設(shè)計替代的 實例。另外，本發(fā)明的典型實例中眾所周知的元件將不再詳述或略去， 便于突出本發(fā)明的相關(guān)細節(jié)。
在描述本發(fā)明之前，應(yīng)當(dāng)知道所使用的術(shù)語僅僅是為描述實例的目 的，沒有限定的意圖。必須注意，在技術(shù)規(guī)范和附件的權(quán)利要求中，如 果沒有另外說明，單數(shù)不定冠詞和定冠詞包含復(fù)數(shù)。
盡管說明書以限定被認為是新穎的本發(fā)明特征的權(quán)利要求作為結(jié) 論，但是相信通過結(jié)合附圖參考下列說明，將能夠更好地理解本發(fā)明。 圖不是按比例繪制的。另外，應(yīng)當(dāng)說明，圖是用計算機輔助設(shè)計程序形 成的。當(dāng)從陰影圖或彩色圖轉(zhuǎn)變成線框圖時，這個程序有時去掉某些結(jié) 構(gòu)線條和/或面。因此，應(yīng)當(dāng)把圖看作近似的和用于說明本發(fā)明的特點。
現(xiàn)在來詳細看圖，首先看圖1和2,其中顯示出電動手術(shù)圓形吻合 器1的典型實例。本申請對圓形外科手術(shù)吻合頭采用電動手柄只是為了 容易理解。本發(fā)明不限于圓形吻合器，可以應(yīng)用于任何手術(shù)吻合頭，例 如線形吻^、裝置。
電動吻合器1具有手柄10,手柄具有三個開關(guān)抵釘座打開開關(guān)20、 抵釘座閉合開關(guān)21和縫合釘擊發(fā)開關(guān)22。每個開關(guān)連接到電路板500(見 圖12 ),電路板500有執(zhí)行吻合器1的吻合功能的程序電路。電路板500 連接到包含在手柄10內(nèi)的電源600。 一種典型的實例的電源600用2至 6個CR123或CR2鋰蓄電池?？梢圆捎闷渌娫矗缈沙潆娦铍姵鼗?連接供電總線的整流器(對于后一種裝置，吻合器不是自供電或全裝備)。 這里，電源600的自供電或全裝備是可以互換的，意思是本身為完整和 獨立的單元，-用自身的電源可以工作，無須外部電源。例如，在使用時 用供電電纜插頭插到供電主線的電源不是自供電或全裝備。
電路板500上的絕緣導(dǎo)線或?qū)w《I線連接吻合器1的所有電子零件， 例如通電/斷電開關(guān)12、組織壓縮指示器14、抵釘座和擊發(fā)開關(guān)20、 21、 22;電路板500、電源600。但是為了容易理解和清楚，這些導(dǎo)線和導(dǎo)體
19在圖上沒有畫出。
柄體10的遠端連接到剛性抵釘座頸部30的近端。在這個連接點的
相反一端，在抵釘座頸部30的遠端，用聯(lián)接裝置40可拆卸地聯(lián)接著釘 倉50和抵釘座60。另一種方法是釘倉50不可拆卸，吻合器l的結(jié)構(gòu)只 有一種用途。這些連接將在下面進一步詳述。
圖2顯示柄體10，柄體10的右半部分13和電路板500已經(jīng)卸下。 如下面將要討論的，在圖2中近端脊梁板70也已卸下，以便能從右側(cè)看 到柄體10的內(nèi)部部件。從圖2能夠看到的是在柄體10內(nèi)有兩條內(nèi)部部 件軸線。第一條軸線是縫合釘控制軸線80,這條軸線在圖2中是相對水 平的?？p合釘控制軸線80是中心線，沿這條中心線裝有控制縫合釘擊發(fā) 的部件。第二條軸線是一氏4丁座控制軸線9Q,這條軸線與縫合釘控制軸線 80成一定角度。抵釘座控制軸線90是中心線，沿這條中心線裝有控制抵 釘座起動的部件。正是軸線80和90的分離，使得電動吻合器1能夠用 足夠小的柄體10供電，使其適合醫(yī)生的手和不占用過大的空間，避免限 制醫(yī)生在所有必要的方向移動。
柄體10內(nèi)部顯示有電源4妄通/斷開開關(guān)12(例如格林納達(grenade) 銷)，用于控制向所有電氣部件和組織壓縮指示器14的電源(例如蓄電 池電源)。組織壓縮指示器14向醫(yī)生指示被壓縮在抵釘座60與釘倉50 之間的組織是否被大于預(yù)先設(shè)定的壓縮力壓縮，這將在下面進一步詳述。 指示器14與力開關(guān)400連接，力開關(guān)已經(jīng)在2006年5月19日提交的序 列號為60/801， 989并且標題為"力開關(guān)"的待審查美國臨時專利申請中 描述(這里參考其全部內(nèi)容)。
沿抵釘座控制軸線90的部件形成抵釘座控制組合件100。抵4丁座控 制架IIQ對準抵釘座控制軸線90,容納和/或固定抵釘座控制組合件100 的各種零件。抵釘座控制架110有近端安裝座112、中間安裝座114和遠 端安裝座116。安裝座112、 114、 116可以連接到控制架110或與其制成 一體。在典型的實例中，為了容易制造，近端安裝座112分成兩半，，與 控制架110分開，中間安裝座114與控制架110分開。
在抵釘座控制組合件100的近端有抵釘座馬達120。抵釘座馬達120包括驅(qū)動馬達和將固有馬達轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變成要求的輸出軸轉(zhuǎn)速所需要的任何 齒輪箱。在本案例中，驅(qū)動馬達的固有轉(zhuǎn)速接近10, 000轉(zhuǎn)/分鐘，齒輪
箱將從抵釘座馬達120遠端伸出的軸122的轉(zhuǎn)速降低到接近50到70轉(zhuǎn)/ 分鐘。抵釘座馬達120在縱向和可轉(zhuǎn)動地固定在近端安裝座112內(nèi)。
馬達軸聯(lián)軸器130可轉(zhuǎn)動地安裝在軸122上，以便使軸122的轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)變?yōu)轳R達聯(lián)軸器130相應(yīng)的轉(zhuǎn)動。
聯(lián)軸器130的遠端有轉(zhuǎn)動螺母組合件140。在本實例中，螺母組合 件140分成兩部分，有近端半螺母141和遠端半螺母142，半螺母142 可轉(zhuǎn)動地和在縱向固定在半螺母141上。應(yīng)當(dāng)說明，半螺母141、 142才艮 據(jù)需要可以做成一體。這里做成兩半，以便于制造。螺母組合件140的 近端可轉(zhuǎn)動地安裝在耳關(guān)軸器130的遠端。這兩個互相連接的零件在縱向 的轉(zhuǎn)動支壽義由中間安裝座114和遠端安裝座116力口強。
在中間安裝座114與近端半螺母141之間安裝近端螺母襯套15 0(見 圖3 ),在遠端安裝座116與遠端半螺母142之間安裝遠端螺母襯套160, 使這些零件在柄體10內(nèi)和抵4丁座控制架110內(nèi)有效和可靠地旋轉(zhuǎn)而不摩 擦。襯套150、 160可以用任何軸承材料，可以用青銅一類的金屬或尼龍 一類的聚合物。為了進一步降低轉(zhuǎn)動的螺母組合件140與聯(lián)軸器130之 間的縱向摩擦，在近端襯套15 0與近端半螺母141之間安裝推力墊片17 0 。
聯(lián)軸器130和螺母組合件140的轉(zhuǎn)動用于推進或縮回螺紋桿180, 通過螺紋桿才幾構(gòu)使抵4丁座60伸出或縮回。螺紋桿180在圖3和圖4的分 解圖中更詳細地表示出并將在下面詳述。螺紋桿支承190裝在抵釘座控 制架110的遠端，用于延伸螺母組合件140內(nèi)的支承表面，以便保持螺 紋桿180沿抵釘座控制軸線9Q對正。螺紋桿支承19Q有光滑的內(nèi)部形狀， 與螺紋桿180的通過支承的部分的外部形狀相對應(yīng)。這種形狀的匹配使 螺紋桿180通過支承190向近端和遠端無摩擦地可靠移動。為了改善螺 紋桿180通過支承19Q的無摩擦移動，在這個典型的實例中，在支承190 與螺紋桿180之間裝有圓筒形螺紋桿襯套192。在圖2中看不到螺紋桿襯 套192，因為它在支承190的內(nèi)部。不過在圖3和圖4的分解圖中能看到 螺紋桿襯套192。安裝螺紋桿襯套192之后，支承190的內(nèi)部形狀與螺紋桿襯套192的外部形狀相對應(yīng)；螺紋桿襯套192的內(nèi)部形狀與螺紋桿180 的通過支承的部分的外部形狀相對應(yīng)。螺紋桿襯套192可以用青銅一類 的金屬或尼龍一類的聚合物制造。
沿縫合釘控制軸線80的部件形成吻合控制組合件200。吻合控制組 合件200表示在圖5,圖5是從近端上面和側(cè)面看的透視圖。吻合控制組 合件200的近端包括吻合馬達210。吻合馬達210包括驅(qū)動馬達和將固有
馬達轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)橐蟮霓D(zhuǎn)速所需要的任何齒輪箱。在本案例，驅(qū)動馬達 的固有轉(zhuǎn)速接近20, 000轉(zhuǎn)/分鐘，經(jīng)過齒輪箱減速，在齒輪箱遠端的輸 出軸212的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠹s200轉(zhuǎn)/分鐘。在圖5看不到軸212,但是在 圖6和圖7的分解圖中可以看到。
吻4、馬達210可轉(zhuǎn)動地和在縱向固定在馬達安裝座220上。馬達安 裝座22G的遠端有中間連接安裝座230。中間連接安裝座230有遠端板 232,如圖6所示。遠端板232可以從連接安裝座230上卸下，從而使旋 轉(zhuǎn)螺桿250能保持在中間。正是旋轉(zhuǎn)螺桿250的驅(qū)動作用將縫合釘從釘 倉50發(fā)射出去。軸212的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成螺桿250的轉(zhuǎn)動的效率是顯著降低 吻合器1輸出發(fā)射縫合釘必要的250磅縱向力的能力的因素。因此，典 型的螺桿25 0具有愛克米(acme)螺紋。
有兩種典型的方法用于有效地將軸212的轉(zhuǎn)動傳到螺桿250。第一 種方法是吻合馬達210可以"寬松地，，安裝在由柄體10確定的空腔內(nèi)， 從而吻合馬達能夠穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動，但是在徑向有游動間隙、在縱向能夠穩(wěn) 定，但是也有游動間隙。在這種結(jié)構(gòu)中，吻合馬達210將"自定心"，使 軸212的軸線與螺桿250的軸線對準，在典型的實例中，這也是縫合4丁 控制軸線80。
使軸212與螺桿250對準的第二種典型實施方案表示在圖l至圖5。 在該實施方案中，柔性聯(lián)軸器240的近端固定在軸212上(可轉(zhuǎn)動和縱 向)。這個連接是通過將軸212的遠端裝入柔性聯(lián)軸器240的近端孔241 形成的。見圖12。然后將軸212用近端定位螺釘213固定。螺桿250有 近端延伸段251,該延伸段插入到柔性聯(lián)軸器240的遠端孔242,并且用 遠端定位螺釘252固定。應(yīng)當(dāng)注意圖中所示的柔性聯(lián)軸器240在中部有
22隆起。在典型的柔性聯(lián)軸器240上，零件用鋁制或塑料模制，在中心部
分圓周有螺旋形切口。在這種結(jié)構(gòu)中，柔性聯(lián)軸器240的一端能夠在任 何徑向相對于另一端移動(360度)(如同萬向接頭)，這樣就提供了所要 求的柔性，有效地將軸212與螺桿250的中心軸線對準。
螺桿250的近端延伸段251的直徑小于中間連接安裝座230內(nèi)的孔 231的直徑?？?31的遠端有兩個直徑增大的臺階。第一個直徑增大的臺 階的尺寸與螺桿襯套260的近端半徑配合，螺桿襯套由比中間連接安裝 座230的材料軟的材料形成。近端半徑螺桿襯套260僅僅是保持螺桿250 軸向?qū)?，不吸收或傳遞任何縱向推力。第二個直徑增大的臺階的尺寸 與螺桿250的近端推力軸承27Q配合。在一種典型的推力軸承270上， 近端板和遠端板將軸承球保持板和軸承球夾在中間。當(dāng)施加高達250磅 的縱向力發(fā)射釘倉5 0內(nèi)的縫合釘時，推力軸承270吸收所有作用在軸212 的縱向推力。螺桿250的近端延伸段251有不同尺寸的直徑對應(yīng)于螺桿 襯套26Q和推力軸承270的內(nèi)部。因此，馬達安裝座220和連接安裝座 230形成兩個裝置，將柔性聯(lián)軸器240固定在這兩個裝置之間。
轉(zhuǎn)動螺桿250用遠端半徑螺桿襯套280保持在遠端板232內(nèi)，螺桿 襯套280與近端半徑螺桿襯套26Q相似。因此，螺桿25 0在遠端板232 內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。為了將螺桿250的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成遠端直線移動，螺桿250在 移動螺母290內(nèi)加工有螺紋。螺母290的移動限制在完成擊發(fā)縫合釘所 需要的移動量，換言之，螺母29G移動的距離，只需要在釘倉50與抵釘 座60之間足夠形成閉合的縫合釘和在釘倉50內(nèi)伸出刀片(如果有)，然 后縮回同樣的距離。當(dāng)螺母290在最近端位置時(見圖12),縫合釘靜止， 在準備擊發(fā)位置。當(dāng)螺母290在最遠端位置時，縫合釘穿過和包圍釘倉 50與抵釘座60之間的組織，將組織吻合，刀片(如果有)穿過組織，將 組織切割下來。螺母290的最遠端位置,皮遠端纟反232的位置限制。.-因此， 螺桿250的螺紋的縱向長度和遠端板232的位置限制螺母290向遠端的 移動。
螺桿250與螺母290之間的摩擦損失導(dǎo)致通過釘倉柱塞320傳遞到 釘倉50的總力(磅)顯著降低。因此，要求以優(yōu)化法選擇螺桿250和螺母290的材料和螺桿250的螺紋螺距。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用低摩擦聚合物制造螺
母290將使摩擦力減小到足以傳遞大約250磅縱向力到釘倉柱塞320的 遠端，這個力是有效地擊發(fā)縫合釘?shù)乃枰臄?shù)值。兩種示例性的材料 具有所要求的特性，在本領(lǐng)域中被稱為DELR腦AF Blend Acetal (—種 含有均勻地擴散在DELRIN⑧縮醛樹脂中的TEFLON 纖維的熱塑材泮牛)和 RULON ( —種混合形式的聚四氟乙烯)或其它類似的低摩擦聚合物。
螺母連接支架300縱向固定在螺母290上并且隨螺母290 —起移動。 螺母連接支架300為比較軟而光滑的螺母材料纟是供支撐。在所示的典型 裝置中，支架300具有形狀與螺母290的外形相對應(yīng)的內(nèi)腔。因此，螺 母290緊貼地固定在連接支架300內(nèi)，螺母290的移動轉(zhuǎn)化為螺母連接 支架300的相應(yīng)移動。在典型裝置中，連接支架300的形狀被其周圍的 部件和所承受的縱向力限定。例如，在螺母290的遠端有空腔302,其形 狀用于容納遠端板232。螺母連接支架300也有遠端室304用于容納一個 加強桿310。加強桿310增加縱向支承和形成螺母290與釘倉柱塞320 之間的連接部分(見圖5 )，這是手柄10內(nèi)的元件與4丁倉50之間最后一 個移動連接。安裝在螺母連接支架300與加強桿310之間的擊發(fā)支架330 加強螺母連4妻支架300與加強4f 310之間的連才妾。
吻合器1的各種部件互相連接，形成脊梁。這根脊梁是一個架子， 提供多方向穩(wěn)定性和由四個主要零件組成(從近端到遠端的順序)抵釘 座控制架110、近端脊梁才反70(見圖3、 4、 6、 7)、遠端脊梁板340和抵 4丁座頸部30。這四個零件中的每一個零件在縱向和可轉(zhuǎn)動地按這個順序 互相固定和形成骨架，手柄的其余部件以某種方式連接到這個骨架上。 部件的橫向支承由柄體10內(nèi)表面的形狀提供，在典型的裝置中柄體10 形成兩半，左半柄體11和右半柄體13?；蛘撸С锌梢允菦_壓或結(jié)合到 半個柄體ll、 13上的單個框架。
抵釘座控制組合件100的功能參照圖17至27描述。為了用吻合器 1進行吻合程序，整個抵釘座60從吻合器1卸下，如圖17所示。按下抵 釘座打開開關(guān)20,伸出套管針尖410的遠端，所述套管針尖裝在釘倉內(nèi) 和在縱向固定地連接于螺桿250上。套管針尖410的頂點現(xiàn)在能夠穿過或刺入被吻合的組織。這時使用者可以將抵4丁座60從組織的相反一側(cè)重
新裝到套管針尖410上(見圖18),從而鎖定抵釘座60。操作抵釘座閉 合開關(guān)22，開始對著釘倉50閉合抵釘座60,壓緊抵釘座與釘倉之間的 空隙62內(nèi)的組織。
為了描述套管針尖如何控制抵釘座60的移動，參看圖8至10、 14、 15和18。如圖15中的虛線所示，桿導(dǎo)銷143裝在遠端半螺母142的中 心孔144內(nèi)。由于螺故桿180擰入轉(zhuǎn)動螺母140、 141、 142，銷子143 鎖住螺紋182的近端，將銷子143包圍。這樣，螺母140連同銷子143 在螺紋182內(nèi)的轉(zhuǎn)動將根據(jù)螺母轉(zhuǎn)動方向?qū)е聴U180向近端或遠端移動。 螺紋182有可變螺距，如圖14和15所示，以便以不同的縱向速度移動 抵釘座60。當(dāng)銷子143在螺距較長的螺紋部分(下部)183時，抵釘座 60縱向移動較快。當(dāng)銷子在螺距較短的螺紋部分(上部)184時，抵釘 座60縱向移動較'i隻。應(yīng)當(dāng)注意，在螺距較長的螺紋部分(下部)183， 銷子143是唯一接觸螺紋182的部分。因此，銷子143這時暴露在作用 于桿180的整個縱向力。銷子143的強度足以承受這種力，但是可能不 足以承受抵釘座60對著夾住的組織閉合時產(chǎn)生的所有縱向力。
如圖14所示，桿180具有4交短螺距的螺紋部分184,與近端半螺母 141的中心孔144的近端對應(yīng)的內(nèi)螺紋145接合。當(dāng)較短螺距的螺紋部分 184與內(nèi)螺紋145接合時，螺紋部分184的整個橫向表面與內(nèi)螺紋145 接觸。這個接觸表面比銷子143與螺紋182的任何部分之間的接觸的表 面要大得多，因此能承受抵4丁座60閉合產(chǎn)生的所有縱向力，尤其是在縫 合釘擊發(fā)狀態(tài)當(dāng)?shù)轴斪?0閉合時產(chǎn)生的縱向力。例如在典型的裝置中， 銷子143最高承受接近30至50磅的縱向力。與能夠承受高達400磅縱 向力的螺紋比較，幾乎有10比1的差距。
抵釘座控制組合件100的一種替代實施方案可以完全取消桿180復(fù) 雜的螺紋。在這種裝置中，桿180有單螺紋螺距，抵釘座馬達120根據(jù) 單螺紋桿180的縱向位置以不同的速度驅(qū)動(通過電路板500上的相應(yīng) 的程序)。
在用于驅(qū)動馬達120、 210的任何實施方案中，控制程序可以有許多形式。在一種典型實施方案中，蓄電池供電的電路板500上的微型控制 器可以采用脈沖調(diào)制(例如脈沖寬度、脈沖頻率)控制任何一個或兩個 馬達。而且由于吻合器1是一種低負荷循環(huán)裝置，或是一種一次使用裝 置，被驅(qū)動的部件可以超過容許的制造商技術(shù)規(guī)范。例如，齒輪箱的扭 矩可以超過規(guī)定的額定值。另外，例如6伏電壓的驅(qū)動馬達可以超電壓， 例如用12伏電壓。
抵釘座60從延伸位置閉合到?jīng)]有壓縮組織或僅僅輕微壓縮組織的
位置可以迅速進行而不損壞夾在中間的組織。因此，螺距較長的螺紋部
分183允許使用者在組織預(yù)壓縮狀態(tài)下較快地使抵4丁座60向組織靠近。 隨后希望較慢地壓縮組織，以便使用者能夠控制，避免過度壓縮組織。 為此，在移動的后一階段使用螺距較短的螺紋部分184,使使用者有更大 程度的控制。在這種壓縮過程中，可以使用圖18中所示和序號為60/801， 989的美國臨時專利申請中描述的力開關(guān)400,通過組織壓縮指示器14 向使用者指示(和/或輸入到電路板500的控制電路)，壓縮組織的力大 于力開關(guān)400內(nèi)的彈簧42Q的預(yù)負載。應(yīng)當(dāng)注意，圖18所示的處于正常 打開位置的力開關(guān)400是序號為60/801, 989的美國臨時專利申請的第 一個實施方案。也可以用應(yīng)變計測量組織壓縮。
