專利名稱：具有自動可重構關節(jié)運動端部執(zhí)行器的外科手術器械的制作方法
具有自動可重構關節(jié)運動端部執(zhí)行器的外科手術器械發(fā)明人=Frederick E. Shelton, IV、David C. Yates 和 Richard C. Smith
背景技術：
手術縫合器已在現(xiàn)有技術中使用，以同時在組織中切開縱向切口和將成排的縫合 釘施加到切口的相對兩側。這種器械常常包括具有一對協(xié)同工作的鉗口構件的端部執(zhí)行 器，如果意圖將所述器械用于內窺鏡式或腹腔鏡式應用，則所述鉗口構件能夠穿過套管通 道。鉗口構件之一容納有釘倉，釘倉具有橫向間隔的至少兩行縫合釘，每一行位于刀槽的一 側。另一鉗口構件限定砧，所述砧具有與釘倉中的成行的縫合釘對齊的縫合釘成形凹陷部。 器械具有多個往復式楔形件，當朝遠端驅動時，所述多個往復式楔形件穿過釘倉的開口并 且與支撐縫合釘?shù)尿寗悠鹘雍?，以使得縫合釘朝著砧擊發(fā)。同時，切割器械(或刀)沿著鉗 口構件朝遠端拉動，使得夾住的組織同時被切割和緊固(例如，被縫合)。在標題為"Surgical stapling instrument having separate distinct closing and firing systems”(具有分離的不同關閉和擊發(fā)系統(tǒng)的手術縫合器械)的美國專利 No. 7,000,818 B2中描述了適于內窺鏡式應用的手術縫合器的實例，該專利的公開內容全 文以引用的方式并入本文。在使用中，臨床醫(yī)生能夠在組織上關閉縫合器的鉗口構件，以在 擊發(fā)之前將組織定位。一旦臨床醫(yī)生確定鉗口構件正確地抓住組織時，臨床醫(yī)生可隨后擊 發(fā)手術縫合器，從而切斷和縫合組織。同時切斷和縫合組織的行為避免了當利用分別僅切 斷或縫合的不同的外科手術工具按次序執(zhí)行這些行為時可能產(chǎn)生的并發(fā)癥?，F(xiàn)有技術也包括具有可關節(jié)運動的端部執(zhí)行器的內切割器，例如在公布的美國專 利申請公開No. 2007/0175959中的描述，該申請全文以引用方式并入本文中。這種器械包 括允許用戶(例如，手術外科醫(yī)生)影響端部執(zhí)行器繞關節(jié)運動樞軸旋轉的關節(jié)運動控制
ο通常，需要使用這種內切割器的手術需要操作者在患者體內的一般通常位置進行 幾次切割/緊固沖程(stroke)。因此，在器械的每次切割/緊固沖程之后，臨床醫(yī)生必須將 所述器械從套管中抽出，并更換端部執(zhí)行器中的已用空的釘倉。然后臨床醫(yī)生必須將器械 向回再插入穿過套管進入患者體內并再次定位端部執(zhí)行器，包括使端部執(zhí)行器關節(jié)運動返 回至其在先前的切割/緊固沖程中所處的相同的一般位置。

發(fā)明內容
在一個總體方面，本發(fā)明涉及一種具有能夠自動作關節(jié)運動的端部執(zhí)行器的外科 手術器械，例如外科手術切割和緊固器械。根據(jù)各實施例，所述外科手術器械可包括端部執(zhí) 行器、軸和連接在所述端部執(zhí)行器和所述軸之間的可關節(jié)運動的接頭組件。接頭組件包括 用于使端部執(zhí)行器相對于軸進行關節(jié)運動的至少一個馬達。接頭組件還包括用于感測端部 執(zhí)行器相對于軸的關節(jié)運動的至少一個關節(jié)運動傳感器。器械還包括與關節(jié)運動傳感器和馬達通信的控制單元?？刂茊卧ㄓ糜诖鎯?自至少一個關節(jié)運動傳感器的關節(jié)運動數(shù)據(jù)的至少一個存儲器單元。此外，當被啟動時，控制單元將控制信號發(fā)送到接頭組件的馬達，以基于存儲在控制單元的存儲器單元中的來自 關節(jié)運動傳感器的關節(jié)運動數(shù)據(jù)而使端部執(zhí)行器自動地關節(jié)運動至期望位置(或關節(jié)運 動狀態(tài))。例如，控制單元可致使端部執(zhí)行器關節(jié)運動至關節(jié)運動的先前狀態(tài)(例如當器械 上一次被擊發(fā)時的關節(jié)運動狀態(tài))或一些其它的關節(jié)運動狀態(tài)。控制單元還能夠致使端部 執(zhí)行器自動地關節(jié)運動返回至其初始的或未經(jīng)關節(jié)運動的狀態(tài)。這樣，臨床醫(yī)生可執(zhí)行以 下動作(i)將端部執(zhí)行器通過套管插入患者體內；(ii)使端部執(zhí)行器自動關節(jié)運動至期 望位置；(iii)擊發(fā)器械；(iv)使端部執(zhí)行器再關節(jié)運動返回至其初始位置；從而(ν)將其 通過套管從患者體內抽出；以及(vi)更換釘倉，從而可重復所述過程。在再定位端部執(zhí)行 器的過程中，這應當往往會取得更高的準確性和可重復性，這在需要端部執(zhí)行器被定位到 相同的大致位置以進行重復擊發(fā)的手術過程中很重要。根據(jù)各具體實施，外科手術器械可為外科手術切割和緊固器械，例如內切割器。這 樣，端部執(zhí)行器可包括兩個對置的、樞轉連接的鉗口構件。一個鉗口構件可承載用于切斷夾 持在兩個鉗口構件之間的組織的切割器械。其還可包括裝有多個縫合釘?shù)目筛鼡Q的釘倉， 從而當器械被擊發(fā)時，縫合釘被迫穿過夾持的組織并被用作砧的另一鉗口構件扭轉。