熱縫線焊接設備和方法

2023-10-25 19:55:02 3

專利名稱：熱縫線焊接設備和方法
技術領域：
本發明主要涉及對於縫合設備和縫合技術的改進，並且更加 具體地涉及用於在外科手術期間進行熱縫線焊接的裝置。
背景技術：
在外科手術中，重要是能夠在外科手術部位處形成縫線並且 將縫線固定到位。縫線通常被引導穿過待被結合的組織部分並且被形 成為一個或者更多個單環或者針腳，該單環或者針腳然後被打結或者 以其它方式被緊固以保持傷口邊緣彼此間成適當的關係以便利正確 地癒合。在涉及精細器官或者組織的外科手術期間，或者當外科手術 部位相對較小或者受到約束時，諸如在內窺鏡外科手術期間，打結是 麻煩的並且經常是不切實際的。在這種情形中，熔合縫線環可以被用 於在待被修復的組織上提供適當張力和適當強度以保持組織如期修 復從而允許形成正確的癒合。在這種外科手術期間經常使用的 一種形成縫線環的方法是 縫線焊接，由此在向縫線線段施加足夠的熱量以引起縫線線段局部熔 化和融合併且隨後進行冷卻和融合時，相鄰的縫線線段;帔融合到一 起，以形成一個或更多個閉合縫線環。例如，由於向待被結合的一個或者更多個縫線線段直接施加 超聲能，能夠發生這種焊接，從而使得在縫線線段之間的振動運動引 起摩擦加熱，並且隨之發生縫線線段熔化和融合。用於形成焊接縫線 的現有裝置經常引起由於熱量的直接施加而導致的、周圍組織的不必
7要加熱。結果，包括超聲能驅動的其它縫線焊接方法已經被越來越多 地用於這種內窺鏡縫線焊接。然而，超聲波縫線焊接對於單絲縫線而
言是困難的，且需要昂貴的金屬鉗夾(jaw)來隔離超聲能。期望運 用熱形式的縫線焊接來提供一種成本有效益的焊接復絲縫線的方法。在複雜的外科手術中，例如在涉及縫合多個動脈、肌肉、靜 脈等的手術中，在內窺鏡環境中，仍然期望在當前使用現有設備和方 法不可實現的短的期限內產生焊接縫線。出於這些原因，在手術視野 中仍然需要 一 種針對熱縫線焊接的縫線焊接設備和方法，以在開放,性 的和受約束的(例如內窺鏡的)這兩種手術視野中，利用復絲縫線材 料實現具有改進的強度和可靠性的縫線焊接。

發明內容
本公開針對一種特別地適合於在內窺鏡外科手術中使用的 但是也適合在開放性的手術視野中使用的、用於提供強固的、可靠的 熱焊接縫線的方法和裝置。本發明能夠被應用於單絲縫線材料和復絲 縫線材料這兩者。在一個方面，披露了一種縫線焊接裝置，其包括在近端與 遠端之間沿著中央軸線延伸的細長管子，和被固定到該管子的遠端的 縫線定位組件。該縫線定位組件包括從近端和遠端沿著第一鉗夾軸線 延伸的第一鉗夾部件，以及從近端和遠端沿著第二鉗夾軸線延伸的第 二鉗夾部件。該第 一和第二鉗夾部件中的至少一個包括了在遠端處橫 向於它的分別的鉗夾軸線而延伸的砧部。該縫線定位組件還包括適於 在與該第二鉗夾部件相對處定位該第一鉗夾部件的抓持組件，該抓持
組件能夠選擇性地工作用於在兩個狀態之間定位該第 一 和第二鉗夾 部件第一狀態，其中該第一鉗夾部件和該第二鉗夾部件在鉗夾部件 的遠端處相對地叉開；和，第二狀態，其中該第一鉗夾部件和該第二 鉗夾部件在鉗夾部件的遠端處相對地合攏。當抓持組件處於第二狀態 時，該鉗夾部件適於在第 一與第二鉗夾部件之間以牢固制約的方式 (captively)來保持和定位待焊接的縫線線段。該縫線焊接裝置還包括在近端與遠端之間沿著中央軸線延 伸的細長結合器元件，該結合器元件具有置於該結合器元件的遠端 處的選擇性地工作的加熱元件；壓縮和焊接組件，該壓縮和焊接組件可工作用以沿著中央軸線平移該結合器元件，由此在第 一預備狀態 中，該結合器元件的遠端相對地遠離至少一個鉗夾的砧部，並且在焊