圖19至23顯示桿180從抵4丁座延伸位置(見圖19、 20)到1厘米 閉合距離的位置(見圖21)、縫合釘準備擊發(fā)位置(見圖22)和最后的 抵釘座完全閉合位置(見圖23)的移動。桿180的移動由桿180上的凸輪 表面推動器185與裝在手柄10內(nèi)的一系列微型開關(guān)的推動桿或按鈕之間 的接觸進行電氣控制(通過電路板500 )。
當(dāng)桿180 (和抵釘座60)在完全伸出位置時，桿全伸開關(guān)610處于 手柄10遠端(見圖19)，使推動器185壓住全伸開關(guān)610的推動桿。1 厘米開關(guān)612定位于在手柄10內(nèi)的中間位置(見圖20和21),防止在桿 180 (和抵釘座60 )在完全閉合位置的1厘米范圍內(nèi)時桿180的1厘米凸 輪表面186壓住1厘米開關(guān)612的推動按鈕。在通過1厘米閉合距離后， 如圖22所示，凸輪表面推動器185與縫合釘準備擊發(fā)開關(guān)614接合。如 圖22和23所看到的，推動器185的下端在縫合釘準備擊發(fā)開關(guān)按鈕614的按鈕的前后兩側(cè)有一斜角，推動按鈕的兩個斜角之間的距離(或僅僅 它的平坦部分)對應(yīng)于吻合釘倉50內(nèi)的縫合釘?shù)奈呛闲纬煞秶?即安全
擊發(fā)長度)。因此，當(dāng)縫合釘準備擊發(fā)開關(guān)614的按鈕第一次被壓下時， 抵釘座60與釘倉50之間的距離處于成功擊發(fā)和閉合縫合釘?shù)淖铋L范圍。 在按鈕被壓下時，抵釘座60的分離距離62仍然在安全吻合范圍(見圖 18 )。但是，當(dāng)不再壓下縫合釘準備擊發(fā)開關(guān)614的按鈕時(因為推動器 185靠近按鈕)，那么縫合釘將不擊發(fā)，因為對于治療性吻合來說距離太 近。圖23顯示桿180在最近位置，這由推動器185的頂端接近桿完全縮 回開關(guān)616的柄指示。當(dāng)推動開關(guān)616時，電路板500上的程序防止馬 達120向桿縮回方向轉(zhuǎn)動；換言之，開關(guān)616是桿180向近端方向縮回 的停止開關(guān)。
應(yīng)當(dāng)注意，圖2和3、圖11和12和圖16顯示的桿180的遠端沒有 與其它裝置的遠端連接(因此應(yīng)當(dāng)與力開關(guān)4 0 0的近端接觸)。為了清楚， 桿18G的遠端與力開關(guān)400的近端的連接帶在圖中沒有示出。在一個實 施方案中，拉帶是平的和柔性的，通過抵釘座頸30,橫向穿過釘倉柱塞 320彎曲的下方，向上到力開關(guān)400的近端。當(dāng)然，如果沒有裝力開關(guān) 400,連接帶應(yīng)當(dāng)連接到套管針尖410的近端，該套管針尖可拆卸地連接 到4氐釘座60的近端。
吻合控制組合件200的功能對照圖12至16和圖24至27,尤其是對 照圖24描述。吻合馬達21(H呆持在馬達軸岸義222與馬達軸蓋224之間。 吻合馬達210的軸212可轉(zhuǎn)動地連接到柔性聯(lián)軸器240的近端，柔性聯(lián) 軸器240的遠端可轉(zhuǎn)動地連接到螺桿250的近端，它在"i史置于中間連接 安裝座230和遠端板232內(nèi)的軸岸義260、 270、 280上旋轉(zhuǎn)?？v向傳動螺 母290擰到中間連接安裝座230與遠端板232之間的螺桿250上。因此 軸212的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槁輻U250相應(yīng)的轉(zhuǎn)動。-
螺母連接支架300縱向固定在螺母290、加強桿310及擊發(fā)支架330 上。擊發(fā)支架330縱向固定在釘倉柱塞320上，釘倉柱塞向上(通過沒 有畫出的縫合釘驅(qū)動器)延伸到釘倉50(或縫合釘)。用這種連接，螺母 290的縱向移動轉(zhuǎn)化為釘倉柱塞320相應(yīng)的縱向移動。因此，當(dāng)縫合釘擊
27發(fā)開關(guān)22被起動時，導(dǎo)致吻合馬達210轉(zhuǎn)動足夠的時間，以便縫合釘完
全從釘倉5 0擊發(fā)出(如果裝有切割刀片，刀片伸出，完全割下抵釘座6 0 與釘倉50之間的組織)。如下面所述，擊發(fā)以后，電路中的程序則導(dǎo)致 釘倉柱塞32G縮回，從抵釘座與釘倉之間的空隙62退出縫合釘擊發(fā)零件 的任何部分和/或釘倉內(nèi)的刀片。
這種吻合運動還通過與電路板500用電連接(例如導(dǎo)線)的孩i型開 關(guān)來控制。第一個控制開關(guān)(近端吻合開關(guān)618 )控制所述吻合控制組合 件.2QQ的縮回和限定所述吻合控制組合件2QQ的最近端位置。為了起動 這個開關(guān)，起動板306以可調(diào)節(jié)的方式連接在螺母連接支架300的一側(cè)， 見圖6和24。這樣，當(dāng)螺母290向近端移動，導(dǎo)致螺母連接支架300上 的板306起動近端吻合開關(guān)618時，切斷吻合馬達210的電流，停止吻 合控制組合件200繼續(xù)向近端方向移動。
控制吻合控制組合件200移動的第二個開關(guān)位于加強桿310遠端橫 向表面的相反一側(cè)，見圖27。在這個表面裝有縱向可調(diào)節(jié)的凸輪312, 凸輪312與遠端吻合開關(guān)620接觸。在一個實施方案中，凸輪312是一 個螺絲，擰入加強桿310的遠端孔。因此，當(dāng)螺母290向遠端移動而導(dǎo) 致力口強4干310上的凸4侖312起動遠端吻合開關(guān)620時，切斷吻合馬達210 的電流，停止吻合控制組合件200繼續(xù)向遠端方向移動。
圖28和29顯示可拆卸的連接組合件，以便在抵釘座30的遠端更換 不同的^"倉60。
柄體10最近端腔室確立了容納電源600的空腔。電源600通過電路 板500連接到馬達120、 210和吻合器1的其它電氣部件。
吻合器1的電氣部件在通過電路板500的控制方面已經(jīng)作了一般描 述。正如上面實施方案中所描述的，電動吻合器1包括兩個驅(qū)動馬達120、 210,所述馬達由蓄電池供電和通過按4丑20、 -21和22控制。馬達120、 210的移動范圍由限位開關(guān)610、 616、 618和620控制在行程終點及沿 著行程的中間位置612 、 614。馬達120、 210的控制邏輯線路可以用幾 種方法實現(xiàn)。例如可以用繼電器或梯形邏輯定義馬達120、 210和開關(guān) 610、 612、 614、 616、 618和620的控制算法。這種程序是簡單但是有局限性的方法。更靈活的方法是采用以微處理器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)進行感 知開關(guān)的輸入信號、鎖定開關(guān)、接通指示燈、記錄數(shù)據(jù)、發(fā)出聽覺反饋 信號、驅(qū)動可視顯示屏、詢問識別裝置[例如射頻識別裝置(RFID)或 密碼識別裝置]、感知力、與外部裝置通信、監(jiān)測蓄電池壽命等。微處理 器可以是為界面連接和控制帶有復(fù)雜機電系統(tǒng)而制造的集成電路的組成
部分。這種芯片的例子包括由Atmel才是供的Mega 128和由PIC ^是供的 PIC 16F684。
這種處理器需要有軟件程序提供控制指示。 一旦完全開發(fā)，可以將 程序?qū)懭胩幚砥骱烷L期儲存。這種系統(tǒng)使控制算法的改變比較簡單；對 安裝到處理器的軟件的改變可調(diào)整控制和用戶界面，無須改變寫入程序 或裝置的機械布局。
對于一次性裝置，接通電源只發(fā)生一次。在這種情況下，拉下接頭 片或從裝置上永久性去除的脫扣裝置(release)來完成接頭電源。使該去 除使蓄電池接觸，即可向裝置供電。
在任何實例中，當(dāng)裝置接通電源時，控制程序開始執(zhí)行，在使用裝 置之前，進行例行程序，確保知道伸出/縮回和擊發(fā)子組合件的實際位置， 叫啦文復(fù)位程序。復(fù)位程序可以在制造商向用戶為:運之前執(zhí)—行。在這種情 況下，執(zhí)行復(fù)位程序、設(shè)定組合件位置、裝置在準備好使用狀態(tài)下向用 戶發(fā)運。 一旦接通電源，裝置鑒別其位置和準備使用。
用視覺指示器(例如發(fā)光二極管)向使用者提供反饋信號。在使用 按鈕20、 21、 22的情況下，在開關(guān)可運行時指示燈亮(或從背后照亮)， 在開關(guān)不能運行時指示燈熄滅。指示燈可以閃爍，向使用者傳遞另外的 信息。按壓按鈕后如果發(fā)生延遲響應(yīng)，例如，指示燈能夠以不斷逐漸增 加的速度閃爍作為對緊急情況的響應(yīng)。指示燈還可以用不同顏色指示各 種狀態(tài)。-
在吻合器1的不同位置使用凸輪推動限位開關(guān)，所述限位開關(guān)向處 理器提供位置信息。通過使用各種長度的直線凸輪，可以設(shè)定位置范圍。 也可以用編碼器代替限位開關(guān)(絕對的和遞增的定位)。限位開關(guān)是二進 制的接通和斷開。用編碼器(例如光學(xué)編碼器)可以代替二進制提供位置信息。提供位置反饋信息的另 一種方法包括在驅(qū)動子組合件的馬達 端部安裝脈沖發(fā)生器。通過計數(shù)脈沖以及了解馬達轉(zhuǎn)速與直線行走的比 率，可以推導(dǎo)出絕對位置。
用處理器建立儲存數(shù)據(jù)的能力。例如，可以儲存重要的預(yù)先安裝信 息，比如可以儲存裝置序列號和軟件版本。使用吻合器1時也可以用存 儲器記錄數(shù)據(jù)。每一次按壓按鈕、每一次限位開關(guān)轉(zhuǎn)換、每一次異常中 止的擊發(fā)、每一次完成的擊發(fā)等都可以儲存，供以后檢索和診斷。通過 程序口或無線地檢索數(shù)據(jù)。在一個實施方案中，通過按壓一系列按4丑可 以把裝置設(shè)置到診斷模式。在這種診斷模式，技術(shù)人員能夠向吻合器1 詢問某些數(shù)據(jù)或傳輸/輸出某些數(shù)據(jù)。吻合器1對這種詢問的響應(yīng)可以是 發(fā)光二極管閃爍，或者如果有顯示屏，顯示可視字符數(shù)據(jù)或電子數(shù)據(jù)。 如上所述，可以用應(yīng)變計才莫擬輸出和提供可4妻受的應(yīng)變帶。另一種方法 是用第二個附加彈簧和支承部件機械地設(shè)定應(yīng)變帶。
一個單次擊發(fā)吻合器1的控制算法的實例可以包括下列步驟
4妻通電源。
驗證原始位置和如果有必要或需要，回到原始位置。
運行伸出/縮回按4丑(燈亮)和使縫合4丁擊發(fā)按4丑不能運^亍(燈不 亮)。
只有在完全伸出(抵釘座卸下)和隨后用保持運行的伸出/縮回按 鈕縮回后才能運行縫合釘擊發(fā)按鈕。
一旦起動縫合4丁擊發(fā)按4丑，抵4丁座縮回直到力開關(guān)一皮起動。
用擊發(fā)按鈕的發(fā)光二極管的閃爍開始倒計數(shù)和隨著擊發(fā)循環(huán)迫近 增加閃爍速度。繼續(xù)監(jiān)測力開關(guān)和縮回抵釘座，以便使力開關(guān)保持起 動。
在縫合釘擊發(fā)循環(huán)過程中，任意按鈕按壓可停止縫合釘擊發(fā)程序。
在縫合釘擊發(fā)馬達起動之前如果發(fā)生異常中止，擊發(fā)循環(huán)停止，
抵釘座伸出到原始位置，縫合釘擊發(fā)按鈕保持可運行和準備再擊發(fā)。 .另一種情況是如果在擊發(fā)馬達移動過程發(fā)生異常中止，擊發(fā)循環(huán)
停止，擊發(fā)馬達縮回，抵釘座回到原始位置，擊發(fā)按鈕變得不能運行。因此，吻合器(或釘倉)不能使用。
完成擊發(fā)倒計數(shù)之后，縫合釘范圍限制開關(guān)被詢問位置。如縫合 釘范圍限制開關(guān)被起動 一 意味著抵釘座在可接受的縫合釘擊發(fā)范圍 內(nèi)一則縫合釘擊發(fā)馬達運行，擊發(fā)循環(huán)開始。如縫合釘范圍限制開關(guān) 沒有被起動，則擊發(fā)循環(huán)異常中止，抵釘座回到原始位置，縫合釘擊 發(fā)按鈕保持運行，準備再擊發(fā)嘗試。
完成縫合釘擊發(fā)以后，抵釘座保持在閉合位置和只有伸出按鈕保 持運行。 一旦抵釘座伸出到至少到原始位置，伸出和縮回兩個按4丑可 運行。完成縫合釘擊發(fā)以后，縫合釘擊發(fā)按鈕保持不能運行。
在上述整個典型循環(huán)中，按壓按鈕、開關(guān)狀態(tài)、異常中止和/或擊發(fā) 可以一皮記錄。
在外科手術(shù)過程中，吻合器是單向裝置。但是在試驗?zāi)Ｊ?，試驗?br> 需要有能力根據(jù)需要將套管針410和抵釘座60向后和向前移動。接通電
源結(jié)構(gòu)允許使用者為試驗?zāi)康倪M入手動模式。這種試驗?zāi)Ｊ娇梢苑蛛x和 將吻合器重新設(shè)定在使用模式進行包裝和發(fā)運。
為了包裝，希望(〗旦不是必須)將4氐4丁座60》i置在離開4丁倉50 — 定距離。因此，回歸原始位置順序可以編程，在切斷電源進行包裝和發(fā) 運之前，將抵釘座60置于離釘倉50—厘米(例如)的位置。
當(dāng)電動吻合器從包裝中取出和準備用于手術(shù)時，使用者接通吻合器 電源(開關(guān)12 )。在達到正確的縫合釘擊發(fā)位置和要求的組織壓縮狀態(tài)之 前的任何時間，不應(yīng)當(dāng)允許擊發(fā)縫合釘。因此，抵釘座/套管針的伸出/ 縮回功能是唯一^皮運行的功能。在這種狀態(tài)下，伸出和縮回按4丑20、 21 燈亮，縫合釘擊發(fā)開關(guān)22燈不亮(即不能運行)。
在病人體內(nèi)使用之前，套管針410伸出，抵釘座60被去掉。如果吻 合器用于結(jié)腸吻合(例如)，套管針410縮回到抵釘座頸30內(nèi)，釘倉50 和抵釘座頸30從肛門插入結(jié)腸切開處下游一側(cè)。與此相反，抵釘座60 通過上游腹腔鏡切口插入并放置在切開處上游一側(cè)。抵4丁座6Q連接到套 管針41Q,兩個零件向釘倉50縮回，直到縫合釘進入準備狀態(tài)。如上所述，抵釘座移動到基本上沒有壓縮組織、具體說沒有使組織脫水的距離。 在這個位置，當(dāng)需要時可以擊發(fā)縫合釘。
通過起動縫合釘擊發(fā)開關(guān)22開始縫合釘擊發(fā)程序。在擊發(fā)程序的任
何時間，不論在移動之前(在變白(blanching)循環(huán)過程)或移動過程(不 論縫合釘是否開始形成)，可以停止縫合釘擊發(fā)。軟件編程開始縫合釘擊 發(fā)倒計數(shù)順序，因為程序知道在縫合釘擊發(fā)之前組織需要壓縮和脫水。 因此，縫合釘擊發(fā)開關(guān)22被起動之后，抵釘座60向位于中間的組織靠 近，開始壓縮組織?？p合釘擊發(fā)程序包括最佳組織壓縮(OTC)測量和反 饋控制機構(gòu)，使得只有當(dāng)壓縮在要求的壓力范圍(叫做OTC范圍)和經(jīng) 過足夠的時間，使被壓縮的組織中脫除液體時，才能擊發(fā)縫合釘。根據(jù) 抵釘座60與釘倉50之間被壓縮的組織的已知特性，預(yù)先知道0TC范圍 (力開關(guān)可以調(diào)節(jié)，用于不同組織的0TC范圍)。正是力開關(guān)4 00提供0TC 測量和向微處理器提供信息。指示該特定組織的0TC已經(jīng)達到。例如， 可以用發(fā)光二極管向使用者指示0TC狀態(tài)。
當(dāng)擊發(fā)程序開始時，縫合釘擊發(fā)開關(guān)22的燈以給定速度閃爍，然后 閃爍速度越來越快，直到發(fā)生擊發(fā)。如果在這個等待時間沒有激發(fā)異常 中止，在預(yù)編程的切開期間將保持0TC狀態(tài)和在倒計數(shù)結(jié)束后產(chǎn)生縫合 釘擊發(fā)。在用環(huán)形縫合4丁吻合結(jié)腸的例子中，切開處的吻合與組織切割 在切開處中心同時發(fā)生。這種切割保證縫合釘圓環(huán)中部具有有效截面， 在手術(shù)結(jié)束后足夠形成用于正常的結(jié)腸功能的開口。
隨著液體從夾在中間的壓縮組織被脫除，組織上的壓縮力自然會減 小。在某些情況下，可能減小到0TC范圍之外。因此，程序中包括取決 于力開關(guān)400提供的連續(xù)測量值的閉環(huán)回路坤氐4丁座壓縮控制。由于有這 種反饋，被壓縮的組織在整個過程、甚至在脫水后仍保持在OTC范圍內(nèi)。
在縫合釘擊發(fā)循環(huán)期間，使用者起動任何控制開關(guān)都能使縫合釘擊 發(fā)程序異常中止。如果在縫合釘擊發(fā)馬達210起動之前發(fā)生異常中止， 擊發(fā)循環(huán)停止，抵釘座60縮回到原始位置，縫合釘擊發(fā)開關(guān)22保持可 運行，如果需要準備進行再擊發(fā)嘗試。另一種情況是如果在縫合釘擊發(fā) 馬達210移動過程發(fā)生異常中止，擊發(fā)循環(huán)停止，縫合釘擊發(fā)馬達210
32導(dǎo)致抵釘座60伸出到原始位置。在這個位置，縫合釘擊發(fā)開關(guān)22變得 不能運行。因此，吻合器(或特定的釘倉)不能再使用(除非更換釘倉)。 應(yīng)當(dāng)注意，在發(fā)生縫合釘擊發(fā)之前，縫合釘限制開關(guān)被詢問關(guān)于釘
倉50和抵釘座60的相對位置。如果縫合釘范圍限制開關(guān)被起動一意味 著抵釘座60處于可接受的縫合釘擊發(fā)范圍一則縫合釘擊發(fā)馬達210可以 被運行和允許開始擊發(fā)循環(huán)。如果縫合釘范圍限制開關(guān)沒有被起動，則 擊發(fā)循環(huán)異常中止，抵釘座60退回到原始位置，縫合釘擊發(fā)開關(guān)22保 持可運行，準備再次擊發(fā)嘗試。
下面描述向馬達和/或端部執(zhí)行器的任何部分(例如抵釘座或吻合器 /切割器)的傳動系供電。應(yīng)當(dāng)知道，這種供電不限于使用者按一次起動 按鈕，向馬達供電也不限于一次供電。對裝置中任何馬達的控制可以要 求使用者按壓幾次起動按鈕，例如，第一次起動按鈕使端部執(zhí)行器的一 部分移動第 一個三分之一位置，第二次起動按鈕移動第二個三分之一 ， 第三次起動按鈕移動最后一個三分之一。更準確地說，對于手術(shù)吻合器， 第 一次典型的起動可以移動縫合釘滑架或刀片通過鎖定器，第二次典型 的起動可以使零件移動到組織，第三次典型的起動可以使滑架通過所有 縫合釘?shù)竭_釘倉端部。與此類似，向馬達供電也不需要是持續(xù)的，例如 從刀片開始移動一直到連續(xù)移動到終點時的向馬達供電。相反，可以用
脈沖模式運行馬達，第一種實例包括在驅(qū)動端部執(zhí)行器的功能時定時由 電源向馬達供電和斷電。更準確地說，對于吻合器，當(dāng)縫合釘/切割刀從 近端位置/起動位置移動到最遠端位置，馬達每秒鐘可以有10次脈沖運 轉(zhuǎn)。這種脈沖可以直接控制或通過微處理器控制，兩種方法都能可調(diào)脈 沖頻率。作為一種替代方式，或者除此之外，馬達可以用脈沖調(diào)制才喿縱 (脈沖寬度或脈沖頻率)，脈沖發(fā)生在很短的時間(例如十分之一、百分 之一、千分之一或百萬分之一秒)。因此，當(dāng)電源、馬達和/或傳動系在 這里描述為供電時，可以預(yù)見和包括上述任何才莫式和其它可能的運行模 式。
在一次完整的縫合釘擊發(fā)以后，抵釘座60保持在閉合位置，只有伸到原始位置，伸出開關(guān)20和縮回開關(guān)21可運行，但是縮回開關(guān)21不允 許抵釘座60的閉合超過原始位置。在一次完整的縫合釘擊發(fā)以后縫合釘
擊發(fā)開關(guān)22保持失效。