在另一總體方面，本發(fā)明涉及一種執(zhí)行外科手術的方法。在一個實施例中，所述方 法包括(a)將可關節(jié)運動的端部執(zhí)行器通過套管插入到患者體內，同時，端部執(zhí)行器處于 第一關節(jié)運動狀態(tài)；(b)在步驟(a)之后，啟動外科手術器械上的輸入裝置，致使端部執(zhí)行 器自動地關節(jié)運動至不同于第一關節(jié)運動狀態(tài)的第二關節(jié)運動狀態(tài)；(c)在步驟(b)之后， 擊發(fā)外科手術器械以切斷和緊固夾持在端部執(zhí)行器中的組織；(d)在步驟(C)之后，啟動輸 入裝置，以致使端部執(zhí)行器自動地關節(jié)運動至第一關節(jié)運動狀態(tài)；以及(e)在步驟(d)之 后，通過套管從患者體內抽出端部執(zhí)行器。本發(fā)明的這些和其它有益效果將從以下描述中變得顯而易見。


本文通過實例結合以下附圖的方式描述本發(fā)明的各實施例，其中圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的各實施例的具有可關節(jié)運動的端部執(zhí)行器的外科 手術器械；圖3是根據(jù)本發(fā)明的各實施例的圖1和圖2的外科手術器械的端部執(zhí)行器的分解 圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的各實施例的外科手術用控制單元和傳感器的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的各實施例的外科手術器械的接頭關節(jié)運動組件的示意圖。
具體實施例方式圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的各實施例的具有能夠自動作關節(jié)運動的端部執(zhí)行 器的外科手術切割和緊固器械10。圖示實施例是內窺鏡式外科手術器械10，通常，本文描 述的器械10的實施例是內窺鏡式外科手術切割和緊固器械。但是，應該指出的是，根據(jù)本 發(fā)明的其它實施例，器械10可為具有能夠自動作關節(jié)運動的端部執(zhí)行器的非內窺鏡式外 科手術切割器械，例如腹腔鏡式器械。圖1和圖2示出的外科手術器械10包括手柄6、軸8和在關節(jié)運動樞軸14處可樞轉地連接至軸8的關節(jié)運動端部執(zhí)行器12。關節(jié)運動控制器16可被設置為與手柄6相 鄰，以使得端部執(zhí)行器12能夠繞關節(jié)運動樞軸14的旋轉。在圖示實施例中，端部執(zhí)行器 12被構造為充當內切割器以夾持、切斷和縫合組織，但是在其它實施例中，可使用不同類型 的端部執(zhí)行器，例如用于其它類型的外科手術裝置(例如，抓緊器、切割器、縫合器、夾置放 器、進入裝置、藥物/基因理療裝置、超聲波、RF或激光裝置等)的端部執(zhí)行器。器械10的手柄6可包括用于使端部執(zhí)行器12關節(jié)運動的關閉觸發(fā)器18和擊發(fā)觸 發(fā)器20。應當理解，具有涉及不同外科手術任務的端部執(zhí)行器的器械可具有用于操縱端部 執(zhí)行器12的不同數(shù)量或類型的觸發(fā)器或其它合適的控制器。端部執(zhí)行器12被顯示為優(yōu)選 地通過細長軸8與手柄6分離。在一個實施例中，器械10的臨床醫(yī)生或操作者可通過利用 關節(jié)運動控制器16使端部執(zhí)行器12相對于軸8進行關節(jié)運動。一種類型的合適的關節(jié)運
"Surgical Instrument Having An Articulating End Effector"(胃 有關節(jié)運動端部執(zhí)行器的外科手術器械)的公布的美國專利申請公開No. 2007/0158385 Al (Geoffrey C. Hueil等人)中有所描述，該專利的全文以引用方式并入本文中。在該實例中，除了別的以外，端部執(zhí)行器12包括縫合釘槽22和可樞轉運動的夾持 構件，例如砧M，其保持在能夠確保有效地縫合和切斷被夾持在端部執(zhí)行器12中的組織的 距離處。手柄6包括手槍式握把26，由臨床醫(yī)生將關閉觸發(fā)器18樞轉拉向手槍式握把26， 以致使砧M朝著端部執(zhí)行器12的縫合釘槽22夾持或關閉，從而夾持住置于砧M和槽22 之間的組織。在圖示實施例中，擊發(fā)觸發(fā)器20在關閉觸發(fā)器18的更遠的外側。根據(jù)該實 施例，一旦關閉觸發(fā)器18被鎖定在關閉位置，擊發(fā)觸發(fā)器20就可朝著手槍式握把沈稍微 旋轉以使得其可由操作者用一只手接觸到。然后，操作者可將擊發(fā)觸發(fā)器20朝著手槍式握 把沈樞轉地拉動以縫合和切斷在端部執(zhí)行器12中夾持的組織。在其它實施例中，可使用 除砧M之外的不同類型的夾持構件，例如，對置的顎等等。應當理解，本文使用的術語“近端”和“遠端”是相對于握住器械10的手柄6的外 科醫(yī)生而言的。因此，端部執(zhí)行器12相對于更近端的手柄6為遠端。還應當理解，為簡潔 和清楚起見，本文可以結合附圖使用諸如“垂直”和“水平”之類的空間術語。然而，外科手 術器械在多個取向和位置使用，并且這些術語并非意圖進行限制，也并非絕對。