接狀態中，相對地靠近並且被朝向至少一個鉗夾的砧部偏壓；以及焊 接控制器，當該抓持組件處於第二狀態並且該壓縮和焊接組件處於焊 接狀態時，該焊接控制器能夠選擇性地工作，以向加熱元件施加能量， 由此該加熱元件具有適於至少部分地熔化以牢固制約的方式保持於 鉗夾之間的縫線線段的預定閾值以上的溫度。在一些實施例中，該第 一鉗夾部件在遠端處包括橫向於第 一鉗夾軸線延伸的砧部，並且該第二鉗夾部件在遠端處包括橫向於第 二4計夾軸線延伸的砧部。在一些實施例中，該鉗夾部件適於在第二狀態時定位該鉗 夾部件中所保持的具有直徑D的兩個縫線線段，使得該縫線線段橫向 於中央軸線並排、沿著中央軸線並排、或者沿著相對於中央軸線傾斜 的軸線並排。在一些實施例中，該細長管子是柔性的。在一些實施例中， 該細長管子是剛性的。在一些實施例中，該縫線線段利用使得能夠焊接這種縫線 線段的材料製造。在一些實施例中，該結合器元件在焊接期間保持處於縫線 定位組件內。在一些實施例中，該結合器元件在焊接期間延伸超過該 縫線定位組件。—些實施例包括沿著中央軸線延伸的細長套筒部件。該套 筒部件可以包括第一鉤子部件，該第一鉤子部件沿著中央軸線並且 鄰近於縫線定位組件的 一 側而延伸，當縫線線段被以牢固制約的方式 保持在第一和第二鉗夾部件之間時，其內表面橫向於縫線線段而定 位；和，第二鉤子部件，該第二鉤子部件沿著中央軸線並且鄰近於該 縫線位置組件的、與該第一鉤子部件相對的一側而延伸，並且當縫線 線段被以牢固制約的方式保持在第 一和第二鉗夾部件之間時其內表 面橫向於縫線線段而定位。該縫線定位組件在該套筒部件內以可滑動 方式接合以選擇性地切割縫線線段。在一些實施例中，該第一和第二 鉤子部件相對於中央軸線向下地定位。 —些實施例包括從遠端到近端沿著中央軸線延伸的細長套筒部件，這裡，該套筒部件還包括沿著一部分近端的切削刃；這裡， 該縫線定位組件在該套筒部件內以可滑動方式接合以選擇性地切割 縫線線段。在 一 些實施例中，該第 一 鉗夾部件不帶凸緣地沿著第 一 鉗 夾軸線延伸，並且該第二鉗夾部件包括沿著至少部分地朝向第 一鉗夾 部件的方向橫向於第二鉗夾軸線而延伸的凸緣。在一些實施例中，該 凸緣延伸超過第一鉗夾的遠端，並且，當該抓持組件處於第二狀態時， 第一鉗夾的遠端停靠在該凸緣的、面向第一鉗夾部件的遠端的表面。 在一些實施例中，當該抓持組件處於第二狀態時，該凸緣的遠離第二 鉗夾軸線的端部抵靠著該第一鉗夾部件遠端的、面向該第二鉗夾部件 的表面。在一些實施例中，該抓持組件包括適於接納縫線線段的錨 固件，當抓持組件處於第二狀態時，該鉗夾部件適於在第一與第二鉗 夾部件之間以牢固制約的方式保持並且定位縫線線段和錨固件；並且 當該抓持組件處於第二狀態並且該壓縮和焊接組件處於焊接狀態時， 該焊接控制器選擇性地工作，以向加熱元件施加能量，由此該加熱元 件具有適於至少部分地熔化以牢固制約的方式保持於鉗夾之間的錨 固件的預定閾值以上的溫度。在一些實施例中，該錨固件是骨錨。在一些實施例中，該細長管子適於被接納於內窺鏡手術禍L 野中。在另一個方面，披露了一種縫線焊接裝置，其包括在近端 與遠端之間沿著中央軸線而延伸的細長管子、被固定到該管子的遠端 的縫線定位組件。該縫線定位組件包括帶鉤的鉗夾部件，該帶鉤的 鉗夾部件從近端和遠端沿著鉗夾軸線延伸，並且包括在遠端處橫向於 鉗夾軸線而延伸的帶鉤的凸緣部分，該帶鉤的凸緣部分被相當大地彎 曲並且具有充分的長度以提供焊接表面，在焊接期間，可以靠著該焊 接表面壓縮待焊接的縫線線段。該帶鉤鉗夾部件適於靠著該焊接表面 以牢固制約的方式保持並且定位待焊接縫線線段。該裝置還包括在 近端與遠端之間沿著中央軸線而延伸的細長結合器元件，該結合器元 件具有置於該結合器元件的遠端處的選擇性地工作的加熱元件；壓縮 和焊接組件，該壓縮和焊接組件可被操作用於沿著中央軸線平移該結 合器元件，由此在第一預備狀態中，該結合器元件的遠端相對地遠離