如上所述,抵釘座頸30內(nèi)裝有與套管針410相連的直線力開關(guān)400。 開關(guān)400校準到當(dāng)施加給定的拉力時開關(guān)起動。給定拉力設(shè)定在對應(yīng)于 吻合發(fā)生之前施加到特定組織的要求壓力。將開關(guān)400與處理器界面連 接，能夠保證擊發(fā)縫合釘只能發(fā)生在OTC范圍內(nèi)。
下面的內(nèi)容是根據(jù)本文描述的發(fā)明的一種典型裝置執(zhí)行方法的程序 列表。下面的內(nèi)容只是提供一種范例，熟悉這種技術(shù)的人應(yīng)當(dāng)知道，才艮 據(jù)本發(fā)明的編程方法可以采用許多不同的形式達到相同的功能。 'Circular Stapler Program using the rev 3c board (cb280 chipset) V8.03 (CS-3c誦080306.CUL;) ，8-3-06
'Modified program to abort with only fire button, added pbcount variable
'Added PWM ramping
7-28-06
'final tweaks - stan is now an integer etc. 7-17-06 This version written for the 3c board. 7-14 DEBUGGING VERSION
'Program written for 3c board using the Cubloc 280 chipset
'Note: this program is a modified version of the ones noted below. All changes
not related to the addition of the E/R limit switches
'apply. The programs below were written to deal with the "gray logic" of the 1 cm switch. This version uses
'a limit switch at either end of the extend/retract stage,
'V6.20 Final Version of Gray Logic program as used in prototype 0, serial
number 100
'V6.05
'modified the extend to cm 1 and retract to cm 1 routines to make sure thatwhen they are called that they move the motor until the cm
'switch is closed; ie: When the anvil is all the way out and the retract button is
pressed, retract the anvil until the cm limit switch
'is closed regardless of whether the retract button is released before the cm
switch is closed. Same change for when the anvil is
'extended from the 1 cm position,
'made changes to comments in the extend/retract routines
'V6.02
iadded loop requiring the release of both buttons to exit jog routine, and a 1 second delay at the end of jog subroutine before 'going back to main routine 'reformatted datadump labels
'added variables for high and low speed pwm values
'added extend only capability at end of completed fire to prevent crushing stapled tissue
'NOT WORKING- REMOVED added checks To ensure 1 cm switch Is made when extending Or retracting from the 1 cm And fully extended positions respectively 'V6.01
'All prior versions were made for testing the program on the Cubloc development board. All outputs were pulled LOW. The actual device 'requires all the outputs to be pulled high (+5V). This version is set-up to run on the actual device.
'limited the values of the EEPROM data to 255 max
'added delays before changes in motor direction, made program mn smoother 'removed pwmoff commands. They were not allowing the motors to stay on when changing subroutines (for some reason)'V5.27
'added the recording of jog routine button presses 'added the recording of datadump requests 'V5.26
'added the recording of Extend/Retract button presses 'added serial number field in eeprom
'the datadump routine now keeps running total of data as it is read from seprom
'V5.25 (circular-stapler-5-25 .cul)
'added code to allow storage of data each power on cycle in eeprom ，V5,24 works well， no known bugs (circular-stapler-5-24.cui)
'KMS Medical LLC (c) 2006 'MAP
T10 Extend Button
'Pll Retract Button
'P 12 Fire Button
'P 13 Extend Limit
'P 14 Retract Limit
'P 15 Fire Forward Limit
'PI6 Fire Back Limit
'P 17 1 cm Limit Switch
T 18 Staple Range Limit Switch
T 19 Force Switch
'P20 Extend Button LED
'P21 Retract Button LED
'P22 Fire Button LED 'P23 Force LED (blue)
T24 Not USED
36'P25 Not USED 'P26 Not USED 'P27 Not USED T28 Not USED
'P29 Staple Range LED (green)
Const Device=cb280 'Comfile Tech. Cubloc CB280 chipset
Dim ver As String"
ver="3C-8.03" 'set software version here
Dim extendbutton As Byte
Dim retractbutton As Byte
Dim firebutton As Byte
Dim firstout As Byte
Dim firstback As Byte Dim cmstatus As Byte '1cm limit switch status Dim srstatus As Byte 'staplerange limit switch status Dim x As Integer
Dim powerons As Byte 'store in eeprom address 2
Dim cycnumfires As Byte 'store in eeprom (powerons* 5)
Dim cycabortfires As Byte 'store in eeprom (powerons*5)+l
Dim cycers As Byte 'store in eeprom, number of cycle extend/retract presses
Dim cycjogs As Byte
Dim arm As Byte
Dim completefire As Byte
Dim staplerangestatus As Byte
Dim bail As Byte
Dim ds As Integer 'eeprom data start location for individual cycle data writing Dim fast As Integer Dim slow As Integer Dim extendonly As Byte Dim extlimit As ByteDim retlimit As Byte Dim speed As Integer Dim dracula As Byte
'initalize outputs
Out 20,0 'extend button LED
Out 21,0 'retract button led
Out 22,0 'fire button led
Out 23,0 'force led
Out 29,0 'staple range led
'initialize variables
firstout=0
firstback=0
completefire=0
arm=0
bail=0
cycnumfires = 0
cycabortfires=0
cycers二O
cycjogs=0
extendonly=0
'CHANGE PWM VALUES HERE fast=60000 'highspeed pwm value slow=60000 'lowspeed pwm value speed二O
Output 5 'turns on pwm output for PINCHOutput 6 'turns on pwm output for FIRE
'read totals from eeprom powerons=Eeread(2, 1)
Incr powerons 'increment total power on number
If powerons>=255 Then powerons=255 'limit number of recorded powerons to an integer of one byte max
Eewrite 2,powerons,1 'write total power on number to eeprom ds=powerons*5
'JOG and DATADUMP Check
'push any button within 2 (or so) seconds to go to jog routine 'hold all three buttons on at startup to dump the data For x=l To 50
If Keyin(10,20)=0 And Keyin(ll,20)=0 And Keyin(12,20)=0 Then datadump 'write all stored data to the debug screen Exit For
Elseif Keyin(10,20)=0 Or Keyin(ll,20)=0 Or Keyin(12,20)=0 Then 'either e/r button or the fire button pressed jog
Exit For End If Delay 20
Next
'HOMING SEQUENCES<formula>formula see original document page 40</formula>Elseif cmstatus-0 And Keyin(l 3，20)=0 Then
Out 20,0 'turn off extend led because extend limit met
Out 21,1 'turn on retract limit Elseif cmstatus二l Then
Out 20,1
Out 21,0 End If
'check firebutton led status
If firstout=l And firstback=l And arm=l And completefireol And cmstatus<>0 Then
Out 22,1 'turn on fire button led
Else
Out 22,0 'turn off fire led End If
'check for extend retract button press If extendbutton=0 And cmstatus=0 Then extend
Elseif cmstatus=l And extendbutton=0 Then
extend End If
If retractbutton=0 And cmstatus=0 Then 'And extendonly^O
retract End If
'check for firebutton press
If firebutton=0 And firstout=l And firstback=l And arm=l And completefireol And cmstatus<>0 Then initialfireLoop 'keep looping til powerdown
End 'End of program
'SUBROUTINES
HOME: retract to cm switch=not pressed
Sub homeretract() 'retract until 1 cm switch is open 'Debug "Homeretract" ，Cr 'Delay 1000 Pwm 0,slow,60000
Do Until Keyin(17,20)=l 'retract until 1 cm switch is open Out 31,1 'ER motor reverse
Loop
Out 31,0 'er motor off Out 21 ,0 'turn retract led Off Out 20,1 'turn extend led On Pwmoff 0 'turn pwm off End Sub
'HOME: extend to cm switch=pressed
Sub homeextend() 'extend until 1 cm switch is closed
42'Debug 'Homextend",Cr 'Delay 1000
Pwm 0，slow,60000
If Keyin(17,20)=l Then
Do Until Keyin(17,20)=0 'now the 1 cm switch is pressed Out 30， 1 'ER motor forward DDD
Loop End If
Out 30,0 'DDD Pwmoff 0 Delay 300
homeretract 'once the switch is made, call homeretract End Sub
'Fire motor homing routine
Sub homefire() 'Debug "Homefire",Cr 'Delay 1000
Pwml,slow,60000
Do Until Keyin(16,20)=0 'retract firing stage until back switch is closed
Out 33,1 Loop Out33，0 Pwmoff 1 End Sub'JOG Routine '
Subjog() Out 20,1 Out 21,1 Do
Delay 25
If Keyin(10,20)=0 And Keyin(ll,20)=0 Then Exit Do 'if both buttons pressed, exit jog routine and start homing routine after 1 second delay
If Keyin(10,20)=0 And Keyin(l 1 ,20)<〉0 And Keyin(12，20)<>0 Then Pwm 0,sk)w,60000 Out 30,1 'extend motor forward
Do Until Keyin(10,20)<>0 Or Keyin(13,20)=0
Out 30，1 'extend motor on forward DDD Loop
Out 30,0 'extend motor off forward DDD Pwmoff 0 Incr cycjogs
If cycjogs>=255 Then cycjogs=255 Eewrite ds+3,cycjogs,1 End If
If Keyin(l 1，20)=0 And Keyin(10,20)<>0 And Keyin(12,20)<>0 Then Pwm 0,slow，60000
Do Until Keyin(l 1,20)<>0 Or Keyin(14,20)=0
Out 31,1 'extend motor reverse Loop
44Out 31,0 'extend motor off reverse Pwmoff 0 Incr cycjogs
If cycjogs>=255 Then cycjogs=255 Eewrite ds+3,cycjogs,l End If
If Keyin(12,20)=0 And Keyin(10,20)=0 Then 'jog the fire motor forward Pwm l,slow,60000
Do Until Keyin(10,20)<〉 Or Keyin(12,20)<>0 Or Keyin(15,20)=0 Out 32,1 'fire motor forward Loop
Out 32,0 'fire motor off forward Pwmoff 1 Incr cycjogs
If cycjogs>=255 Then cycjogs=255 Eewrite ds+3，cycjogs,l End If
If Keyin(12,20)=0 And Keyin(ll,20)=0 Then 'jog the fire motor reverse Pwm l,slow,60000
Do Until Keyin(ll,20)<>0 Or Keyin(12，20)<>0 Or Keyin(16,20)=0 Out 33,1 'fire motor reverse
Loop
Out 33,0 'fire motor off reverse Pwmoff 1 Incr cycjogs
If cycjogs>=255 Then cycjogs=255 Eewrite ds+3，cycjogs,lEnd If
Loop
Do Until Keyin(10，20)=l And Keyin(ll ,20)=1 'let off both buttons before exiting jog routine Delay 10 Loop