在使用中，關閉觸發(fā)器18可被首先致動。一旦臨床醫(yī)生對于端部執(zhí)行器12的定 位感到滿意，則臨床醫(yī)生可將關閉觸發(fā)器18拉回至其鄰近手槍式握把沈的完全關閉的、鎖 定的位置。然后，可致動擊發(fā)觸發(fā)器20。當臨床醫(yī)生去除壓力時，擊發(fā)觸發(fā)器20返回至打 開位置(圖1和圖2所示)。當壓迫手柄6上的釋放按鈕時，可釋放被鎖定的關閉觸發(fā)器 18。如圖1-2所示，手柄6可包括一個或多個外部用戶輸入選擇裝置90、92，它們可為 (例如)推入式按鈕開關、撥動開關、撥號盤、膜開關、麥克風、觸摸屏、跟蹤球或任何其它合 適類型的開關或用戶輸入裝置，其允許器械10的操作者使端部執(zhí)行器12自動地關節(jié)運動 至關節(jié)運動的先前狀態(tài)和返回至其初始/正常狀態(tài)(例如，未經(jīng)關節(jié)運動的狀態(tài))。以下提 供關于該特征的更多細節(jié)。圖3是根據(jù)各實施例的端部執(zhí)行器12的分解圖。如圖示實施例所示，除了先前提 到的槽22和砧M之外，端部執(zhí)行器12可包括切割器械32、滑塊33、可拆卸地安裝在槽22 中的釘倉34和螺旋形螺桿軸36。例如，切割器械32可為刀。砧對可在連接至槽22的近端端部的樞轉點25樞轉打開和關閉。砧M還可包括位于其近端端部的凸塊27，所述凸塊 27插入機械關閉系統(tǒng)的組件中以打開和關閉砧M。當致動(即通過器械10的用戶拉動) 關閉觸發(fā)器18時，砧M可繞樞轉點25樞轉至被夾持或關閉的位置。如果端部執(zhí)行器12 的夾持令人滿意，則操作者可致動擊發(fā)觸發(fā)器20，致使刀32和滑塊33沿著槽22縱向行進， 從而切割夾持于端部執(zhí)行器12中的組織?；瑝K33沿著槽22的運動致使釘倉34的縫合釘 被驅動穿過被切斷的組織并且抵靠著關閉的砧M，砧M扭轉縫合釘以緊固被切斷的組織。 在各種實施例中，滑塊33可為釘倉34的一體組件。全文以引用方式并入本文的、標題為 “Surgical stapling instrument incorporating an E-beam firing mechanism，，(包含 電子束擊發(fā)機構的外科手術縫合器械)的美國專利No. 6，978，921提供了關于這種兩沖程 切割和緊固器械的更多細節(jié)。滑塊33可為釘倉34的一部分，使得當?shù)?2在切割操作之后 收回時滑塊33并不收回。應該指出的是，雖然本文描述的器械10的實施例使用縫合切斷的組織的端部執(zhí) 行器12，但是在其它實施例中，可使用用于緊固或密封切斷的組織的不同技術。例如，也 可使用利用RF能或粘合劑來緊固切斷的組織的端部執(zhí)行器。全文以引用方式并入本文 的、標題為“ELECTROSURGICAL HEMOSTATIC DEVICE”(電外科手術止血裝置)的美國專 利 No. 5，709，680(Yates 等人)和標題為 “ELECTROSURGICAL HEMOSTATIC DEVICE WITH RECESSED AND/OR OFFSET ELECTRODES”(具有內陷式和/或偏心式電極的電外科手術 止血裝置)的美國專利No. 5，688，270 (Yates等人)公開了使用RF能來密封切斷的組織 的內窺鏡式切割器械。同樣，全文以引用方式并入本文的、標題為“Surgical stapling instruments structured for delivery of medical agents，，(被結構化為用于遞送藥 劑的外科手術縫合器械)的公布的美國專利申請公開No. 2007/0102453 (Jerome R. Morgan 等人)禾口標題為"Surgical stapling instruments structured for pump-assisted delivery of medical agents”(被結構化為用于泵輔助遞送藥劑的外科手術縫合器械)的 公布的美國專利申請公開No. 2007/0102452 (Frederick Ε. Shelton，IV等人)公開了使用 粘合劑來緊固切斷的組織的內窺鏡式切割器械。因此，雖然本文的描述通常涉及切割/縫 合操縱等，但是應當理解這是示例性實施例，并且不意味著是限制性的。也可使用其它組織 緊固技術。關于合適的端部執(zhí)行器、用于所述端部執(zhí)行器的關閉觸發(fā)器鎖定機構和機械 ^ftl MM^M^^l^^I^BM^J "Motor-driven surgical cutting and fastening instrument with user feedback system”(具有用戶反饋系統(tǒng)的馬達驅動的外科手術切 割和緊固器械)的公布的美國專利公開No. 2007/0175958 Al (Shelton等人)中找到，該申 請的全文以引用方式并入本文。器械10還可包括用于為端部執(zhí)行器12供電的馬達。在前文段落中提到的公布的 美國專利申請No. 2007/0175958 Al公開了一種具有用于為端部執(zhí)行器供電的馬達的內切 割器。在該實施例中，可通過手柄中的電池(或電池組)供電的馬達通過傳動系為端部執(zhí) 行器的相關切割和緊固操作供電。