10該焊接表面，並且在焊接狀態中，相對地靠近並且被朝向該焊接表面
偏壓；以及焊接控制器，當壓縮和焊接組件處於焊接狀態時，該焊接 控制器選擇性地工作以向加熱元件施加能量，由此該加熱元件具有適 於至少部分地熔化以牢固制約的方式保持於焊接表面上的縫線線段 的預定閾值以上的溫度。在另一個方面，披露了一種縫線焊接方法，該方法包括 在第一和第二鉗夾部件處於打開狀態中時，在第一和第二鉗夾部件之 間接納縫線線段，閉合該第一和第二鉗夾部件從而在第一和第二鉗夾 部件之間以牢固制約的方式保持並且定位縫線線段；將細長結合器元 件選擇性地應用於縫線線段，這裡，該結合器元件具有面向縫線線段 的、選擇性地工作的加熱元件；並且向該加熱元件施加能量以焊接待 焊接縫線線段，由此該加熱元件具有適於至少部分地熔化縫線線段的 預定閾值以上的溫度。—些實施例包括並排地排列兩個或者更多縫線線段。在一 些實施例中，第 一和第二鉗夾被置於具有中央軸線的細長管子的端部 處；所述縫線線段包括兩個縫線線段；並且，閉合該第一和第二鉗夾 部件從而在第 一 和第二鉗夾部件之間以牢固制約的方式保持並且定 位縫線線段，其包括以下步驟定位該兩個縫線線段，使得兩個縫線 線段橫向於中央軸線並排、沿著中央軸線並排、或者沿著相對於中央 軸線傾斜的軸線並排。—些實施例包括，在閉合所述第一和第二鉗夾部件從而在 所述第 一和第二鉗夾部件之間以牢固制約的方式保持並且定位縫線 線段之後，張緊該一個或者更多個縫線線段。—些實施例包括，在向所述加熱元件施加能量以焊接縫線 線段之後，切割該 一 個或者更多個縫線線段中的 一 個部分。在一些實施例中，將結合器元件選擇性地應用於縫線線段，不同的實施例可以單獨地或者以任意組合的方式包括任何 上述特徵。參考將結合附圖閱讀的以下詳細說明，可以更加充分地理 解這些和其它特徵。


ii
利用以下的說明和附圖對實施例進 一 步描述，其中
圖1是本發明的示例性熱縫線焊接設備的概略視圖；
圖1A是圖1的熱縫線焊接設備的壓縮和焊接組件的遠端的 概略視圖；圖2是圖1的熱焊接縫合設備的鉗夾組件部分的實施例的 透視圖；圖2A是在第一、負載位置中圖2的鉗夾組件的側平面視圖；
圖2B是在第二、張緊位置中圖2的鉗夾組件的側平面視圖；
圖2C是在第三、配合焊接位置中圖2的鉗夾組件的側平面 視圖；和圖2D是在第四、切割位置中圖2的鉗夾組件的側平面視圖。圖3至7是鉗夾部件的可替代實施例的側平面視圖；圖8A是在圖1設備的縫線定位組件內的鄰近彼此地排列 的、兩個待結合縫線線段的截面側視圖，這裡，沿著熱焊接縫合設備 的細長管子的中央軸線置放該兩個縫線線段；圖8B是在圖1設備的縫線定位組件內的鄰近彼此地排列 的、兩個待結合縫線線段的截面側視圖，這裡，沿著橫向於熱焊接縫 合設備的細長管子的中央軸線的軸線置放該兩個縫線線段；並且圖8C是在圖1設備的縫線定位組件內的鄰近彼此地排列 的、兩個待結合縫線線段的截面側視圖，這裡，沿著相對於熱焊接縫 合設備的細長管子的中央軸線傾斜的軸線置放該兩個縫線線段；圖9A是具有保持於抓持器組件內的骨錨的、熱縫線焊接設 備的可替代實施例的概略視圖；圖9B是具有保持於抓持器組件內並且超過鉗夾端部的骨 錨的、熱縫線焊接設備的實施例的概略視圖。圖9C是具有保持於抓持器組件內並且由單一縫線線段使 用的骨錨的、熱縫線焊接設備的概略視圖。圖IOA是具有處於延伸、展開位置中的鉤子元件的熱縫線 焊接設備的概略視圖；圖10B是具有處於縮回位置中的鉤子元件的、如在圖10A 中所示的熱縫線焊接設備的概略視圖；圖11A是具有處於其縮回位置中的外部套筒旋轉刀具的熱縫線焊接設備的概略視圖；圖11B是如在圖11A中所示的熱縫線焊接設備的概略視 圖，示出處於其延伸位置中的旋轉刀具；圖11C是如在圖11B中所示的熱縫線焊接設備的概略視 圖，示出旋轉刀具處於其延伸位置中並且圍繞著中央軸線旋轉大致45 度以切割在鉗夾之間側向地延伸的縫線。在所有的圖中，相似的附圖標記代表相似的元件。