Out 20,0 'turn on e/r button leds Out 21,0 Delay 1000 End Sub
'Extend until extend limit is met
Sub extendO
Out 22,0 'turn off fire button led while extending Out 21，0 'turn off retract button led while extending
Pwm 0，fast,60000
Do Until Keyin(10,20)=l Or Keyin(13,20)=0 'extend until either the extend limit is closed or the extend button is released Out 30,1 'ER motor forward DDD
Loop
Out 30，0 'DDD
If firstout=0 Then 'this will keep the extend motor going on the first extension until the anvil is all the way out Do Until Keyin(13,20)=0Out 30,1 'DDD
Loop End If
Out 30,0 'DDD Pwmoff 0 Incr cycers
If cycers>=255 Then cycers=255 Eewrite ds+2, cycsrs, 1 IfKeyin(13,20)=0 Then
firstout=l 'set the firstout flag to enable fire button Out 20,0 'turn off extend led End If End Sub
'Retract until cm switch is open
Sub retract()
Out 22,0 'turn off fire button led while retracting Out 20,0 'turn off extend button led while retracting
Pwm 0，fast,60000
Do Until Keyin(ll,20)=l Or Keyin(17,20)=l 'retract until either the 1cm switch goes open or the extend button is released Out 31,1 'ER motor reverse
Loop Out 31,0 Pwmoff 0 Incr cyccrs
If cycers〉二255 Then cycers=255Eewrite ds+2, cycers, 1
IfKeyin(17,20)二lThen
firstback=l
Out 21,0 'turn retract led off End If
If firstout=l And firstback=l Then arai=l 'set the arm flag to arm the fire
button
End Sub
'DATADUMP Routine
Sub datadumO
Dim chef As Byte
Dim tf As Byte 'total fires
Dim ta As Byte 'total aborts
Dim ers As Integer
Dim tj As Byte
Dim tdd As Byte
Dim stan As Integer
Dim kyle As Byte
Dim token As Byte
Dim ike As Byte
Dim ke皿y As Byte
Dim sn As Byte
tf=0 ta=0 ers=0tj=0 tdd=0
Eewrite ds+4，l,l 'write 1 to the ds+4 eeprom register denoting that datadimip was accssscd Delay 1000 sn=Eeread(0,l)
Debug "Circular Stapler Stored Data",Cr Debug "Version ",ver,Cr Debug "KMS Medical LLC",Cr
Debug "-----------------——— ";Cr
Debug Cr
Debug "Serial Number: ",Dec sn,Cr powerons=Eeread(2, 1 ) If powerons〉=255 Then powerons=255 Debug "Total Cycles: ",Dec powerons,Cr Debug Cr
Debug "---------------------------",Cr
Debug Cr
For stan=5 To (powerons*5) Step 5 Debug "Cycle "，Dec (stan/5),Cr
Debug "---------------------------"，Cr
chef=Eeread(stan, 1 ) tf=chef+tf
Debug "Completed Fires: ",Dec chef,Cr
kyle=Eeread(stan+ 1,1)
ta=kyle+ta
Debug "Aborted Fires: ",Dec kyle,Cr token二Eeread(stan+2 , 1 )
49ers=token+ers
Debug "E/Rs: "，Dec token,Cr ike=Eeread(stan+3 ,1) tj=ike+tj
Debug "Jogs: ",Dec ike,Cr kenny=Eeread(stan+4, 1 ) tdd=kenny+tdd
Debug "Datadumps: ",Dec ke皿y,Cr Debug Cr Next 'stan
Debug "---------------------------",Cr
Debug "Cycle Totals",Cr Debug Cr
Debug "Completed Fires: ",Dec tf,Cr Debug "Aborted Fires: ",Dec ta,Cr Debug "E/R Presses: ",Dec ers,Cr Debug "Jog Presses: ",Dec tj,Cr Debug "Datadumps: "，Dec tdd,Cr Debug Cr Delay 1000
For x=l To tf blink the number of completed firing cycles
Out 22,1
Delay 500
Out 22,0
Delay 500 Next 'x
Do Until Adin(0)>800 And Keyin(3,20)=l 'wait until datadump buttons arereleased Loop End Sub
'Initial fire
Sub initialfire()
Dim f As Integer
Dim p As Integer
Dim t As Integer
Dim y As Integer
Dim z As Integer
Dim q As Integer
Dim timmy As Integer
Dim butter As Integer
Dim mimblinks As Integer
Dim fbcount As Integer
Debug clr,Cr
'turn off extend and retract buttons to show that they are not active for abort Out 20,0 'extend button Out 21,0 'retract button
bail=0
t=15 'total blink time
p=3 'number of blink periods
Pwm 0,fast,60000
'start blink and adjust pinch motor to forcef=(t*1000)/p fbcount=0
IfKeyin(12,20)=l Then fbcount=l
For y二l To p
numblinks= (t*y)/p
For z=l To mimblinks
timmy=f/numb links
butter=timmy/50 'calibrate this to seconds
If timmy=0 Then timmy=l
If Keyin(12,20)=0 And fbcount=l Then bail=l 'set abortfire flag Exit For
End If
If Keyin(12,20)=l Then fbcount=l
Do Until Keyin(19,20)=0 Or Keyin(14,20)=0 'retract until force switch met or retract limit met
Out 31,1
If Keyin( 12,20)=0 And fbcount二 1 Then bail=l 'set abortfire flag Exit Do
End If
IfKeyin(12,20)=l Then fbcount二l Loop
If bail=l Then Exit For Out 31,0
52Out 23,1 'force led Out 22,1 'fire button led For q=0 To butter Delay 10
IfKeyin(12,20)=0And fbcount=l Then
bail=l 'set abortfire flag
Exit For End If
If Keyin(12,20)=l Then fbcoimt=l
If Keyin(19,20)=l Then Out 23，0 Next 'q
If bail=l Then Exit For
Do Until Keyin(19,20)=0 Or Keyin(14,20)-0 'retract until force switch met or tetract limit met Out 31,1
IfKeyin(12,20>=0And fbcount=4 Then bail=l 'set abortfire flag Exit Do
End If
IfKeyin(12,20)=l Then fbcount=l
Loop Out 31,0 Out 23,1
IfKeyin(12,20)=0And fbcount=l Then bail=l 'set abortfire flag Exit For
End If
If Keyin( 12,20)= 1 Then fbcount= 1Out 22,0
For q=0 To butter Delay 10
If Keyin(12,20)=0 And fbcount=l Then bail=l 'set abcrtfire flag Exit For
End If
If Keyin( 12,20)= 1 Then fbcount=l
If Keyin(19,20)=l Then Out 23,0 Next 'q If bail=l Then Exit For Next 'z 'Debug Dec fbcount,Cr If bail=l Then Exit For
Next 'y Pwmoff 0
If bail二l Then
abortfire
Else
'staplerangecheck finalfire End If End Sub
Staple Range Check Routine<formula>formula see original document page 55</formula>Out 32,1 Delay 50
If Keyin(12,20)=0 Then Or Keyin(10，20>=0 Or Keyin(ll,20)=0 bail=l Exit Do End If Loop
Out 32,0 'fire motor fwd off DDD
speed=0
Delay 250
Do Until Keyin(16,20)=0 'retract fire motor If speed〉=60000 Then speed=60000
If speed<60000Then
speed=speed+l 0000
End If
Pwm l鄰eed,60000
Out 33,1
Delay 50 Loop speed=0 Out 33,0 Pwmoff 1
Out 22,0 'turn fire led off
Out 21,0 'turn off retract led
extendonly=l Incr cycnumfires
If cycnumfires>=255 Then cycnumfires=255
Eewrite ds,cycnumfires, 1 'write the current cycle number of fires to the
6eprom
Delay 200
56End Sub 'return to the main routine
'Abort fire
Sub abortfireO
'Debug "Fire aborted before firing! !",Cr Out 31 ,0 'turn retract motor off Out 32,0 'turn fire forward off DDD Out 23 ，0 'turn force led off Pwm l,fast,60000 Delay 250
Do Until Keyin(16,20)=0 'retract fire motor Out 33,1
Loop Out 33,0 Pwmoff 1
Out 22,0 'turn fire led off Incr cycabortfires
If cycabortfires>=255 Then cycabortfires=255
Eewrite ds+1, cycabortfires, 1 'write the current cycle abortfires to the eeprom Delay 200 homeextend 'extend to 1cm
End Sub
上面還提到使用帶有可拆卸和/或可互換部分的端部執(zhí)行器的識別 裝置的可能性。這種識別裝置可以用于跟蹤使用和庫存。
一種典型的識別裝置采用射頻，被稱作RFID。在一種典型的實例中， 醫(yī)療吻合器采用可再裝、可互換的釘倉，如本文描述的吻合器1, RFID可以裝在^"倉內(nèi)，以保證與特定的吻合器相適合，用于感知適合的釘倉 的RFID閱讀器可以與手柄聯(lián)系。在這種結(jié)構(gòu)中，閱讀器詢問裝載釘倉內(nèi)
的RFID。 RFID用吻合器驗證的獨特編碼回答。如果釘倉如所驗證的那樣 標記，則吻合器變得可運行，準備使用。如果釘倉被拒絕，則吻合器發(fā) 出拒絕指示(例如發(fā)光二極管閃爍、聽覺信號、視覺信號)。為了避免意 外或不正確的閱讀附近的釘倉，可以建造RFID閱讀器的天線，當(dāng)釘倉安 裝在吻合器內(nèi)或非?？拷?最佳的位置在裝置的遠端)時只閱讀該RFID。 使用RFID可以結(jié)合機械鎖止裝置，以保證每一個釘倉只允許一個擊發(fā)循 環(huán)。RFIDs具有缺點，因為閱讀器成本高，要求天線比較大，閱讀距離比 較近， 一般以厘米計量。
可以采取其它無線電鑒別措施。可以用活動的RF工Ds。同樣，可以使 用紅外線(IR)傳輸裝置。但是這兩種方法要求在接受端產(chǎn)生動力，有 成本高和尺寸大的缺點。
另一種典型的識別裝置采用加密。加密后需要有處理號碼，與這種 計算先聯(lián)系的是使用處理芯片(例如微處理器)，其中一種是裝在可更換 的零件上，例如^^丁倉或可更換的端部執(zhí)行器軸。這種加密芯片具有一定 特性，能夠為本發(fā)明的手術(shù)器械的最佳化進行分析。首先，可更換的零 件用單獨的電源是不合乎要求的。這種電源不僅增加成本，而且增加重 量和占用其它結(jié)構(gòu)的位置或不能獲得位置。因此，該零件的電源應(yīng)當(dāng)來 自手柄內(nèi)已有的電源。而且應(yīng)當(dāng)確保任何時間都能供電。因為可更換的 零件比較小，加密芯片應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地小。另外，手柄和可更換零件形成可 廢棄的零件，因此，兩個加密處理器的成本應(yīng)當(dāng)允許廢棄。最后，可更 換零件的加密裝置與手柄的相應(yīng)的加密裝置之間的連接應(yīng)當(dāng)最少。正如 下面將要討論的，根據(jù)本發(fā)明的加密裝置提供所有這些要求的特性，限 制不需要的特性。
用來加密識別的裝置在市場上可以買到。其中 一 種用于加密的裝置 是達拉斯半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的，叫做DS 2432芯片。DS 2432芯片不僅提供 閱讀器與應(yīng)答器之間的加密識別，而且還有存儲器，可以儲存裝置特有 的信息，這種信息及其使用將在下面詳述。DS 2432的一個有利特性是這是一個單線裝置。這意味著電源和輸入及輸出信號通過同一條線。用DS
2432這樣的單線裝置，為了連接手柄和端部執(zhí)行器，只需要單根線通過 手柄體10到抵釘座頸30的距離到達可更換的釘倉50。這種結(jié)構(gòu)滿足電 氣連接數(shù)量最少和降低制造成本的特點。DS 2432芯片需要接地線也是事 實，不過金屬的抵釘座頸30是導(dǎo)電體，能連接到吻合裝置1的接地線， 因此，DS 2432芯片接地的典型的實例是通過導(dǎo)體直接與抵釘座頸30電 氣接觸，或?qū)⑿酒慕拥鼐€直接與抵釘座頸30連接。
一種典型的加密電路是在可更換的零件上(例如釘倉)裝第一片加 密芯片。第 一 片加密芯片的接地是電氣連接到可更換零件的金屬部分， 這個金屬部分再電氣連接到裝置的接地線，例如抵釘座頸30。 DS 2432 芯片的單線連接被電氣連接到可更換零件上某個位置的接觸焊點，但是 與接地線沒有連接。例如，如果可更換的零件是線狀6Q亳米釘倉，DS 2432 可以附在或嵌入到最后的縫合釘組的電氣絕緣的釘倉遠端。加密芯片可 以嵌入到與縫合釘發(fā)射面相反的釘倉側(cè)面，以便在使用時芯片既不暴露 于工作表面，也不暴露于暴露的組織。DS 2432芯片的接地導(dǎo)線可以電氣 連接到釘倉的金屬外框架，金屬外框架電氣連接到吻合器的接地線。單 線引線電氣連接到與釘倉金屬框架絕緣的第一個導(dǎo)電裝置(例如焊點、 引線或凸臺)。單根有絕緣皮的導(dǎo)線在近端連接到電路板或連接到在吻合 裝置的手柄內(nèi)適當(dāng)?shù)目刂齐娮悠骷?。這根導(dǎo)線與吻合器的其它部分絕 緣，尤其是與接地的框架絕緣，從手柄延伸，通過抵釘座頸，到達可更 換零件的接受室。在遠端，絕緣的導(dǎo)線暴露出來，電氣連接到第二個導(dǎo) 電裝置(例如焊點、引線或凸臺)，第二個導(dǎo)電體的形狀保證當(dāng)釘倉鎖定 在端部執(zhí)行器時能可靠地接觸釘倉上的第一導(dǎo)電裝置。在這種結(jié)構(gòu)中， 每當(dāng)可更換零件(例如釘倉)被插入端部執(zhí)行器，兩個導(dǎo)電裝置形成直 接電氣連接；在一種特定實例中，只有正確插入零件才可能接觸。-
DS 2432芯片只有幾平方毫米的面積，使芯片很容易安裝到小的可更 換零件上，例如釘倉，同時滿足尺寸最小化的要求。值得指出，DS 2432 芯片比較便宜。為了保持與不能從外部檢驗的DS2432芯片的全部通信， 可以用DS 2460 (也是由達拉斯半導(dǎo)體公司制造)將從DS 2432接受的加密傳輸信息與內(nèi)部計算的預(yù)期結(jié)果進行比較。這兩個芯片的特性由達拉