器械10還可包括感測關于器械10的各狀態(tài)的多個傳感器。例如，如以上提及的 公布的美國專利申請No. 2007/0175958 Al中所述，器械10可包括用于感測通過端部執(zhí)行 器中的切割器械執(zhí)行的切割沖程的結束的沖程末傳感器和用于感測通過所述切割器械執(zhí)行的切割沖程的開始的沖程始傳感器。例如，來自這些傳感器的信號可用于控制馬達。此外，參照圖4，器械10可包括關閉觸發(fā)器傳感器50，其用于感測關閉觸發(fā)器18 的收回；砧關閉傳感器52，其用于感測砧M的關閉；砧關閉負載傳感器M，其用于感測由 于砧M的關閉而通過釘倉22施加在傳感器M上的力，傳感器M可置于釘倉22的底表面 內側；擊發(fā)觸發(fā)器傳感器56，其用于感測擊發(fā)觸發(fā)器20的收回；刀位置傳感器58，其用于 感測刀(即，切割器械)沿著端部執(zhí)行器12的槽22的縱向位置；釘倉存在傳感器60，其用 于感測在端部執(zhí)行器12中是否存在釘倉34 ；釘倉狀態(tài)傳感器62，其用于感測釘倉34的狀 態(tài)(例如，釘倉是否被用空)。傳感器50-62可與控制單元64通信，其優(yōu)選地位于器械的手柄6內?？刂茊卧?4 可包括處理器70、只讀存儲器單元72和讀寫存儲器單元74。控制單元64還可包括用于與 傳感器50-62通信的模數(shù)轉換器(ADC)和數(shù)模轉換器(DAC)(未示出)。只讀存儲器單元 72可包括EPROM和/或閃速EEPROM存儲器單元。讀寫存儲器單元74可包括易失性存儲器 單元，例如隨機存取存儲器(RAM)單元?？刂茊卧?4的各組件可以是分立的或它們可集成 于一個或幾個組件中。例如，在一個實施例中，處理器70、ROM 72、RAM 74、DAC和ADC可為 微控制器或單片計算機的一部分。控制單元64可通過電源76 (例如，電池)供電。對于具有用于為端部執(zhí)行器供電 的DC馬達的器械10來說，為控制單元64供電的電源76可以是為馬達供電的同一電源，或 者可使用不同的電源為控制單元64和馬達供電。來自各傳感器的輸出可以數(shù)字形式被存儲至存儲器單元72、74中的一個或二者 中。全文以引用方式并入本文的公布的美國專利申請No. 2007/0175964 Al公開了一種具 有用于存儲和記錄傳感器數(shù)據(jù)的存儲器裝置的內切割器。來自上述傳感器的一些的輸出可 為模擬形式。對于這些類型的傳感器，ADC可用于將模擬傳感器信號轉換為數(shù)字形式，以存 儲在存儲器單元72、74中。另外，傳感器可通過有線和/或無線通信聯(lián)接件連接到控制單 元64。對于傳感器與控制單元64無線通信的實施例，傳感器可包括與控制單元64的收發(fā) 機(未示出)通信的轉發(fā)器。根據(jù)各種實施例，器械10可包括機動化關節(jié)運動樞軸。圖5公開了根據(jù)這種實施 例的關節(jié)運動樞轉接頭組件2400。從圖5中可看出，遠端管片段MlO具有近端端部M14和 遠端軸線H" -H"。雖然在圖5中沒有示出，但是遠端管片段MlO具有機械地結合到端部 執(zhí)行器12上的遠端端部。根據(jù)采用的砧關閉布置，遠端端部可以非可動地或者通過線纜、 柔性構件或可樞轉構件附著到端部執(zhí)行器主體。遠端管片段MlO可部分中空，其近端端 部M14為實心的，并且軟管/導線容納通道M16從中穿過。通道M16可具有錐形形狀部 分對17。接頭組件MOO還包括近端管片段M50，其具有遠端端部MM和近端軸線I 〃 -I “。雖然在圖5中未示出，但是近端管片段M50具有附著到手柄組件6上的近端端部。在一個實施例中，遠端管片段MlO通過球形接頭組件M60樞轉地結合到近端管 片段M50上。在一個實施例中，球形接頭組件M60包括安裝到或形成在近端管片段M50 的遠端端部MM上的球形構件2462。球形構件M62包括具有擴張或擴大的端部M65的中 空通道2464，使得球形構件M62能夠與通道部分M16、2417連通，從而不管球形構件M62 的位置如何，延伸穿過其中的軟管480和/或導線都將不被夾擠或損壞。球形構件M62被 容納在設置在遠端管片段MlO的近端端部M14中的承窩M58中，使得球形構件M62在其中自由旋轉。在一個實施例中，采用一般指定為2500的致動組件來使遠端管片段MlO相對于 近端管片段M50進行關節(jié)運動。在圖5中可看出，在一個非限制性實施例中，采用了兩個 柔性蝸桿線纜2510、2520。第一柔性蝸桿線纜2510適于驅動性地與形成在球形構件M62 中的第一齒輪通道M65中的蝸齒、螺紋等(未示出)嚙合。第一柔性蝸桿線纜2510結合 至安裝在遠端管片段MlO中的第一馬達2512。相似地，在該非限制性實施例中，第二柔性 蝸桿線纜2520適于驅動性地與形成在球形構件M62中的第二齒輪通道M67中的齒輪齒、 螺紋等嚙合，在第二齒輪通道對67中形成有蝸齒、螺紋等2469。第二柔性蝸桿線纜2520結 合至安裝在遠端管片段MlO中的第二馬達2522。雖然在本文中描述為“柔性蝸桿線纜”， 但是應該理解，該術語意味著涵蓋不必要在其上采用蝸桿型齒的所有類型的柔性從動線纜 或驅動器布置。第一馬達2512和第二馬達2522可通過電池(例如，局部電池或手柄6中的電池 包)或通過交流電供電，或者通過液壓流體或空氣供電。在一個實施例中，馬達2512、2522 是電動的并且通過手柄組件6上的一個或多個開關或按鈕操作。通過控制第一柔性蝸桿線 纜2510和第二柔性蝸桿線纜2520的旋轉量和旋轉方向，使得球形構件M62在承窩M58 中旋轉，從而使遠端管片段MlO (和附著到其上的端部執(zhí)行器1 相對于近端管片段M50 進行關節(jié)運動。讀者將會知道，這種布置有利于如圖5所示的左向關節(jié)運動和右向關節(jié)運 動(未示出)。再者，然而讀者將會知道雖然以上描述了兩個柔性蝸桿線纜/馬達布置，但 是如果僅需要或期望單自由度的關節(jié)運動，則本發(fā)明的其它實施例可僅采用一個柔性蝸桿 線纜布置。另外，雖然已經(jīng)描述了球形構件M62非可動地安裝到近端管片段M50中，同時 承窩M58設置在遠端管片段MlO中，但是本領域普通技術人員將會理解，在不脫離本發(fā)明 的精神和范圍的情況下，在其它非限制性實施例中，球形構件M62可以非可動地附著至遠 端管片段對10，同時承窩M58設置在近端管片段M50中。接頭組件MOO可包括用于感測關節(jié)運動樞軸14的關節(jié)運動的一個或多個傳感器 66 (見圖4)。來自傳感器66的輸出被記錄在控制單元64的存儲器裝置72、74中的一個或 二者中。例如，傳感器66可包括用于直接或間接地總體感測端部執(zhí)行器12的關節(jié)運動的 光學或磁致旋轉傳感器(例如，霍爾效應傳感器)和/或加速計。例如，傳感器66可直接 感測端部執(zhí)行器的關節(jié)運動/旋轉。在另一個實施例中，傳感器66可感測蝸桿線纜2510、 2520的旋轉和方向，從而間接感測端部執(zhí)行器12的關節(jié)運動?？刂茊卧?4可存儲和記錄 來自關節(jié)運動傳感器66的信息，其有利于器械10的用戶在器械的后續(xù)使用過程中重復準 確或近似的關節(jié)運動，如以下進一步的描述。傳感器66可通過有線和/或無線通信聯(lián)接件 與控制單元64通信。另外，來自傳感器66的輸出可為模擬信號，其通過控制單元64的ADC 轉換為數(shù)字形式。^1^11 "Hydraulically and electrically actuated articulation joints for surgical instruments”(用于外科手術器械的液力和電致動的關節(jié)運動接頭)公布 的美國專利申請公開No. 2007/0106317 Al (Shelton等人)更詳細地描述了機動化關節(jié)運 動樞軸。該申請還提供機動化關節(jié)運動樞軸的其它實施例。該申請還描述了液力供電的關 節(jié)運動樞軸。對于具有液壓式關節(jié)運動樞軸的器械來說，關節(jié)運動傳感器66可包括用于直 接或間接地感測端部執(zhí)行器12的關節(jié)運動的加速計或其它合適的傳感器。
根據(jù)各實施例，選擇裝置90 (見圖1- 可為多狀態(tài)或單狀態(tài)裝置。對于多狀態(tài)裝 置來說，器械的用戶可啟動開關以使得其關節(jié)運動至上一次擊發(fā)器械10時的關節(jié)運動的 先前狀態(tài)(例如，關節(jié)運動的緊前一個狀態(tài))。用戶可隨后再次啟動開關以使端部執(zhí)行器 12回復到其正常的、未經(jīng)關節(jié)運動的狀態(tài)。當臨床醫(yī)生將端部執(zhí)行器置于所需狀態(tài)時，用戶 還可啟動裝置90以將關節(jié)運動數(shù)據(jù)記錄至控制單元64中。在另一個實施例中，每當器械 10擊發(fā)和/或夾持時，關節(jié)運動傳感器數(shù)據(jù)可被自動記錄。這樣，除了擊發(fā)器械(例如，按 壓裝置90)之外，臨床醫(yī)生不需要采取積極的動作來將來自關節(jié)運動傳感器66的關節(jié)運動 數(shù)據(jù)記錄到控制單元的存儲器單元72、74中。對于具有多個單狀態(tài)輸入裝置90、92的實施例來說，用戶可利用一個輸入裝置90 來使端部執(zhí)行器自動地關節(jié)運動至先前狀態(tài)，并且利用第二輸入裝置92使端部執(zhí)行器12 回復到其正常的、未經(jīng)關節(jié)運動的狀態(tài)。輸入裝置90、92可與控制單元64通信。還可以有 第三輸入裝置(未示出)，用戶可啟動第三輸入裝置來致使關節(jié)運動數(shù)據(jù)被記錄在控制單 元64中。作為另外一種選擇，每當器械10被擊發(fā)和/或夾持時，關節(jié)運動傳感器數(shù)據(jù)可被 自動記錄下來。當用戶啟動選擇裝置90時，為了使端部執(zhí)行器自動地關節(jié)運動，控制單元64可將 信號發(fā)送到關節(jié)運動樞軸14的接頭組件MOO中的馬達2512、2522(或者，對于具有液壓式 致動器的接頭組件來說，控制單元64可將信號發(fā)送到液壓式致動器)?；趶年P節(jié)運動傳 感器66接收的傳感器數(shù)據(jù)，發(fā)送到馬達2512、2522的信號可基于端部執(zhí)行器的關節(jié)運動的 先前狀態(tài)(例如，端部執(zhí)行器12相對于軸的旋轉和方向)，所述先前狀態(tài)被存儲在存儲器 單元72、74中的一者或二者中。