斯半導(dǎo)體公司的操作說明書3675解釋，本文將其全部內(nèi)容作為參考。DS 2460芯片比DS 2432芯片貴得多，但是DS2432還沒有便宜到與手柄一起 廢棄的程度。應(yīng)當(dāng)注意，醫(yī)療裝置(例如本發(fā)明的手術(shù)器械)的可更換 的廢棄零件數(shù)量通常遠遠超過安裝可更換零件的手柄數(shù)量。因此，如果 DS 2432芯片裝在可更換的零件上，DS 2460芯片裝在手柄上，符合低成 本加密的特性。在才喿作說明書3675的圖2,解釋了使用DS 2432芯片的 一種替代的電路結(jié)構(gòu)，這種電路取消了比較貴的DS 2460芯片，用局部 微處理器(例如微處理器2000 )進行比較。在這種結(jié)構(gòu)中，吻合裝置1 中增加加密的成本被降低，但是正如所解釋的，這種結(jié)構(gòu)放棄了安全的 某些方面，可以檢查被比較的兩個數(shù)字。
在醫(yī)療裝置上用加密進行電子驗證可更換零件相同的過程用具有一 個DS 2432芯片和一個DS 2460芯片的典型實例描述。加密裝置典型的 控制電路表示在圖30。這個典型實例采用在手柄內(nèi)含有有樣t處理器2000 的電路板的直線吻合器描述。微處理器2000的一個自由I/O引腳2010連 接到DS 2460的第一個引線2110,另一個I/O引腳2020連接到第二個引 線2U0。每個可更換零件2200具有DS 2432芯片和單線引線連4妻到孩么處 理器2000的第三個I/O引腳。
為了啟動程序，將可更換的零件2200連接到裝置，與接地線和單線 引線接觸。當(dāng)微處理器2000檢測到新零件2200已經(jīng)連接到裝置1時， 微處理器運行鑒別例程。首先，樣t處理器2Q00啟動隨機lt,通過第一個 通信引腳2012請求DS 2460。 DS 2460有預(yù)編程的密碼，與儲存在可更 換零件2200上的每一片DS 2432芯片的預(yù)編程的密碼相同。因此，當(dāng)相 同的隨機數(shù)提供給DS 2432芯片和DS 2460芯片時，兩片芯片的輸出結(jié) 果相同。DS 2460產(chǎn)生一個隨機數(shù)，通過第二個引腳-2020提供給^T吏處理 器2000,微處理器通過引腳2030和單線引線轉(zhuǎn)發(fā)給DS 2432芯片。當(dāng) DS 2432收到隨機數(shù)時，應(yīng)用其SHA-1算法(由國家工業(yè)技術(shù)標準協(xié)會開 發(fā))加密地生成一個散列編碼回答。這個散列編碼回答通過單線引線傳 回孩t處理器2000和經(jīng)過引腳2010或2020轉(zhuǎn)發(fā)到DS 2460。在此期間，DS 2460也在計算自己的散列編碼回答。首先，DS 2460在內(nèi)部將與發(fā)到 DS 2432相同的隨機數(shù)應(yīng)用到自己的SHA-1算法和在內(nèi)部儲存生成的散列 編碼回答。DS 2460還儲存著通過微處理器2000由DS 2432傳輸?shù)纳⒘?編碼回答。兩個散列編碼回答進行比較，如果相同，則可更換零件2200 經(jīng)過鑒別被確認。如果散列編碼回答之間有區(qū)別，則零件2200被拒絕， 裝置或者處于零件2200不能使用的狀態(tài)，或者處于只有在滿足一定保護 后才能使用的狀態(tài)。例如，關(guān)于時間、日期、環(huán)境等數(shù)據(jù)和未被確認的 零件的特性可以被儲存，供以后或同時傳給制造商或代理，告知制造商 關(guān)于用戶在裝置上打算使用或已經(jīng)使用未被授權(quán)的零件2200。如果信息 沒有加密，則鑒別信息可能被截獲和偽造、非法拷貝，或未授權(quán)的零件 2200可能被使用，而不是從授權(quán)經(jīng)銷商購買零件2200。在本文描述的典 型的加密實例中，通過線路傳送的能夠檢驗的唯一信息是單隨機數(shù)和單 散列編碼回答。眾所周知，解密SHA-1生成的回答會需要幾百年，因此 減少了對逆向工禾呈的動才幾。
因為在這個例子中使用的每一片芯片有安全存儲器，安全存儲器只 有在鑒別以后才能訪問，安全存儲器的編程可以對每次存入采用多秘密 密鑰。例如，如果DS 2460存儲有多個密鑰，每一個零件2200只有一個 從這些儲存的密鑰中選擇的密鑰，則DS 2460可以對零件2200的"一般 密鑰"起"主密鑰"的作用。
通過鑒別本發(fā)明的手術(shù)器械的可更換零件，可以得到許多積極的結(jié) 果。首先，器械制造商能夠防止用戶使用未經(jīng)授權(quán)的零件，保證只能使 用授權(quán)的零件。這不僅保證制造商從銷售可更換零件中獲得專利權(quán)使用 費，而且制造商能保證手術(shù)零件保持高質(zhì)量。由于加密電路有存儲器， 本發(fā)明提供了巨大的利益。例如，如果一個直線吻合器的單端部執(zhí)行器 能夠裝30腿、60 mm和120 mm釘倉，每個尺寸的釘倉可以具有個性化 的密鑰，手柄的編程可以儲存和使用這三個密鑰。 一旦接受到對應(yīng)于一 個密鑰的散列編碼回答，而不是另外兩個內(nèi)部計算的散列編碼回答，手 柄將知道哪一種釘倉已經(jīng)插入吻合器。每個釘倉還可以在其存儲器中包 含釘倉特有的參數(shù)，例如不同尺寸釘倉的縫合釘滑架的不同移動長度，
61因此，根據(jù)檢測到的釘倉，導(dǎo)致手柄的作用不同。檢驗出的參數(shù)還能說 明特定零件的修正等級。例如1級修正的釘倉可能有某些參數(shù)使用，通 過檢測這個特定的釘倉，程序可能導(dǎo)致手柄不允許使用1級修正的釘倉， 而允許使用2級修正的釘倉，或反之亦然。
加密芯片有存儲器還允許釘倉保持跟蹤其它類型數(shù)據(jù)。例如，釘倉 能夠儲存其所連接的每一個手柄的身份、擊發(fā)過釘倉的手柄的身份、使 用和/或連接的時間、日期和其它時態(tài)數(shù)據(jù)、擊發(fā)釘倉用多長時間、在擊 發(fā)縫合釘過程啟動幾次以及許多其它類似的參數(shù)。當(dāng)釘倉錯誤擊發(fā)時可 能儲存一個特別的參數(shù)，這使制造商能確定是否是釘倉出錯或是用戶的 錯誤，例如，后者可以進行調(diào)查，幫助用戶糾正或進行其它培訓(xùn)。通過 在手柄上提供存儲器，可以儲存其它與手柄有關(guān)的參數(shù)，例如每個程序 的延續(xù)時間、每次擊發(fā)縫合4丁的速度、每次擊發(fā)產(chǎn)生的扭矩和/或每次擊 發(fā)所承受的負荷。存儲器可以只用已經(jīng)裝在手柄內(nèi)的鋰基蓄電池供電數(shù) 年。因此能保證手柄數(shù)據(jù)的長期性。存儲器能夠用來儲存特定手柄的全 部使用情況和相關(guān)的日歷數(shù)據(jù)。例如，如果只批準手柄在一次手術(shù)過程 使用，但是手柄數(shù)據(jù)顯示釘倉擊發(fā)間隔幾天或幾周，當(dāng)手柄為重復(fù)利用 最后返回制造商時，制造商能夠檢測出用戶(醫(yī)院、醫(yī)生、診所等)不 正確和可能不安全地使用手柄。加密鑒別也可以用于可拆卸蓄電池。而 且可以在裝置的任何部分增加傳感器，用于加密芯片存儲器內(nèi)部儲存的 信息通信。例如溫度傳感器能夠傳送釘倉被擊發(fā)時操作室的溫度。這個 溫度讀數(shù)可以用于確定如果后來的感染是否是由于操作過程不正確的溫 度控制(例如在沒有空調(diào)的農(nóng)村)。
在不多見的情況下發(fā)生吻合器在使用過程不能操作，提供有機械代
用裝置或應(yīng)急裝置(bail-out),允許手動將裝置從病人體內(nèi)取出。所有
應(yīng)急裝置使用能夠用這些加密芯片上的存儲器記錄。而且能夠儲存指出 為什么需要使用應(yīng)急的數(shù)據(jù)供以后檢查。為了保證質(zhì)量，當(dāng)檢測到應(yīng)急 時，手柄可以編程，指示應(yīng)將證明函發(fā)給客戶/用戶，告知他們關(guān)于應(yīng)急 使用。
如上所述，本發(fā)明不限于以上作為典型實例的環(huán)形吻合器，可以應(yīng)用于任何外科手術(shù)吻合頭，例如直線吻合裝置。因此，在后面的各種典 型實例內(nèi)容中使用直線吻合器。但是在這部分內(nèi)容中使用直線吻合器不 應(yīng)當(dāng)被認為只限于使用直線吻合器。
以上描述的是沿直線吻合器和環(huán)形吻合器吻合控制軸線80存在的部 件，這些部件形成吻合控制組合件200。如前面所述，適當(dāng)彈射縫合釘和
切割組織所需要的力可能超過200磅，很可能達到250磅。已經(jīng)確定， 用直線電動手術(shù)吻合器對人體組織(例如結(jié)腸組織)進行有效的吻合和 切割功能所需要的最小力是
1) 在大約3秒鐘內(nèi)通過大約60 mm行程輸送大約54.5 kg (120磅) 力；或
2) 在大約8秒鐘內(nèi)通過大約60 mm行程輸送大約82 kg(180磅)力。
本發(fā)明的電動手持式直線外科手術(shù)吻合裝置能夠滿足這種要求，因 為如下所述，它以新穎的方法達到優(yōu)化。
為了產(chǎn)生符合上述要求的必要的力，機械組合件的最大功率(瓦) 需要根據(jù)這些要求的最大極限計算在3秒鐘內(nèi)通過60腿行程輸送82 kg 力。通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，這些數(shù)字在傳動系的輸出端需要最大約16瓦的機械 功率。電功率轉(zhuǎn)換成機械功率不是1比1,因為馬達的效率低于100%, 傳動系的效率也低于100%。這兩個效率評級的乘積形成總效率。產(chǎn)生16 瓦機械功率乘以總效率的倒數(shù)，所需要的電功率大于16瓦。 一旦確定了 所需要的電功率，可以檢驗電源是否滿足最低功率要求。因此，可以進 行不同電源的4企驗和優(yōu)化。下面將詳述這項分析。
電源與馬達的匹配或優(yōu)化包括調(diào)查二者的各個特性。當(dāng)檢驗電動馬 達特性時，較大的馬達相對于較小的馬達能以較高的效率執(zhí)行給定的工
作量。另外，帶稀土磁體或無心結(jié)構(gòu)的馬達能夠以較小的尺寸輸出相同 的功率，但是價格較高。 一般來說，如果馬達設(shè)計為在給定時間內(nèi)輸出 相同的功率，大馬達比小馬達成本低。但是在用于手術(shù)吻合裝置時，大 馬達有不理想的特性，因為安裝馬達的手柄尺寸受操作者手的限制。醫(yī) 生希望使用較小和較輕的裝置，而不是較大和較重的裝置?；谶@些考慮，在本發(fā)明的手術(shù)吻合器中使用馬達的成本、尺寸和重量是能夠優(yōu)化 的因素。
可以在醫(yī)生手中使用的馬達包括具有比l交-便宜的陶資》茲體的馬達和 具有比較貴的稀土 (即釹)i茲體的馬達。但是后者與前者比較，功率的 增加沒有成本的增加多。因此，可以選擇陶瓷磁體馬達在手柄中使用。
例如典型馬達的標準尺寸(直徑)是27.5 mm和24 mm。這些馬達的額 定效率大約60% (根據(jù)負荷的大小減小到30%或更{氐)。這種馬達無負荷 轉(zhuǎn)速大約30, 000轉(zhuǎn)/分鐘(20, 000轉(zhuǎn)/分鐘和40， 000轉(zhuǎn)/分鐘之間)。
即使這種傳統(tǒng)的馬達能夠使用，也希望進一步減小尺寸。為此目的， 發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，無芯、電刷型、直流馬達能產(chǎn)生類似的功率輸出，但是尺 寸顯著減小。例如直徑17 ram的無芯馬達的輸出功率幾乎與直徑24 mm 的標準馬達的輸出功率相同。與標準馬達不同，無芯馬達的效率高達80%。 無芯馬達幾乎都用稀土磁體。
鑒于這種有限制的體積和需要的機械功率，要求選擇具有最高效率 的機械齒輪系。用齒條和小齒輪組合件作為傳動系的最后一控制級，比 螺桿傳動相比在驅(qū)動系中設(shè)置了 一高效最后 一級，因為 一般來說齒條和 小齒輪傳動效率4妄近95°/。，而螺桿傳動的最高效率大約是80%。對于直線 電動吻合器來說，當(dāng)裝有60腿釘倉時(可以使用的釘倉尺寸從30 mm 到100 mm，但是為了舉例說明，在本實例中用60 mm)，吻合/切割機構(gòu) 有60mm移動距離。以這個移動3巨離，3秒鐘的總移動時間，使齒條和小 齒輪的延伸速度為每秒0.8英寸。為了以合理尺寸的齒條和小齒輪組合 件實現(xiàn)這個速度，齒輪系應(yīng)當(dāng)將馬達轉(zhuǎn)速減速到接近60轉(zhuǎn)/分鐘。由于 馬達輸出轉(zhuǎn)速接近30,000轉(zhuǎn)/分鐘，傳動系的減速比接近500比1。為 了達到這個減速比，選擇5級傳動系。已知這種傳動系每一級的效率接 近97%。因此，與齒條和小齒輪的效率95%組合，傳動系的總效率是 (0. 95) (0. 97) 5或82%。將馬達效率60%與傳動系總效率82%組合,得出總 電動效率對最終機械效率比^妄近49. 2%。知道這個總效率評分之后，在測 定按要求操作吻合器所需要的電功率時，實際需要的電功率幾乎是為產(chǎn) 生吻合/切割力計算的電功率的兩倍。為了產(chǎn)生滿足上述要求所必要的力，機械組合件的功率(瓦)可以
根據(jù)在3秒鐘內(nèi)移動60 mm需要82 kg力計算，結(jié)果接近16瓦。已知 總機械效率是49.2%，因此電源需要提供32.5瓦功率(16瓦機械功率 32. 5瓦電功率x 0.492總效率)。有了這個所需要的最小電功率，就 可以確定驅(qū)動吻合器的蓄電池類型，其中包括高能量鋰蓄電池。已知的 高能量鋰蓄電池特性(例如CR123或CR2蓄電池)是每個蓄電池產(chǎn)生5 瓦峰值功率。因此，至少需要六個蓄電池串聯(lián)才能產(chǎn)生所要求的32. 5瓦 電功率，再轉(zhuǎn)變成16瓦機械功率。這一步并沒有結(jié)束優(yōu)化過程，因為制 造的每一種型號高能量鋰蓄電池對于發(fā)出峰值功率有不同的特性，這些 特性對于施加的負荷是不同的。
不同的蓄電池特性能夠區(qū)分第 一個制造商的一種蓄電池與第二個制 造商的另 一種蓄電池。用來進行比較的重要蓄電池特性是那些限制蓄電 池發(fā)出的功率的特性，其中包括
-蓄電池內(nèi)電解質(zhì)的類型；
電解質(zhì)的濃度和化學(xué)性質(zhì)；
陽極極板和陰極極板是如何制造的(化學(xué)成分和機械構(gòu)造)；
-電阻正溫度系凄t (PTC)裝置的類型和結(jié)構(gòu)。
試驗一項或多項這些特性能得到用于選擇吻合裝置的最合乎要求的 蓄電池的有價值信息。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，檢驗最后一項特性一PTC裝置特性一能 夠優(yōu)化用于執(zhí)行要求的工作的蓄電池類型。
大多數(shù)電源需要在長期比較確定和有效地執(zhí)行許多次工作。當(dāng)設(shè)計 和制造電源時，為短時間使用與使用次數(shù)少組合選擇電源不具有代表性。 但是電動吻合裝置的電源只在短時間使用和使用次數(shù)少。在每一次使用 中，馬達需要承受峰值負荷和需要不出錯地工作。這就是說，對于手術(shù) 吻合器，吻合/切割只在一次治療過程中執(zhí)行，最多循環(huán)10到20次，每 一次使用需要承受裝置可能的峰值負荷。在一個程序之后，裝置退出使 用和被廢棄。因此，本發(fā)明的電源需要制造得與任何其它傳統(tǒng)電源不同。
與不用于吻合裝置的蓄電池的預(yù)期有用壽命比較，本發(fā)明的裝置被 制造成具有有限的蓄電池有用壽命。當(dāng)這樣制造后，裝置在確定的"壽命跨度"預(yù)期工作很少次數(shù)。眾所周知，自帶電源(例如蓄電池)在某 些使用之后有恢復(fù)能力。為了使本發(fā)明優(yōu)化，裝置在一定參數(shù)之內(nèi)制造， 相應(yīng)地執(zhí)行確定的程序，但是如果使用時間超過該程序，將限制或不能 繼續(xù)執(zhí)行。雖然裝置可能恢復(fù)和有可能重新用于不同的程序，但是裝置 被設(shè)計成使用蓄電池，使得它們很可能不能在超出預(yù)期的單次使用時間 范圍以外很多或超出合計使用時間范圍外使用?？紤]到這一點，電源或 裝置的有用壽命或臨床壽命是確定的，這個壽命也可以描述為預(yù)期使用。 應(yīng)當(dāng)知道，這個有用壽命或臨床壽命不包括為確認裝置能按要求工作在 試驗期內(nèi)的使用時間。壽命也不包括裝置在預(yù)期的程序以外被啟動的其 它時間，即不是根據(jù)外科手術(shù)程序被啟動。
市場上提供的普通蓄電池是為兩種使用方法設(shè)計的(1 )在短時間 內(nèi)提供較大的功率(例如像攝像機這樣的高耗電數(shù)字裝置)或(2)長期 提供小功率(例如電腦的時鐘備份)。如果不遵守任何一種使用方法，蓄 電池將發(fā)熱。如果對發(fā)熱蓄電池不進行檢查，可能發(fā)熱到化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致 重大損壞的溫度，例如爆炸。很顯然，應(yīng)當(dāng)避免蓄電池爆炸。在傳統(tǒng)蓄 電池這些極端狀態(tài)用PTC裝置預(yù)防，這是一種當(dāng)蓄電池溫度增加時(即
電阻正溫度系數(shù))為限制蓄電池導(dǎo)電而制造的裝置。PTC裝置在過電流和 高溫狀況保護蓄電池和/或電路。有重要意義的是，PTC裝置在外電路短
路時保護蓄電池，在短路消除之后蓄電池能繼續(xù)工作。某些蓄電池用一 次性保險絲提供短路和/或過熱保護。但是這種保險絲蓄電池的事故短路
導(dǎo)致保險絲斷開，使蓄電池變得不能使用。PTC保護的蓄電池比保險絲保 護的蓄電池有優(yōu)點，因為當(dāng)短路消除后能自動"復(fù)位"，使蓄電池恢復(fù)正 常工作。了解本發(fā)明中PTC裝置的特性尤其重要，因為馬達將輸出比在 典型高耗電應(yīng)用中所見到的高幾倍的電流。
PTC裝置與陽極極板和陰極極板串聯(lián)，在兩個導(dǎo)電層之間形成一個部 分導(dǎo)電層。在正常工作溫度時(根據(jù)使用PTC裝置的電路狀況，例如從 室溫到40°C ) PTC裝置處于低電阻狀態(tài)。當(dāng)由于形成短路或過度放電導(dǎo) 致異常大電流而產(chǎn)生高溫時(根據(jù)使用PTC裝置的電路狀況，例如從60 。C到13(TC)， PTC裝置切換到極高電阻模式。簡言之，當(dāng)電路中包括PTC裝置和異常電流通過電路時，該裝置進入較高溫度狀態(tài)，從而切換到較 高電阻狀態(tài)，將通過電路的電流降低到最低水平，因此保護電路中的電 氣元件和蓄電池。在最低電流水平(例如大約峰值電流的20%),蓄電池 可以冷卻到"安全，，程度，這時可以輸出較大的功率。PTC裝置的部分導(dǎo) 電層例如是碳粉和聚烯烴塑料的復(fù)合材料。由于這些裝置在技術(shù)上已被 描述和眾所周知，不再贅述。
由于不同制造商的PTC電路以不同的特性行為工作，本發(fā)明利用這 一特點，為優(yōu)化選擇與特定的馬達和特定的用途匹配的特定蓄電池提供
一種方法。檢驗PTC裝置切換到較高電阻狀態(tài)的時間可以作為特定的馬 達和傳動系與蓄電池的優(yōu)化的指示。知道PTC裝置切換的時間是合乎要 求的，以致在吻合器正常使用時，PTC裝置不發(fā)生切換。
典型的蓄電池充電至各種程度，乂人接近3安培到接近8安培。在高 電流時，PTC裝置立即改變到高電阻狀態(tài)，使得對于標準的CR123蓄電池 這個電流過高。已經(jīng)確定，對于4到6安培電流， 一個制造商的蓄電池 比另 一個制造商的蓄電池正溫度系數(shù)裝置啟動較快。第二個制造商的最 長的正溫度系數(shù)裝置切換持續(xù)時間對于4安培大于3分鐘，對于5安培 接近2分鐘，對于6安培幾乎是50秒。這些持續(xù)時間顯著大于峰值負荷 所要求的8秒。因此，可以確定與第一個制造商的蓄電池相比，第二個 制造商的蓄電池是在峰值電流使用的最佳選才奪。
最初推斷較高的電流和較低的或恒定的電壓應(yīng)當(dāng)使蓄電池輸出較大 的功率。根據(jù)6個蓄電池串聯(lián)的形式，峰值電壓可以達到18伏，峰值電 流只有6安培。將蓄電池并聯(lián)，理論上應(yīng)當(dāng)有較大的峰值電流，3x2形 式(兩組并聯(lián)的三個串聯(lián)蓄電池)應(yīng)當(dāng)由9伏峰值電壓和最大12安培峰 j直電流。
調(diào)查了不同的單個蓄電池，證實4交低的電壓(大約1. 5至2伏)和 接近4至6安培電流產(chǎn)生最大的功率瓦數(shù)。檢驗了兩組6個蓄電池的形 式 一組6xl形式串聯(lián)和一組3x2并聯(lián)。3 x 2形式產(chǎn)生最大峰值電流 接近10安培。6 x l形式產(chǎn)生6安培峰值電流，單個蓄電池在PTC裝置轉(zhuǎn) 變狀態(tài)之前能夠產(chǎn)生5-6安培峰值電流。該信息指示，在串聯(lián)組內(nèi)任何單個蓄電池能夠啟動PTC裝置，從而限制通過整個電池組的電流。因此， 維持了用3 X 2形式在低電壓獲得峰值電流的推測性結(jié)論。
對三種不同的CR123蓄電池形式進行了試馬全4xl、 6 x l和3 x 2, 對于120#和180#負荷和給定的典型齒輪裝置，以了解小齒輪推動齒條有 多快(每秒英寸("IPS"))。這項實際動態(tài)負荷試驗結(jié)果顯示在圖3的表 中，對于120#負荷:
.4x1蓄電池組在接近2. 5安培電流和^妻近8伏電壓時能夠以大約 每秒鐘0. 6IPS移動負荷；
,6x1蓄電池組在接近2. 5安培電流和接近13伏電壓時能夠以大約 每秒鐘0. 9IPS移動負荷；
,3x2蓄電池組在接近2. 5安培電流和接近6伏電壓時能夠以大約 每秒鐘0. 4IPS移動負荷。
對于180#負荷:
4 x l蓄電池組在接近4安培電流和4妻近7. 5伏電壓時能夠以大約 每秒鐘0. 65IPS移動負荷；
.6x1蓄電池組在接近4安培電流和接近12伏電壓時能夠以大約每 秒鐘0. 9IPS移動負荷；
.3x2蓄電池組在接近4安培電流和接近7伏電壓時能夠以大約每 秒鐘0. 4IPS移動負荷。
很清楚，峰值電流被限制，該限制取決于負荷。這個試驗揭示出對 于給定的負荷不論電源，馬達輸出較小的電流，但是電壓根據(jù)電池形式 變化。對于兩種負荷，如預(yù)期的那樣，6 x 1的形式功率輸出最大，而不 是3x2形式。由此確定電池組的總功率由電壓決定，而不是由電流決定， 因此并聯(lián)形式(3x2)不是優(yōu)化電源的途徑。
按照傳統(tǒng)，當(dāng)設(shè)計馬達的技術(shù)性能時，馬達的繞組與馬達預(yù)期的運 行電壓匹配。這種匹配考慮每次循環(huán)的持續(xù)時間和希望的產(chǎn)品總壽命。 對于電動吻合裝置，馬達只使用很短的循環(huán)和只有很短的壽命，傳統(tǒng)的 匹配方法得出的結(jié)果低于最佳值。馬達制造商給出的馬達額定電壓對應(yīng)于繞組圈數(shù)。圈數(shù)越少，額定電壓越低。在給定的馬達繞組尺寸范圍內(nèi)， 較少的圈數(shù)能夠使用較粗的導(dǎo)線，因此較少的圈數(shù)導(dǎo)致較低的繞組電阻， 較多的圈數(shù)導(dǎo)致較高的電阻。這種特性限制了馬達流出的最大電流，這 種最大電流在馬達過載時產(chǎn)生大多數(shù)的熱和破壞。對于本發(fā)明，合乎要 求的形式將具有最低的繞組電阻，從電源(即蓄電池組)輸出最大電流。 通過以遠遠高于馬達額定電壓運轉(zhuǎn)馬達，尺寸類似的馬達能輸出顯著增
大的功率。用接近相同而只是繞組電阻不同(因此圈數(shù)不同)的無芯馬 達試驗驗證了這個特性。例如，用6個蓄電池(即19. 2伏電壓)運轉(zhuǎn)額
定電壓12伏和6伏的馬達。額定電壓12伏的馬達fT出峰^i功率4瓦， 在蓄電池輸出0. 7安培電流時電壓只降低到18伏。相比之下，額定電壓 6伏的馬達輸出峰值功率15瓦，電壓降低到15伏，但是輸出2安培電流。 因此，選擇電阻較低的繞組能從蓄電池輸出足夠的功率。應(yīng)當(dāng)注意，馬 達繞組應(yīng)當(dāng)與特定的蓄電池組平衡，以便在失速狀態(tài)馬達不能從蓄電池 輸出足以啟動PTC裝置的電流，這種狀況將在手術(shù)中延遲使用電動手術(shù) 吻合器，這是不允許的。
6 x l電池組看起來超出足夠滿足電動吻合裝置要求。盡管如此，這 時可以進一步對蓄電池進行優(yōu)化，以確定是否必須有6個蓄電池執(zhí)行所 要求的工作。為此進行4個蓄電池的試驗，確定在120#負荷下馬達/傳動 系在3秒鐘內(nèi)不能將齒條移動60 mra距離。對6個蓄電池進行了試驗， 確定在120#負荷下馬達/傳動系能夠在2.1秒鐘內(nèi)將齒條移動60 mm距 離，比要求的3秒鐘快得多。還進一步確定了在180#負荷下馬達/傳動系 能夠在2. 5秒鐘內(nèi)將齒條移動60 mm距離，比要求的8秒鐘快得多。此 時，需要優(yōu)化電源和機械布局，以確保沒有"失控"的吻合/切割；換言 之,如果負荷顯著小于所要求的180#最大負荷或甚至小于120#最大負荷， 則齒條移動太快是不符合要求的。
齒輪減速比和傳動系統(tǒng)需要優(yōu)化，以便在擊發(fā)行程保持馬達接近峰 值效率。要求的在3秒鐘內(nèi)移動60 mm行程意味著齒條最低速度為20 imn/sec( ~0. 8英才/秒)。為了減少優(yōu)化過程的變量數(shù)量，設(shè)定齒輪箱的 減速比為333比1。最后的減速比由齒輪箱的輸出軸214和齒條217之間的齒輪完成，其中該齒輪包括錐形齒輪215和小齒輪216 (用于驅(qū)動齒
條)，筒化的例子如圖32所示。
這些變量可以與333比1的齒輪箱的輸出軸214每一轉(zhuǎn)齒條移動的 英寸數(shù)結(jié)合。如果齒輪箱輸出(rpm)始終不變，使輸出軸每一轉(zhuǎn)齒條移動 的英寸數(shù)("IPR，，)與輸出rpm匹配，以獲得所要求的速度是很簡單的功 能
(60 rpm—1壽爭/秒(rps ); lrps 5) 0. 8IPR轉(zhuǎn)—0. 8in/sec)。
在這種理想情況，如果根據(jù)速度繪出IPR的曲線，將產(chǎn)生一條直線。 在一段固定距離的速度可以進一步簡化為擊發(fā)時間。因此，在這種理想 狀況，擊發(fā)時間與IPR的曲線也是一條直線。但是，馬達輸出(轉(zhuǎn)/分鐘) 和因此齒輪箱輸出轉(zhuǎn)速不是固定的，因為這個轉(zhuǎn)速隨負荷而改變。負荷 的大小決定馬達能夠輸出功率的大小。隨著負荷增加，rpm降低和效率改 變。根據(jù)不同負荷下對效率的檢驗，已經(jīng)確定效率峰值只有60%。但是在 這個效率峰值對應(yīng)的電壓和電流與在功率峰值點的電壓和電流不同。隨 著負荷增加，功率繼續(xù)增加，直至效率的降低比功率增加快。隨著IPR增 加，預(yù)計速度將會增加，但是相應(yīng)的IPR的增加降低機械效益，從而增 加負荷。由于逐漸增大負荷效率相應(yīng)地降低，這個增大的負荷意味著存 在一個點，在這一點更高的齒條速度將不可能有更高的IPR。這種特性反 映為在擊發(fā)時間(秒)對IPR的曲線圖上偏離預(yù)計的直線。本發(fā)明的系 統(tǒng)的實驗揭示出不必要的機械效益與不足的機械效益之間的邊界線發(fā)生 在接近0. 4IPR。
從這個IPR數(shù)值，現(xiàn)在有可能選擇錐形齒輪215的最終齒數(shù)比為輸出 軸的齒輪的齒數(shù)大約多三倍(3比1 )。這個傳動比轉(zhuǎn)換成大約0. 4的IPR。 既然錐形齒輪2-15已經(jīng)優(yōu)化，可以再檢驗電池組，確定是否能將6 個蓄電池減少到5個或甚至4個蓄電池，這將降低成本和顯著減小手柄 內(nèi)電源所需要的體積。大約120#的恒定負荷用于優(yōu)化的馬達、傳動系、 錐形齒輪、齒條和小齒輪，發(fā)現(xiàn)用4個蓄電池使齒條移動60mm用幾乎5 秒鐘時間。用5個蓄電池時間減少到4妄近3. 5秒。用6個蓄電池，時間是2.5秒。因此，插入這條曲線得出最少蓄電池形式是5. 5個蓄電池。 由于蓄電池數(shù)量只能是整數(shù)，需要用6個蓄電池滿足電動吻合裝置的要求。
據(jù)此，最小電源體積能夠作為一個固定值計算，除非能夠用提供相同
電功率特性的不同規(guī)格的蓄電池。型號為CR2的鋰電池具有與CR123相 似的電功率特性，但是較小。因此，用6個CR2蓄電池電源，所需空間 減少17%以上。
如上所述，為完成外科手術(shù)程序在要求的時間窗口內(nèi)沖是供合乎要求的 輸出力的總效率，電源(即蓄電池)、傳動系和馬達,皮優(yōu)化。每一種電源、 傳動系和馬達的效率經(jīng)過檢驗，然后根據(jù)檢驗選擇電源、傳動系和馬達 的類型，以便在要求的時間內(nèi)輸出最大功率。換言之，才全驗在給定的時 間內(nèi)存在的最大功率條件(電壓和電流)而不啟動PTC裝置(例如大約 15秒)。本發(fā)明確定電壓-電流-功率值，所述值優(yōu)化蓄電池向馬達輸出 功率的方式。即使在這種優(yōu)化以后，還可以進行其它改變，以改善電動 吻合器1的特性。
可以用另一類電源，叫做"混合，，蓄電池。在這種形式中，可充電的 鋰-離子電池或鋰-聚合物電池聯(lián)4妄到一個或多個前面4是到的優(yōu)化蓄電 池上(或者也許是另一個尺寸較小但是具有相似或較高電壓的一級蓄電 池)。在這種形式中，鋰-離子電池向吻合/切割馬達供電，因為在一個 CR2蓄電池內(nèi)含有的能量足夠?qū)︿囯x子蓄電池進行許多次充電，但是一次 電池的輸出是有限的。鋰-離子電池和鋰-聚合物電池內(nèi)電阻很小，在 短時間內(nèi)能夠輸出很高的電流。為了利用這種有利的特性， 一次電池(例 如CR123、 CR2或其它蓄電池)可以用10到30秒向二次蓄電池充電，二 次蓄電池在擊發(fā)過程形成馬達的附加電源。鋰-離子蓄電池的替代實例是 使用電容器；但是電容器的體積效率低。即使如此，在馬達供電系統(tǒng)可 以裝超級電容器；在操作者決定需要附加電源之前可以不聯(lián)接。在需要 附加電源時^喿作者將耳關(guān)4^電容器，作為能量的附加"助力"。
如上面所提到的，如果馬達負荷的增加通過給定點，效率開始降低。 在這種情況下，可以使用多速比變速器，以便改變在要求的時間內(nèi)輸出
71的功率。當(dāng)負荷過大使效率降低時，可以用多速比變速器切換齒輪速比， 使馬達回到較高效率點，在較高效率點至少能夠提供例如180#力。但是 應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的馬達需要正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。在反轉(zhuǎn)模式，馬達必須能夠 從"卡緊，，的組織分離吻合/切割器械。因此，反轉(zhuǎn)比正轉(zhuǎn)產(chǎn)生更大的力 是有利的。
由于顯著變化的負荷，例如從很小的磅數(shù)到高達180磅，在負荷范 圍的低端傳動組合件可能力量過大。因此本發(fā)明可以包括調(diào)速裝置。可 能的調(diào)速裝置包括消耗性(主動)調(diào)速器和被動調(diào)速器。 一種典型的被
動調(diào)速器是飛輪，例如4受予Palmer等人的美國2005/0277955號專利申 請中披露的能量儲存元件56, 456。可以使用的另一種被動調(diào)速器是"飛" 槳輪。這種裝置用風(fēng)阻力調(diào)速，因為隨著轉(zhuǎn)動加快，能吸收更多的力， 從而當(dāng)馬達轉(zhuǎn)動過快時提供調(diào)速功能。另 一類調(diào)速器可以是壓縮彈簧， 馬達將彈簧緩慢地壓到壓縮狀態(tài)。當(dāng)需要起動時，松開被壓縮的彈簧，
允許全部能量在較短時間內(nèi)傳遞到傳動系。另一個典型調(diào)速器實例包括 多極開關(guān)，各級開關(guān)分別聯(lián)接到不同的分電池組。當(dāng)需要小力時，可以 起動第一個或第一部分開關(guān)，在電源電路只接入少數(shù)蓄電池。隨著需要 的功率增大，使用者(或自動計算裝置)可以在電源電路增加接入的蓄 電池。例如在6個蓄電池形式中，前4個蓄電池在第一個開關(guān)位置連4妻 電源電路，第五個蓄電池與第二個開關(guān)位置連接，第六個蓄電池與第三 個開關(guān)位置連接。
電動馬達和相關(guān)的齒輪箱在使用時產(chǎn)生一定的噪音。本發(fā)明的吻合 器將馬達和/或馬達傳動系與手柄隔離，以便降低聲音和振動特性，從而 降低操作過程產(chǎn)生的總噪音。在第一種實例中，減振材料裝在手柄體與 馬達和傳遞系之間。材料可以是泡沫，例如乳膠、聚酯、植物型材料、 聚醚、聚醚酰亞胺、聚酰亞胺、聚烯烴、-聚丙烯、酚醛、聚異氰酸酯、 聚氨酯、聚硅氧烷、尼龍、乙烯基樹脂、乙烯共聚物、膨脹聚乙烯、含 氟聚合物、或泡沫聚苯乙烯。材料可以是彈性體，例如聚硅氧烷、聚氨 酯、氯丁二烯、丁基橡膠、聚丁二烯、氯丁橡膠、天然橡膠或異戊二烯 橡膠。泡沫可以是封閉蜂窩狀、敞開蜂窩狀、柔性的、網(wǎng)眼狀或復(fù)合泡達/齒輪箱周圍的空腔。在第二種實例中，馬達和傳動系在另一個巢狀箱 結(jié)構(gòu)內(nèi)隔離，有時叫做"中國箱"或"俄羅斯筑巢洋娃娃"。在這種結(jié)構(gòu) 中，在馬達/齒輪箱周圍包裹上減振材料，然后將馬達/齒輪箱裝在第一 個箱中，使齒輪箱軸從第一個箱中伸出。然后將第一個箱裝在"第二個 箱，，內(nèi) 一手柄體一減振材料裝在第 一個箱與手柄內(nèi)部之間。
本發(fā)明的電動吻合器可以用于外科手術(shù)。大多數(shù)吻合裝置是一次性 的，在一次醫(yī)療過程之后可以處理掉，因為成本相對比較低。但是電動 外科手術(shù)吻合器成本較高，至少手柄需要在多于一次醫(yī)療過程使用。因 此，使用后對手柄部件的滅菌成為一個問題。使用之前的滅菌也很重要。 因為電動吻合器包含的電子部件沒有經(jīng)過標準的滅菌過程(即蒸汽或伽 馬射線)，吻合器需要用其它方法滅菌(很可能費用更高)，例如環(huán)氧乙 烷氣體。不過用伽馬射線對吻合器滅菌比用氣體滅菌成本低，是合乎需 要的。已經(jīng)知道電子部件在空間能夠使用，空間是電子部件暴露于伽馬 射線的環(huán)境。但是在這種應(yīng)用中，電子部件需要在暴露狀態(tài)下工作。與 此相反，電動吻合器在暴露于伽馬滅菌射線時不需要工作。當(dāng)采用半導(dǎo) 體時，即1'吏切斷電子部件的電源，伽馬射線對〗諸存的記錄也有不利影響。 這些部件只需要經(jīng)受這種輻射和只有終止暴露于輻射之后才準備使用。 知道這一點，可以采耳又許多措施伽馬石更化手柄內(nèi)的電子部件。首先，代
替使用MOSFET存儲器，比如可以使用熔性連接的儲存器。對于這種存儲 器， 一旦熔絲被編入程序(即燒斷)，存儲器就成為永久性的和防伽馬射 線滅菌。第二種措施，存儲器可以是掩碼編程的。如果存儲器是用掩碼 硬編程的，醫(yī)療滅菌伽馬射線強度對程序沒有不利影響。第三種措施， 在易失存儲器空載時進行滅菌，滅菌后可以通過各種措施對存儲器編程， 例如可以用無線電線路，包括紅外線、無線電、超聲波或藍牙通信。另 外一種方法是在清潔環(huán)境接觸外部電極，這種導(dǎo)體可以對存儲器編程。 最后一種措施，在對伽馬射線敏感的部件周圍提供不透射線的屏蔽(例 如用鉬或鴒制造)，防止這些部件暴露在有潛在損害性的輻射中。
如上所述，蓄電池、傳動系和馬達的特性被檢驗和優(yōu)化，用于電動
73吻合器。蓄電池的特定設(shè)計(即化學(xué)性質(zhì)和正溫度系數(shù)PTC)將決定能夠 提供的電流和/或一定時間內(nèi)能夠產(chǎn)生的功率。已經(jīng)確定標準的堿性蓄電 池不能在短時間內(nèi)產(chǎn)生所需要的高功率，以1'更有效地驅(qū)動電動吻合裝置。 還確定了某些鋰-二氧化錳蓄電池也不能滿足驅(qū)動電動吻合裝置的需要。 因此，需要檢驗?zāi)承╀?二氧化錳蓄電池的構(gòu)造特征，例如電解液和正溫 度系數(shù)裝置。
我們知道，傳統(tǒng)的鋰-二氧化錳蓄電池(例如CR123和CR2 )是為長 時間負荷設(shè)計的。例如SUREFIRE⑧出售閃光燈和這種蓄電池，規(guī)定蓄電 池在閃光燈的最大輸出流明時持續(xù)20分鐘到幾個小時(3到6小時)。在 這個期間蓄電池的負荷沒有接近蓄電池的功率容量。因此沒有達到蓄電 池的臨界電流率，從而沒有因過熱或爆炸的危險。如果這種使用不是連 續(xù)的，蓄電池以同樣的全功率輸出能夠經(jīng)受許多循環(huán)(即幾百次)。
簡言之，這種蓄電池不是為10秒鐘或更短，例如5秒鐘的負荷設(shè) 計的，也不是為使用次數(shù)很少，例如十次到十五次設(shè)計的。本發(fā)明所做 的工作是配置電源、傳動系和馬達，優(yōu)化用于使用次數(shù)少、每次使用經(jīng) 過的時間少于IO秒和顯著高于額定負荷的電源(即蓄電池)。
所有被檢驗的一次鋰蓄電池都具有由各自的正溫度系數(shù)(PTC)和/ 或化學(xué)性質(zhì)及內(nèi)部構(gòu)造確定的臨界電流率。如果在臨界電流率以上使用 一段時間，蓄電池將過熱和可能爆炸。當(dāng)遇到很高的功率要求(接近PTC 閾值)而循環(huán)次數(shù)少，電壓和電流特性曲線與原有技術(shù)標準使用的表現(xiàn) 不同。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些蓄電池有正溫度系數(shù)(PTC)裝置，防止產(chǎn)生本發(fā)明 的吻合器所要求的功率，但是其它蓄電池能夠為驅(qū)動電動吻合裝置產(chǎn)生 所希望的功率(能夠提供該電流一個電壓)。這意味著根據(jù)蓄電池的具體 化學(xué)性質(zhì)、構(gòu)造和/或正溫度系數(shù)(PTC),臨界電流率不同。
本發(fā)明設(shè)計電源在臨界電流率范圍以上操作，在本文中稱作"超臨 界電流率"。應(yīng)當(dāng)注意，在超臨界電流率定義內(nèi)也是一個由超過臨界電流 率的電源提供的經(jīng)過調(diào)制的平均電流。由于蓄電池以超臨界電流率供電 不能長時間持續(xù)，所以蓄電池的使用時間縮短。蓄電池的這種以超臨界 電流率縮短的使用時間在本文被叫做"超臨界脈沖放電期"，而電源使用的整個時間叫做"脈沖放電期"。換言之，超臨界脈沖放電期小于或等于 脈沖放電期，在這個期間電流率高于蓄電池的臨界電流率。本發(fā)明的超 臨界脈沖放電期小于大約6秒，換言之，大約在半秒到15秒的范圍內(nèi)， 例如，在2到4秒之間，更具體地說，大約3秒。在吻合裝置的壽命期 內(nèi)，電源在臨床過程中可能在脈沖放電期經(jīng)受超臨界電流率至少一次和 少于二十次，例如，大約在五次至十五次之間，尤其在五分鐘內(nèi)在十次 至十五次之間。因此，與電源的標準用途幾個小時供電比較，本發(fā)明具
有至多大約200至300秒，尤其大約225秒的合計使用，叫做"合計脈 沖時間"。應(yīng)當(dāng)注意，在起動過程中，吻合裝置可能不需要在一定的程序 中超過或始終超過超臨界電流率，因為裝置所遇到的負荷取決于具體的 臨床應(yīng)用(即某些組織比另 一些組織密度高，高密度將增加裝置的負荷)。 但是，吻合器的設(shè)計在預(yù)期的外科手術(shù)使用中能夠有一定次數(shù)超過超臨 界電流率。在這種超臨界脈沖放電期工作時，裝置能夠操作足夠的時間， 以完成要求的手術(shù)操作，但是時間不能很長，因為要求電源以加大的電 流供電。