這樣，通過啟動選擇裝置90，器械10的用戶可致使端部執(zhí) 行器12自動地關節(jié)運動至先前使用中的相同的關節(jié)運動狀態(tài)(例如，當器械10上一次被 擊發(fā)時的關節(jié)運動狀態(tài))。對于臨床醫(yī)生必須在患者的相同的大致位置處進行重復的切割 /緊固沖程的手術來說，這可以是有利的。與必須每次使端部執(zhí)行器12關節(jié)運動至相同的 大致位置的情況相反，外科醫(yī)生可通過啟動選擇裝置90使端部執(zhí)行器12自動關節(jié)運動至 其上一次的位置。以下描述了如何使用器械10的一個實例。在該實例中，假設了多狀態(tài)用戶輸入選 擇裝置90的情況，應當認識到，該實例可容易地延伸至具有兩個或更多個輸入裝置的實施 例。在該實例中，臨床醫(yī)生可將端部執(zhí)行器12穿過套管插入。然后，臨床醫(yī)生通過利用手 動關節(jié)運動控制器16可使端部執(zhí)行器12關節(jié)運動至期望位置，即，臨床醫(yī)生期望同時執(zhí)行 切割器械10的切割和緊固行為的位置。在臨床醫(yī)生使端部執(zhí)行器12關節(jié)運動至期望位置 之后，臨床醫(yī)生可將關閉觸發(fā)器收回至其鎖定位置，從而鎖定端部執(zhí)行器12的對置的顎22 和M之間的組織。然后，臨床醫(yī)生可收回擊發(fā)觸發(fā)器20，致使切割器械32能夠進行如下行 為(1)縱向穿越端部執(zhí)行器12的槽22，從而切割夾持在端部執(zhí)行器12中的組織；和(2) 使得釘倉34中的縫合釘被迫向上穿過夾持的組織并被砧M扭轉，從而縫合切割器械32切 開的切口的每一側上的被夾持的組織。在擊發(fā)之前或之后，或者在夾持之前或之后，用戶可 啟動輸入裝置90 (或一些其它輸入裝置)致使控制單元64記錄指示端部執(zhí)行器12相對于 軸8的關節(jié)運動狀態(tài)的來自關節(jié)運動傳感器66的關節(jié)運動數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，當器 械被擊發(fā)或當端部執(zhí)行器夾持時，關節(jié)運動數(shù)據(jù)被記錄。然后，臨床醫(yī)生可通過按壓用戶選擇輸入裝置90 (這是針對單輸入、2狀態(tài)裝置的實施例，或者，對于2輸入裝置的實施例來說，按壓用戶選擇輸入裝置9 使端部執(zhí)行器12 自動地反關節(jié)運動(dearticulate)至其正常的、未經(jīng)關節(jié)運動的狀態(tài)(例如，直的狀態(tài))， 從而臨床醫(yī)生可將其通過套管往回抽出。然后，臨床醫(yī)生可用新的釘倉(例如，具有縫合釘 的釘倉)來更換用空的釘倉34，并將端部執(zhí)行器12穿過套管插回到患者體內。然后，基于 存儲在控制單元64中的上一次擊發(fā)的關節(jié)運動傳感器輸出，臨床醫(yī)生通過按壓或啟動用 戶輸入選擇裝置90，可使得端部執(zhí)行器12自動地關節(jié)運動至當器械10上一次擊發(fā)時的相 同的關節(jié)運動位置。這樣，臨床醫(yī)生可使端部執(zhí)行器12自動地關節(jié)運動返回到上一次擊發(fā) 的相同的大致位置，而不用手動使端部執(zhí)行器12進行關節(jié)運動。在再定位端部執(zhí)行器12 的過程中，當將端部執(zhí)行器再定位到與先前擊發(fā)的相同的大致位置很重要時，這應當往往 會取得更高的準確性和可重復性。在器械10的第二次擊發(fā)之后，臨床醫(yī)生可使器械自動地反關節(jié)運動至未經(jīng)關節(jié) 運動的位置，將其抽出套管，并且(如果必要的話)再次更換釘倉并再插入端部執(zhí)行器，從 而在端部執(zhí)行器自動關節(jié)運動至其先前擊發(fā)時的關節(jié)運動狀態(tài)的情況下進行下一次擊發(fā)。 對于用戶啟動用戶輸入裝置以記錄關節(jié)運動數(shù)據(jù)的器械來說，用戶可僅記錄首次擊發(fā)時的 關節(jié)運動狀態(tài)，從而對于后續(xù)的擊發(fā)，端部執(zhí)行器12將會自動地關節(jié)運動至與首次擊發(fā)相 同的大致位置。作為另外一種選擇，用戶可記錄每次擊發(fā)的關節(jié)運動狀態(tài)，從而端部執(zhí)行器 可自動地關節(jié)運動至與前一次擊發(fā)的相同的大致位置。本文公開的裝置可被設計為在一次手術(其可包含多次擊發(fā))之后丟棄，或者它 們可被設計為用于多次手術中。然而，無論在哪種情況下，都可對該器械進行再處理，以便 在至少一次手術后再使用。再處理可包括以下步驟的任何組合拆卸裝置，然后清洗或更換 特定零件，以及后續(xù)的再組裝。具體地講，可拆卸該裝置，并且可以任何組合選擇性地更換 或移除裝置的任何數(shù)量的特定零件或部件。清洗和/或更換特定部件時，可在再處理設施 處或在即將進行外科手術操作前由外科手術小組再裝配裝置，以供后續(xù)使用。本領域的技 術人員應當知道，器械的再處理可利用多種技術進行拆卸、清洗/更換和再組裝。此類技術 的使用以及所得再處理后的裝置均在本發(fā)明的范圍內。優(yōu)選地，在外科手術之前將對本文所述的發(fā)明的各實施例進行處理。首先，獲取新 的或用過的器械，并根據(jù)需要進行清洗。然后可對器械進行消毒。在一種消毒技術中，器械 被布置在關閉和密封的容器內，例如由一層TYVEK覆蓋的熱成形塑料外殼。然后將容器和 器械置于可穿透該容器的輻射場，諸如Y輻射、χ射線或高能電子。輻射將殺死器械上和 容器中的細菌。然后可將消毒后的器械保存在消毒容器中。該密封容器在醫(yī)療設施中被打 開之前使器械保持在無菌狀態(tài)。器械優(yōu)選地經(jīng)過消毒。這可通過本領域技術人員已知的任何數(shù)量的方法完成，包 括β輻射或Y輻射、環(huán)氧乙烷、蒸汽以及其它方法。雖然已經(jīng)通過描述幾個實施例顯示了本發(fā)明，雖然已經(jīng)相當詳細地描述了示例性 實施例，但是申請人的意圖不在于將權利要求的范圍約束或以任何方式限制到這些細節(jié) 中。本領域技術人員可容易看出其它優(yōu)點和修改形式。本發(fā)明的各實施例表示了相對于現(xiàn) 有縫合方法的巨大改進，所述現(xiàn)有縫合方法需要使用一個釘倉中的不同尺寸的縫合釘以實 現(xiàn)具有不同成形(最終)高度的縫合。因此，本發(fā)明對內窺鏡式手術和設備進行了討論。但是，本文使用的術語，例如“內窺鏡式”不應被理解為將本發(fā)明限于僅結合內窺鏡式管(即，套管或套管針)使用的外科 手術縫合和切斷器械。相反，應該相信本發(fā)明可用于進入受限的任何手術中，包括(但不限 于)腹腔鏡式手術以及開腹手術。此外，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明的 各種釘倉的實施例的獨特和新穎的方面當與其它形式的縫合設備結合使用時具有效用。
權利要求
1.一種外科手術器械，包括端部執(zhí)行器；軸；可關節(jié)運動的接頭組件，其連接在所述端部執(zhí)行器和所述軸之間，以使所述端部執(zhí)行 器相對于所述軸進行關節(jié)運動，其中能夠自動作關節(jié)運動的所述接頭組件包括至少一個關節(jié)運動傳感器，其用于感測能夠自動作關節(jié)運動的所述接頭組件的關節(jié)運動；至少一個馬達，其用于使所述端部執(zhí)行器相對于所述軸自動地關節(jié)運動；控制單元，其與所述至少一個關節(jié)運動傳感器進行通信，其中所述控制單元包括用于 存儲來自所述至少一個關節(jié)運動傳感器的關節(jié)運動數(shù)據(jù)的至少一個存儲器單元，其中所述 控制單元與所述可關節(jié)運動的接頭組件的所述至少一個馬達通信。
2.根據(jù)權利要求1所述的外科手術器械，其中所述控制單元用于控制所述可關節(jié)運動 的接頭組件中的所述至少一個馬達，從而致使所述馬達基于存儲在所述至少一個存儲器單 元中的關節(jié)運動數(shù)據(jù)使所述端部執(zhí)行器關節(jié)運動至一位置。
3.根據(jù)權利要求2所述的外科手術器械，其中所述至少一個馬達包括電動機。
4.根據(jù)權利要求2所述的外科手術器械，其中所述至少一個馬達包括液壓式馬達。
5.根據(jù)權利要求2所述的外科手術器械，還包括連接至所述軸的手柄，其中所述控制 單元位于所述手柄中。
6.根據(jù)權利要求2所述的外科手術器械，其中所述端部執(zhí)行器包括第一鉗口構件；以及可樞轉地連接至所述第一鉗口構件的第二鉗口構件。
7.根據(jù)權利要求6所述的外科手術器械，其中所述控制單元包括與所述至少一個存儲 器單元通信的處理器。
8.根據(jù)權利要求7所述的外科手術器械，還包括與所述控制單元通信的至少一個用戶 輸入裝置，當?shù)谝淮伪粏訒r，所述用戶輸入裝置致使所述控制單元基于存儲在所述控制 單元的所述至少一個存儲器單元中的關節(jié)運動數(shù)據(jù)控制所述可關節(jié)運動的接頭組件的所 述馬達，致使所述可關節(jié)運動的接頭組件關節(jié)運動至關節(jié)運動狀態(tài)。
9.根據(jù)權利要求8所述的外科手術器械，其中所述至少一個用戶輸入裝置位于所述手 柄上。
10.根據(jù)權利要求8所述的外科手術器械，其中當?shù)诙螁铀鲇脩糨斎胙b置時，所 述控制單元致使所述可關節(jié)運動的接頭組件的所述馬達使所述可關節(jié)運動的接頭組件關 節(jié)運動至未經(jīng)關節(jié)運動的狀態(tài)。
11.根據(jù)權利要求8所述的外科手術器械，其中所述關節(jié)運動狀態(tài)基于所述端部執(zhí)行 器的先前的一次關節(jié)運動。
12.根據(jù)權利要求11所述的外科手術器械，其中所述先前的一次包括此前擊發(fā)所述器 械的一次。
13.—種外科手術切割和緊固器械，其包括端部執(zhí)行器，其包括可動的切割器械，其用于切割位于所述端部執(zhí)行器中的物體；第一鉗口構件，其包括用于承載所述切割器械的細長槽；以及第二鉗口構件，其可樞轉地連接至所述第一鉗口構件并與所述第一鉗口構件對置；軸；可關節(jié)運動的接頭組件，其連接在所述端部執(zhí)行器和所述軸之間，以使所述端部執(zhí)行 器相對于所述軸進行關節(jié)運動，其中能夠自動作關節(jié)運動的所述接頭組件包括至少一個關節(jié)運動傳感器，其用于感測能夠自動作關節(jié)運動的所述接頭組件的關節(jié)運 動；以及至少一個馬達，其用于使所述端部執(zhí)行器相對于所述軸自動地關節(jié)運動；手柄，其連接至所述軸，其中所述手柄包括控制單元，其與所述至少一個關節(jié)運動傳感器進行通信，其中所述控制單元包括用于 