當(dāng)在增大的電流范圍進行操作時，由裝置(例如電動吻合器1)產(chǎn) 生的力比原有的手動吻合器顯著增大。事實上力大到能夠損壞吻合器本 身。在一種典型使用中，馬達和傳動組合件可以操作至損壞刀片鎖定裝 置一在沒有釘倉或釘倉座1030中的釘倉已經(jīng)擊發(fā)時防止刀片1060前進 的安全裝置。這個結(jié)構(gòu)顯示在圖33。正如所討論過的，只有當(dāng)縫合^"滑 架102出現(xiàn)在準備擊發(fā)位置，即當(dāng)滑架102處于圖33的位置，才允許刀 片106向遠端移動。如果滑架102不在這個位置，這意^^未著兩種情況之 一，或者在釘倉座1030中沒有釘倉，或者滑架102已經(jīng)向遠端移動一換 言之，裝載的釘倉已經(jīng)發(fā)生部分或完全擊發(fā)。這樣，不應(yīng)當(dāng)允許刀片1060 移動，或應(yīng)當(dāng)限制其移動。因此，為了保證在擊發(fā)狀態(tài)滑架102支撐刀 片1060，滑架102有鎖定接觸面104,刀片1060有相應(yīng)形狀的接觸頭 1069。在此應(yīng)當(dāng)注意，在刀片1060向遠端移動通過邊鄉(xiāng)彖1035之前，下 導(dǎo)翼1065沒有靠緊釘倉座1030的底板1034。由于這種結(jié)構(gòu)，如果滑架 102不在刀片1060的遠端支撐接觸頭1069,那么下導(dǎo)翼1065不是在底板1034上前移，而是沿著接近邊緣1035的凹槽1037移動和碰到邊緣 1035,防止刀片1060繼續(xù)向前移動。為了在滑架102不存在(一皮稱為"鎖 止")時幫助這種接觸，釘倉1030有板彈簧1090 (由至少1個鉚釘1036 安裝)用于偏移刀片1060。由于板彈簧1090向上彎曲和向下壓住法蘭盤 1067 (至少直到法蘭盤1067遠離^1彈簧1069的遠端)，向下的力施加到 刀片1060，將下導(dǎo)翼1065向下壓入凹槽1037。因此，當(dāng)?shù)镀?060向遠 端移動而滑架102不存在時，下導(dǎo)翼1065沿著凹槽1037的下曲線移動， 當(dāng)下導(dǎo)翼1065的遠端邊纟彖石並到邊纟彖1035時，4f止繼續(xù)向遠端移動。
只要刀片1062傳遞到刀片1060的力沒有大到足夠從刀片1060撕下 下導(dǎo)翼1065,這個安全裝置就按照描述起作用。用本發(fā)明的電源、馬達 和傳動系能夠產(chǎn)生的力，刀片1060能夠被向遠端有力地推動，以致將下 導(dǎo)翼1065撕開。如果發(fā)生這種情況，就不能防止刀片1060或滑架102 向遠端移動。因此，本發(fā)明提供一種方法，在下導(dǎo)翼1065通過邊緣1035 之前降低能夠施加到下導(dǎo)翼1065的力。換言之，在刀片行程的第一部分 (通過邊緣1035 )能夠施加到刀片1060的力的上限減小，當(dāng)下導(dǎo)翼1065 離開邊緣1035和靠在底板1034上之后能夠施加到刀片1060的力增大。 更準確地說，這種兩部分力的發(fā)生限制器的第 一個典型實例采用 一種電 路形式，在吻合/切割行程的第一部分，電源中的一個或幾個蓄電池聯(lián)接 到馬達，在吻合/切割行程的第二部分，電源中多數(shù)或全部蓄電池聯(lián)接到 馬達。這種電路的第一種典型形式如圖34所示。在這個實例中，當(dāng)開關(guān) 在"A"位置時，電源僅有一個蓄電池602 (在本實例中可能有四個蓄電 池)向馬達(例如吻合馬達210)供電。然而，當(dāng)開關(guān)在位置"B"時， 電源600所有4個蓄電池602向馬達供電，因此提供給刀片1060的力增 大。開關(guān)1100在位置"A" 和"B"之間的控制可以用沿刀片控制組合 件或沿滑架102某個位置安裝的第二個開關(guān)進行，當(dāng)下導(dǎo)翼1065通過邊 緣1035之后，第二個開關(guān)向控制器發(fā)出信號。應(yīng)當(dāng)注意，控制電路的第 一個實例僅僅是范例，任何類似的執(zhí)行組合件都能為裝置提供鎖定保護， 例如圖36所示的第二個典型實例。
馬達正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制電路的第一個典型形式表示在圖35。第一個典型實例用雙投雙刀開關(guān)1200。開關(guān)1200在正常情況下用彈簧偏置到中間
位置，使雙刀斷開。圖示的馬達M可以代表本發(fā)明的吻合馬達210。從 圖中可以看到，啟動裝置必須接通電源開關(guān)1210。當(dāng)然這個開關(guān)是可選 件。當(dāng)希望馬達M正轉(zhuǎn)時，開關(guān)1200置于右側(cè)位置，如圖35所示，向 馬達供電，使其向第一個方向轉(zhuǎn)動，被定義為正轉(zhuǎn)，因為蓄電池的正極
"+ "聯(lián)接到馬達M的正極"+"。開關(guān)在正轉(zhuǎn)位置時馬達M驅(qū)動刀片1060 向遠端移動。安裝適當(dāng)?shù)膫鞲衅骰蜷_關(guān)指示刀片1060或滑架102合乎需 要的最前端位置可用于控制向前行程開關(guān)1220,開關(guān)1220中斷向馬達M 供電，至少只要開關(guān)1220保持打開，就能防止繼續(xù)向前移動。電路可以 編程，絕不允許開關(guān)1220閉合和形成回^^,或只有例如當(dāng)裝上新4丁倉時 才允許開關(guān)122Q復(fù)位。
當(dāng)需要馬達M反轉(zhuǎn)時，開關(guān)1200置于左側(cè)位置，如同35所示，向 馬達供電，使其向第二個方向轉(zhuǎn)動， 一皮定義為反轉(zhuǎn)，因為蓄電池的負才及
"-"聯(lián)接到馬達M的正極"+"。開關(guān)在反轉(zhuǎn)位置時馬達M驅(qū)動刀片1060 向近端移動。安裝適當(dāng)?shù)膫鞲衅骰蜷_關(guān)指示刀板1060或滑架102合乎需 要的最后端位置能夠用于控制向后行程開關(guān)1230,開關(guān)1230中斷向馬達 M供電，至少只要開關(guān)1230保持打開，就能防止繼續(xù)向后移動。應(yīng)當(dāng)注 意，在電路中可以提供其它開關(guān)(用虛線箭頭指示)，以便獨立于行程開 關(guān)1220、 1230可選才奪地防止向兩個方向轉(zhuǎn)動。
應(yīng)當(dāng)注意，馬達能夠用很大的力驅(qū)動齒輪系，驅(qū)動力轉(zhuǎn)變成高的轉(zhuǎn) 動慣性。因此，當(dāng)用圖34和35中提到的任何開關(guān)停止馬達轉(zhuǎn)動時，齒 輪可能不停止轉(zhuǎn)動。相反，在馬達斷電時轉(zhuǎn)動慣性繼續(xù)驅(qū)動齒條217向 移動的方向移動。這種移動在很多方面是不利的。通過適當(dāng)配置電源和 馬達，形成能絕對消除這種斷電后移動的電路，從而使用戶能更好地控 制起動。
圖36顯示一種典型的實例，當(dāng)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制終止時，馬達(例如 吻合馬達210)被阻止繼續(xù)轉(zhuǎn)動。圖36還顯示另一種正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制和多 級電源實例。圖36的電路有一個采用馬達短路特性的馬達制動分電路。 更準確地說，馬達M被短路，以便使建立的電磁場與永久磁場相反，因此以顯著防止慣性誘導(dǎo)的超過行程的速度減慢仍然轉(zhuǎn)動的馬達。為了解 釋圖36的電路如何能制動馬達M,提供了對正反轉(zhuǎn)開關(guān)1300的解釋。可
以看到，正反轉(zhuǎn)開關(guān)1300有三個位置，正像圖35的開關(guān)1200 —樣。當(dāng) 置于右側(cè)位置時，馬達M正轉(zhuǎn)，當(dāng)置于左側(cè)位置時，馬達M反轉(zhuǎn)。當(dāng)開 關(guān)1300不操作時(如圖36所示)，馬達M被短3各。短路線路表示在開 關(guān)1300的上面部分。應(yīng)當(dāng)注意，制動開關(guān)的切換過程希望以延時的方式 發(fā)生，稱為先斷后合切換形式。當(dāng)從馬達M轉(zhuǎn)動切換到馬達M制動時， 在馬達短^各生效之前雙刀雙-投正反轉(zhuǎn)開關(guān)1300打開。反過來，當(dāng)乂人馬達 M制動切換到馬達M轉(zhuǎn)動時，在開關(guān)13Q0啟動馬達之前短路打開。因此， 在操作時，當(dāng)使用者從正轉(zhuǎn)或反梧位置斷開三向開關(guān)1300，馬達M很快 一皮短3各和制動。
電路36的其它裝置已經(jīng)在圖35解釋。例如，有一個電源開關(guān)1210。 還有一個電源鎖止開關(guān)1100,在給定的起動部分(在行程開始或行程的 任何其它需要的部分)只用一個蓄電池602，向馬達供電，在行程的其它 部分用全部蓄電池602 (例如6個蓄電池)向馬達M供電。
一種正反轉(zhuǎn)新的限制開關(guān)1320、 1330防止馬達M在正轉(zhuǎn)限制開關(guān) 1320動作以后繼續(xù)正轉(zhuǎn)。當(dāng)達到限制位置時，正轉(zhuǎn)限制開關(guān)1320起動， 開關(guān)移動到第二個位置。在這種狀態(tài)，馬達沒有正轉(zhuǎn)電源，但是能夠供 給馬達反轉(zhuǎn)電源。正轉(zhuǎn)限制開關(guān)可以是程序化的肘節(jié)開關(guān)或釘倉的一次 性使用開關(guān)。更準確地說，開關(guān)1320將保持在第二個位置，直到用更換 新釘倉產(chǎn)生開關(guān)復(fù)位。因此，在更換新釘倉之前，只能向馬達M反轉(zhuǎn)供 電。如果開關(guān)僅僅是一個觸發(fā)器，則只有當(dāng)后退到離開才喿作開關(guān)1320時， 電源才能夠恢復(fù)，進4t繼續(xù)移動。
反轉(zhuǎn)限制開關(guān)1330可以用類似方法形成。當(dāng)達到反轉(zhuǎn)限制位置時， 開關(guān)1330移動到第二個位置和停在那里，直到產(chǎn)生復(fù)位。應(yīng)當(dāng)注意，在 這個位置，馬達M被短路，防止馬達向任一個方向轉(zhuǎn)動。由于這種形式， 吻合器的，乘作被限制在單行程最遠到前限制位置，單次后退最遠到后限 制位置。當(dāng)兩種情況都發(fā)生時，馬達不能轉(zhuǎn)動，直到兩個開關(guān)1320復(fù)位。
以上描述和

了本發(fā)明的原理、優(yōu)選的實例和操作模式。更準確地說，本發(fā)明已經(jīng)描述了關(guān)于外科手術(shù)吻合器的優(yōu)化電源、馬達和 傳動系。但是本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制在上面討論的個別實例。對于 本領(lǐng)域以及與手術(shù)裝置無關(guān)、但需要先進的電源或電流輸出，在短時間 和有限制的時間內(nèi)用有限的功率或電流輸出的蓄電池供電的其它領(lǐng)域的 技術(shù)人員，可以認識到上述實施方案的其它變型。正如圖示和描述，在 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)化的條件下，有限的電源能夠產(chǎn)生提升力、推力、拉力、 拖力、保持力和其它類型的力，足以移動相當(dāng)大的重量，例如超過82kg。 上面描述的實例應(yīng)當(dāng)作為說明性的，而不是限制性的。另外，應(yīng)當(dāng) 理解，熟悉此項技術(shù)者在不脫離下列權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的范圍的 前才是下可以對那些實例可以進行改變。
權(quán)利要求
1. 一種手術(shù)器械，包括具有至少一個驅(qū)動組合件的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)驅(qū)動時實施手術(shù)操作；一個具有額定工作電壓的電動馬達，馬達與端部執(zhí)行器有工作連接，驅(qū)動所述至少一個驅(qū)動組合件；一個電源，所述電源與馬達電氣聯(lián)接和可選擇地向馬達供電，以便在端部執(zhí)行器、馬達和電源的至少一個的臨床壽命期驅(qū)動至少一個驅(qū)動組合件工作至少1次和少于16次，所述電源具有下列特征具有至少一個有臨界電流率的蓄電池；當(dāng)向所述馬達供電和驅(qū)動所述至少一個驅(qū)動組合件時，至少一個蓄電池在持續(xù)時間少于大約16秒的非零超臨界脈沖放電期以超臨界電流率運行；在所述超臨界脈沖放電期間以高于額定工作電壓運轉(zhuǎn)所述馬達。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中超臨界脈沖放電期持續(xù)大約0. 5秒至15秒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中超臨界脈沖放電期持續(xù)大約1. 5秒至4秒。
4. 根據(jù)1權(quán)利要求所述的手術(shù)器械，其中超臨界脈沖放電期持續(xù)大約
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)器械，其中電源中至少一個蓄電池在整 個超臨界脈沖放電期以超臨界電流率運行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中所述至少一個蓄電池是至少 一個鋰基蓄電池。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中至少一個蓄電池是鋰-二氧 化錳蓄電池。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中選擇所述蓄電池在超臨界電 流率下運行不超過大約300秒的合計脈沖時間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中所述臨床壽命的超臨界脈沖 放電期的合計總時間不超過大約300秒。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中 所述蓄電池有帶有PTC閾值的正溫度系數(shù)裝置； 所述蓄電池在所述超臨界脈沖放電期以超臨界電流率和在PTC閾 值以下工作。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的手術(shù)器械，其中所述馬達是脈沖調(diào)制馬達。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中所述馬達的效率大約在60% 與90%之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的手術(shù)器械，其中馬達是無芯、電刷型直流 馬達。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的手術(shù)器械，其中馬達的無負荷轉(zhuǎn)速大約在 20, OOOrpm至40， 000 rpm之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中電源產(chǎn)生大約32瓦電功率 供給馬達。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，還包括將所述馬達連接到所述至 少一個驅(qū)動組4M牛的中間傳動器，該中間傳動器產(chǎn)生大約16瓦積i 械功率供給所述至少 一個驅(qū)動組合件。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的手術(shù)器械，其中所述電源、馬達和中間傳 動器產(chǎn)生的4lT出力足以在3秒鐘內(nèi)移動大約82kg質(zhì)量通過大約60 mm 3巨離。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的手術(shù)器械，其中中間傳動器選擇的最大功 率能在3秒鐘內(nèi)移動大約82 kg質(zhì)量通過大約60 mm距離。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的手術(shù)器械，其中所迷馬達和電源有一總效率， 該總效率足以向至少一個驅(qū)動組合件提供大約16瓦機械功率。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中馬達有一個效率大約在85% 至99%之間的齒專侖系。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的手術(shù)器械，其中所述齒輪系具有最終傳動， 所述最終傳動是齒條和'J 、齒輪組合件。
22. 根據(jù)權(quán)利要求的21所述的手術(shù)器械，其中所述馬達帶動齒條和小齒輪組合件以大約每秒0. 8英寸的速度移動。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的手術(shù)器械，其中所述齒條和小齒輪組合件 直接連接到端部執(zhí)行器的至少 一部分。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的手術(shù)器械，其中馬達和齒輪系具有大約49% 的電-最終機械傳動的總效率。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的手術(shù)器械，其中齒輪系將馬達轉(zhuǎn)速減速至 大約60 rpm。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的手術(shù)器械，其中齒輪系的減速比大約是500 比1。
27. 根據(jù);權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中所述至少 一個驅(qū)動組合件是第 一和第二驅(qū)動組合件；所述電源產(chǎn)生等于機械功率兩倍的電功率，以驅(qū)動所述驅(qū)動組合件之一。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的手術(shù)器械，其中所述電源在3秒鐘內(nèi)產(chǎn)生 大約32瓦電功率、所述一個驅(qū)動組合件產(chǎn)生大約16瓦機械功率。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的手術(shù)器械，其中驅(qū)動一個驅(qū)動組合件的功 率設(shè)定在大約3秒鐘內(nèi)將大約82 kg質(zhì)量移動大約60 mffl。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中所述電源用四個和六個從包 括CR123和CR2的一組蓄電池中選擇的蓄電池串聯(lián)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中至少一個蓄電池有至少3分 鐘大約4安培的PTC起動。
32. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中至少一個蓄電池有大約2分 鐘的大約5安培的PTC起動。
33. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中至少一個蓄電池有大約50 秒的大約6安培的PTC起動。
34. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中 所述馬達有峰值效率和齒輪系；選擇所述齒輪系，以將馬達在整個超臨界脈沖放電期保持大約在所述峰值效率。
35. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中 所述馬達有一個齒輪系； 該齒輪系有以 一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的輸出軸；用齒條和小齒輪組合件形式的最終傳動；所述輸出軸在一個轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)速優(yōu)化在整個超臨界脈沖力文 電期所述輸出軸每一轉(zhuǎn)齒條移動的英寸數(shù)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中 所述馬達有傳動系；所述電源、傳動系和馬達為在要求的時間內(nèi)提供最大功率的總效率 而進行優(yōu)化。
37. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)器械，其中電源是包括互相聯(lián)接的一次 和二次鋰基蓄電池的混合蓄電池。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的手術(shù)器械，其中所述一次蓄電池向馬達供 電，所述二次蓄電池向一次蓄電池充電。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的手術(shù)器械，其中一次蓄電池是至少一個可 充電的鋰離子蓄電池，二次蓄電池是至少 一個鋰-二氧化錳蓄電池。
40. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的手術(shù)器械，其中一次蓄電池是至少一個電 容器，二次蓄電池是至少一個鋰-二氧化錳蓄電池。
41. 一種手術(shù)器械，包括具有驅(qū)動器的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)驅(qū)動時實施手術(shù)操作； 與端部執(zhí)行器有運轉(zhuǎn)連接的電動馬達，以<吏運行驅(qū)動器； 與馬達有電氣聯(lián)接的電源，當(dāng)電源向馬達供電時運行驅(qū)動器，電源 至少有一個在大于15秒鐘的運轉(zhuǎn)時間內(nèi)具有給定額定功率的蓄電 池；所述馬達和電源被設(shè)計為能以高于所述額定功率使用蓄電池。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的手術(shù)器械，其中端部執(zhí)行器是從下列執(zhí)行 器中選擇的環(huán)形手術(shù)吻合器；具有長度大約在30隱至IOO腿之間的釘倉的直線手術(shù)吻合器。
43. —種手術(shù)器械，包括具有驅(qū)動器的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)起動時實施手術(shù)操作； 與端部執(zhí)行器有運轉(zhuǎn)連接的電動馬達，以便運行驅(qū)動器； 與馬達有電氣聯(lián)接的電源，當(dāng)電源向馬達供電時運行驅(qū)動器，所述 電源至少有一個具有合計運轉(zhuǎn)時間大于300秒的給定額定功率的蓄 電池；所述馬達和電源配置為能以高于額定功率利用所述蓄電池。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的手術(shù)器械，其中端部執(zhí)行器是從下列端部 執(zhí)行器中選擇的-.環(huán)形手術(shù)吻合器；具有長度大約在3Q mm至100 mm之間的釘倉的直線手術(shù)吻合器。
45. —種手術(shù)器械，包括具有驅(qū)動器的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)起動時實施手術(shù)操作； 與端部執(zhí)行器有運轉(zhuǎn)連接的電動馬達，以1^更運行驅(qū)動器； 與馬達有電氣聯(lián)接的電源，當(dāng)電源向馬達供電時運行驅(qū)動器，電源 至少有一個在大于15秒的時間內(nèi)具有給定額定電流的蓄電池； 所述馬達和電源被配置為能以高于額定電流的電流使用蓄電池。
46. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的手術(shù)器械，其中端部執(zhí)行器是從下列端部 執(zhí)行器中選擇的環(huán)形外科手術(shù)吻合器；具有長度大約在30腿至100 mffl之間的釘倉的直線手術(shù)吻合器。
47. —種手術(shù)器械，包括具有驅(qū)動器的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)起動時實施手術(shù)操作； 與端部執(zhí)行器有運轉(zhuǎn)連接的電動馬達，以便運行驅(qū)動器； 與馬達有電氣聯(lián)接的電源，當(dāng)電源向馬達供電時運行驅(qū)動器，所述 電源至少有一個具有合計運轉(zhuǎn)時間大于300秒的給定額定電流的蓄 電池；所述馬達和電源被配制為能以高于額定電流的電流利用所述蓄電 池。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的手術(shù)器械，其中端部執(zhí)行器是從下列端部 執(zhí)行器中選擇的環(huán)形手術(shù)吻合器；具有長度大約在30腿至IOO mm之間的釘倉的直線手術(shù)吻合器。
49. 一種手術(shù)器械，包括具有驅(qū)動器的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)起動時實施手術(shù)操:作；具有馬達特性和與端部執(zhí)行器有運轉(zhuǎn)連接的電動馬達，以便運行驅(qū)動器；與馬達有電氣聯(lián)接的電源，當(dāng)電源向馬達供電時起動所述驅(qū)動器， 所述電源至少有一個蓄電池；選擇所述馬達特性以便以小于16秒的運行期利用所述蓄電池。
50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的手術(shù)器械，其中端部執(zhí)行器是從下列端部 執(zhí)行器中選擇的環(huán)形手術(shù)吻合器；具有長,變大約在30 =i至1QQ nim之間的4丁倉的直線手術(shù)吻合器。
51. —種手術(shù)器械，包括具有驅(qū)動器的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)起動時實施手術(shù)才乘作； 具有馬達特性和與端部執(zhí)行器有運轉(zhuǎn)連接的電動馬達，以便運行驅(qū)動器；與馬達有電氣聯(lián)接的電源，當(dāng)電源向馬達供電時起動驅(qū)動器，電源 至少有一個蓄電池；選擇馬達特性以便利用合計運轉(zhuǎn)時間小于300秒的蓄電池。
52. -根據(jù)權(quán)利要求-51所述的手術(shù)器械，其中端部執(zhí)行器是從下列端部執(zhí)行器中選擇的 環(huán)形手術(shù)吻合器；具有長度大約在30 mm至10Q腿之間的釘倉的直線手術(shù)吻合器。
53. —種手持式電動和電控手術(shù)吻合/切割器，包括形狀適合使用者一只手的手柄，其中包括具有至少一個蓄電池的選擇性驅(qū)動的自帶電源； 至少 一部分抵4丁座控制組合件；與電源聯(lián)接的至少一部分電動吻合器/切割器控制組合件； 連接到手柄和與每個抵釘座控制組合件和吻合器/切割器控制組合 件有操作連接的手術(shù)端部執(zhí)行器，所述吻合器/切割器控制組合件由電源供電時，吻合和切割進入端部執(zhí)行器的組織。
54. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的手術(shù)器械，其中端部執(zhí)行器從下列裝置選 擇環(huán)形手術(shù)吻合器；具有長度大約在30 mm至IOO mm之間的釘倉的直線手術(shù)吻合器。
55. —種手持式電動和電控手術(shù)裝置，包括手柄，所述手柄形狀適合使用者一只手和包括至少有一個蓄電池的 自帶電源；一個連接到手柄的手術(shù)吻合器，當(dāng)被電源驅(qū)動時執(zhí)行手術(shù)吻合操作。
56. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的手術(shù)裝置，其中蓄電池是鋰基電池。
57. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的手術(shù)裝置，其中蓄電池是鋰-二氧化錳電 池。
58. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的吻合/切割器，其中端部執(zhí)行器是環(huán)形手術(shù)吻合器。
59. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的吻合/切割器，其中端部執(zhí)行器是具有長 度大約在30 mm至100 mm之間的釘倉的直線手術(shù)吻合器。
60. 根據(jù)第59項;k利要求的吻合/切割器，其中電源以大約4 mm/sec至40 mm/sec的直線切割速度驅(qū)動吻合/切割器控制組合件。
61. 根據(jù)權(quán)利要求60所述的吻合/切割器，其中電源以大約20 mm/秒的直線切割速度驅(qū)動吻合器/切割器控制組合件。
62. —種手術(shù)器械，包括具有至少一個驅(qū)動組合件的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)起動時執(zhí)行手術(shù)操作；與端部執(zhí)行器有操作連接的電動馬達，用于運行所述至少一個驅(qū)動 組合件；與馬達有電氣連接和有選擇地向馬達供電的電源，驅(qū)動所述至少一個驅(qū)動組合件，所述電源 有至少一個具有臨界電流率的蓄電池；當(dāng)向馬達供電和起動至少 一個驅(qū)動組合件時，使所述至少一個蓄電 池以超臨界電流率工作。
63. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的手術(shù)器械，其中選擇所述蓄電池，在超臨界電流率下運行不超過大約300秒的合計脈沖時間。
64. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的手術(shù)器械，其中 所述蓄電池具有帶PTC閾值的正溫度系數(shù)裝置； 所述蓄電池在超臨界脈沖放電期在超臨界電流率下低于PTC閾值工作。
65. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的手術(shù)器械，其中電源、馬達和至少一個驅(qū)動組合件產(chǎn)生的輸出力，足以在大約3秒鐘內(nèi)將大約82 kg質(zhì)量 移動大約60 mm。
66. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的手術(shù)器械，其中至少一個蓄電池是4里-二 氧化錳蓄電池。
67. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的手術(shù)器械，其中電源有從包括CR123和CR2蓄電池組中選擇的四個到六個蓄電池的串聯(lián)。
68. —種手術(shù)器械，包括具有至少 一 個驅(qū)動組合件的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)驅(qū)動時執(zhí)行手術(shù)操 作；與端部執(zhí)行器有操作連接的馬達，用于運行至少一個驅(qū)動組合件； 與馬達有電氣連接和有選擇地向馬達供電的電源，用于驅(qū)動至少一 個驅(qū)動組合件，所述電源 有至少一個具有臨界電流率的蓄電池；當(dāng)向馬達供電和運ff至少 一 個驅(qū)動組合件時，至少有 一 個蓄電池以高于臨界電流率的平均電流率運行。
69. 根據(jù)權(quán)利要求68所述的手術(shù)器械，其中 所述蓄電池有帶PTC闊值的正溫度系數(shù)裝置；所述蓄電池在超臨界脈沖放電期在所述臨界電流率以上和低于PTC 閣值運行。
70. 根據(jù)權(quán)利要求68所述的手術(shù)器械，其中所述電源、馬達和至少一個驅(qū)動組合件產(chǎn)生的輸出力，足以在大約3秒鐘內(nèi)將大約82 kg 質(zhì)量移動大約60 mm。
71. 根據(jù)權(quán)利要求68所述的手術(shù)器械，其中至少一個蓄電池是鋰-二 氧化錳蓄電池。
72. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的手術(shù)器械，其中電源有從包括CR123和CR2 蓄電池組中選4奪的四個到六個蓄電池的串耳關(guān)。
73.—種手術(shù)器械，包括具有至少 一 個驅(qū)動組合件的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)起動時執(zhí)行手術(shù)操 作；與端部執(zhí)行器有操作連接的馬達，用于驅(qū)動至少一個驅(qū)動組合件； 與馬達有電氣聯(lián)接和有選才奪地向馬達供電的電源，在至少一個端部 執(zhí)行器、馬達和電源的臨床壽命內(nèi)驅(qū)動至少一個驅(qū)動組合件工作1 次和少于16次，所述電源具有至少一個蓄電池，當(dāng)電源供電運4亍至 少一個驅(qū)動組合件時，只工作大約0. 5秒至15秒。
74. 根據(jù)權(quán)利要求73所述的手術(shù)器械，其中所述電源、馬達和至少一 個驅(qū)動組合件產(chǎn)生的輸出力，足以在大約3秒鐘內(nèi)將大約82 kg質(zhì)量 移動大約60 mra。
75. 根據(jù)權(quán)利要求73所述的手術(shù)器械，其中所述至少一個蓄電池是鋰 -二氧化錳蓄電池。
76. 根據(jù)權(quán)利要求73所述的手術(shù)器械，其中電源有從包括CR123和 CR2蓄電池組中選擇的四個到六個蓄電池的串^f關(guān)。
77. —種手術(shù)器械，包括具有至少一個驅(qū)動組合件的手術(shù)端部執(zhí)行器，當(dāng)運行時實施手術(shù)操作；一個具有額定工作電壓的電動馬達，所述馬達與端部執(zhí)行器有運轉(zhuǎn) 連4妻，操:作至少一個驅(qū)動紐/^件；與馬達電氣聯(lián)接的一個電源，所述電源可選擇地向馬達供電，以便操作所述至少一個驅(qū)動組合件，所述電源具有下列特征 具有至少一個有臨界電流率的蓄電池；當(dāng)向馬達供電和驅(qū)動至少 一個驅(qū)動組合件時，使所述至少 一個蓄電 池在至少 一部分超臨界脈沖放電期的任何時間以超臨界電流率工 作；在超臨界脈沖放電期以高于額定工作電壓運轉(zhuǎn)馬達。
78. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的手術(shù)器械，當(dāng)電源向馬達供電和起動至少 一個驅(qū)動組合件時，所述至少一個蓄電池在超臨界脈沖放電期以超臨 界電流率工作。
79. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的手術(shù)器械，其中超臨界脈沖放電期持續(xù)大 約0. 5秒至15秒。
80. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的手術(shù)器械，其中超臨界脈沖放電期持續(xù)大 約1. 5秒至4秒。
81. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的手術(shù)器械，其中超臨界脈沖放電期持續(xù)大 約3秒。
82. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的手術(shù)器械，其中選擇蓄電池以超臨界電流 率運行不超過大約300秒的合計脈沖時間。
83. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的手術(shù)器械，其中電源、馬達和至少一個驅(qū) 動組合件產(chǎn)生的輸出力，足以在大約3秒鐘內(nèi)將大約82 kg質(zhì)量移動 大約60 mm。
84. 才艮據(jù)權(quán)利要求77所述的手術(shù)器械，其中所述至少一個蓄電池是鋰 -二氧化錳蓄電池。
85. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的的手術(shù)器械，其中所述電源有從包括CR123 和CR2蓄電池組中選才奪的四個到六個蓄電池串聯(lián)。
86. —種手術(shù)器械，包括具有接受部分的手術(shù)端部執(zhí)行器，所述接受部分可拆卸地安裝可更換: 零件，所述接受部分有通信接頭；一個連接到端部執(zhí)行器的手柄，用于操縱端部執(zhí)行器，所述手柄有一 個與通信接頭電氣聯(lián):接的控制器，用于鑒別所述可更換零件；可拆卸地連接到所述接受部分的可更換零件，當(dāng)在所述接受部分時有 加密裝置可拆卸地電氣聯(lián)接到所述通信接頭，當(dāng)控制器詢問時所述加 密裝置鑒別可更換零件。
87. —種手術(shù)器械，包括具有下列裝置的手術(shù)端部執(zhí)行器至少一個驅(qū)動組合件，當(dāng)操作時執(zhí)行手術(shù)操作；用于可拆卸地安裝可更換零件的接受部分，所述接受部分有通信接頭；一個連接到端部執(zhí)行器的手柄，用于操縱驅(qū)動組合件，所述手柄有一 個與通信接頭電氣聯(lián)接的控制器，用于鑒別可更換零件； 可更換零件可拆卸地連接到所述接受部分，當(dāng)在所述接受部分時有單 線加密裝置可拆卸地電氣聯(lián)接到所述通信接頭，當(dāng)控制器詢問時加密 裝置鑒別可更換零件。
88. 操作手術(shù)器械的方法，該方法包括 在手術(shù)器械手柄遠端提供手術(shù)端部執(zhí)行器；將手柄內(nèi)的鑒別控制器電氣聯(lián)接到端部執(zhí)行器的接受部分；將可更換零件可拆卸地安裝到接受部分；用鑒別控制器鑒別可更換零件。
89. 操作手術(shù)器械的方法，該方法包括 在可更換零件上配置鑒別裝置； 在手柄上配置具有接受部分的遠端手術(shù)端部執(zhí)行器； 將手柄的鑒別控制器電氣聯(lián)接到接受部分的通信接頭；將可更換零件可拆卸地安裝在接受部分，將鑒別裝置電氣聯(lián)接到鑒別 控制器；用控制器鑒別可更換零件。
全文摘要
一種手術(shù)器械包括具有接受段的端部執(zhí)行器，接受段用于可拆卸地接受可互換部分。接受段有通信接頭。連接到端部執(zhí)行器的手柄推動端部執(zhí)行器。手柄有一個與通信接頭有電氣連接的控制器，用于鑒別置于端部執(zhí)行器的可互換部分?？苫Q部分可拆卸地連接到接受段，并且有加密裝置，加密裝置裝到接受段時與通信接頭有電氣連接。加密裝置在被電氣控制器詢問時鑒別可互換部分。
文檔編號A61B17/068GK101448463SQ200780017794
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者凱文·史密斯, 卡洛斯·里韋拉, 德里克·德維爾, 托馬斯·貝爾斯, 馬修·帕爾默 申請人:愛惜康內(nèi)鏡外科公司