存儲來自所述至少一個關節(jié)運動傳感器的關節(jié)運動數(shù)據(jù)的至少一個存儲器單元，其中所述 控制單元與所述可關節(jié)運動的接頭組件的所述至少一個馬達通信，以基于存儲在所述至少 一個存儲器單元中的關節(jié)運動數(shù)據(jù)控制所述至少一個馬達，從而致使所述馬達使所述端部 執(zhí)行器關節(jié)運動至一位置；以及至少一個用戶輸入裝置，其與所述控制單元通信，當?shù)谝淮伪粏訒r，所述用戶輸入裝 置致使所述控制單元基于存儲在所述控制單元的所述至少一個存儲器單元中的關節(jié)運動 數(shù)據(jù)控制所述可關節(jié)運動的接頭組件的馬達，以使得所述可關節(jié)運動的接頭組件關節(jié)運動 至關節(jié)運動狀態(tài)。
14.根據(jù)權利要求13所述的外科手術器械，其中當?shù)诙螁铀鲇脩糨斎胙b置時， 所述控制單元致使所述可關節(jié)運動的接頭組件的所述馬達使所述可關節(jié)運動的接頭組件 關節(jié)運動至未經(jīng)關節(jié)運動的狀態(tài)。
15.根據(jù)權利要求13所述的外科手術器械，其中所述關節(jié)運動狀態(tài)基于所述端部執(zhí)行 器的先前的一次關節(jié)運動。
16.根據(jù)權利要求13所述的外科手術器械，其中所述先前的一次包括此前擊發(fā)所述器 械的一次。
17.—種在患者身上執(zhí)行醫(yī)療手術的方法，所述方法包括(a)將外科手術切割和緊固器械的可關節(jié)運動的端部執(zhí)行器通過套管插入到患者體 內，其中當所述端部執(zhí)行器通過所述套管插入時，所述端部執(zhí)行器處于第一關節(jié)運動狀 態(tài)；(b)在步驟(a)之后，啟動所述外科手術切割和緊固器械上的輸入裝置，致使所述端部 執(zhí)行器自動地關節(jié)運動至不同于所述第一關節(jié)運動狀態(tài)的第二關節(jié)運動狀態(tài)；(c)在步驟(b)之后，擊發(fā)所述外科手術切割和緊固器械以切斷和緊固夾持在所述端 部執(zhí)行器中的組織；(d)在步驟(c)之后，啟動所述輸入裝置，以致使所述端部執(zhí)行器自動地關節(jié)運動至所 述第一關節(jié)運動狀態(tài)；以及(e)在步驟(d)之后，通過所述套管從患者體內抽出所述端部執(zhí)行器。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，還包括(f)在步驟(e)之后，更換所述端部執(zhí)行器上的釘倉；以及(g)重復步驟(a)至(e)。
19.根據(jù)權利要求17所述的方法，在步驟(a)之前還包括(h)將所述可關節(jié)運動的端部執(zhí)行器通過所述套管插入到患者體內，其中當所述端部 執(zhí)行器穿過所述套管插入時，所述端部執(zhí)行器處于所述第一關節(jié)運動狀態(tài)；(i)在步驟(h)之后，手動地使所述端部執(zhí)行器關節(jié)運動至所述第二關節(jié)運動狀態(tài)； (j)在步驟(i)之后，擊發(fā)所述外科手術切割和緊固器械，以切斷和緊固夾持在所述端部執(zhí)行器中的組織；(k)在步驟(j)之后，啟動所述輸入裝置，以致使所述端部執(zhí)行器自動地關節(jié)運動至所 述第一關節(jié)運動狀態(tài)；以及(1)在步驟(k)之后，通過所述套管從所述患者體內抽出所述端部執(zhí)行器。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，還包括(m)在步驟(e)之后，更換所述端部執(zhí)行器上的釘倉；以及(η)重復步驟(a)至(e)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有能夠自動作關節(jié)運動的端部執(zhí)行器的外科手術器械，例如外科手術切割和緊固器械。所述外科手術器械可包括端部執(zhí)行器、軸和連接在所述端部執(zhí)行器和所述軸之間的可關節(jié)運動的接頭組件。所述接頭組件包括用于使所述端部執(zhí)行器相對于所述軸進行關節(jié)運動的至少一個馬達。所述接頭組件包括用于感測所述端部執(zhí)行器相對于所述軸的關節(jié)運動的至少一個關節(jié)運動傳感器。所述器械還包括與所述關節(jié)運動傳感器和所述馬達通信的控制單元?？刂茊卧ㄓ糜诖鎯碜运鲋辽僖粋€關節(jié)運動傳感器的關節(jié)運動數(shù)據(jù)的至少一個存儲器單元。當被啟動時，所述控制單元將控制信號發(fā)送到所述接頭組件的馬達，以使所述端部執(zhí)行器基于存儲在控制單元的存儲器單元中的來自關節(jié)運動傳感器的關節(jié)運動數(shù)據(jù)而自動地關節(jié)運動至期望位置。
文檔編號A61B17/072GK102076270SQ200980124721
公開日2011年5月25日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權日2008年5月21日
發(fā)明者D·C·耶茨, F·E·謝爾頓四世, R·C·史密斯 申請人:伊西康內外科公司