具體實施例方式如在圖1、 1A和2中所示，示例性熱縫線焊接設備10包括 沿著中央軸線A從近端PET延伸到遠端DET的細長管子12。管子12 內包含著壓縮和焊接組件14(在圖1中未示出)的一個部分並且該管 子在管子12的遠端DET處被聯接到縫線定位組件16。使用者致動/ 手柄致動組件11被固定到管子12的近端PET。根據設備10的預期外 科手術用途，管子12可以是基本剛性或者柔性的。很多生物適合性 材料或者利用生物適合性塗層塗覆的材料可以被用於製造管子12和 縫線定位組件16,包括例如聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚醯亞胺和其它 聚合物。塗層可以包含PTFE、聚醯亞胺、環氧樹脂、氧化鋁、碳化 矽、陶瓷、和金、鈦或者其它金屬化塗層。在一個實施例中，利用用 於剛性管子的不鏽鋼、或者利用用於柔性管子的鎳鈦諾或熱塑性塑料 來製造管子12。在一個實施例中，壓縮和焊接組件14包括致動杆11A (以 及在致動組件11上未示出的相關聯的機械聯接)和細長管子12 (在 其中包括結合器元件18和加熱器26)。如在圖1A中所示，結合器 元件18是可以具有在它的遠端處支撐於其上的加熱器26的細長杆。 結合器元件18能夠響應於使用者施加的作用力(經由致動組件11的 槓桿11A)而在管子12中的通道13內沿著管子12的中央軸線A以 可滑動方式移動。結合器元件18適於被選擇性地朝向管子12的遠端 DET驅動，從而如下詳細描述的那樣，用以(經由加熱器26)壓縮和 焊接被縫線定位組件16在靠近遠端DET處保持到位的縫線線段(未 示出)。結合器元件18優選地利用不鏽鋼的皮下管道製造，但是其可以利用提供了足夠強度用以靠著如由鉗夾凸緣形成的砧狀表面(未
示出)所支撐的待焊接縫線線段(未示出)來偏壓加熱元件26的任 何材料製造，如在下面進一步詳細描述地那樣。通常，壓縮範圍是抵 靠著縫線線段的夾持壓力介於1500psi與6000psi之間。在一個實施例中並且如在圖2中所示，結合器元件18包括 位於加熱器基板28上的加熱器26。在該實施例中，加熱器26利用經 由從管子12的近端PET延伸的電線(未示出)而施加的、被驅動流 過那裡的電流而被以電阻方式加熱。利用可以由使用者控制或者計算 機控制的外部加熱器控制器20來控制用於驅動電流的電壓。可替代 地，可以使用開關式內部電流源(例如蓄電池)來控制電壓。
適合性材料所;口;t的材料)'而製造。優選地，加熱器2:具有正的電 阻溫度係數(TCR)。適當的材料例如是金、或者鍍金的銀，但是可 替代材料可以包括銀、銅、鉑、鎳或者鎳鐵。利用該構造，加熱器26 可以被用作熱源(以實現熱焊接)並且同時被用作溫度傳感器。加熱 器26的溫度傳感器方面具有被反饋到控制器20 (例如，在橋接網絡 中的控制器20)的電阻數值，在此處，該電阻數值#:用於控制施加到 加熱器26的電流，從而可以用閉環方式、以高的精度提供所期的溫 度隨時間變動的廓線。基板28可以是一種作用為對於加熱器26加以 熱隔離從而能夠獲得精確溫度控制的陶瓷材料，例如氧化鋁(A203 )。 在一些實施例中，基板28可以是聚醯亞胺。響應於使用者在槓桿IIA上的作用，結合器元件18可以被 以可滑動方式置於細長管子12中，用以在一旦待焊接縫線線段被定 位於縫線定位組件16中時選4奪性地並且以壓縮方式驅動該加熱器26 抵靠著這種線段，如在下面進一步描述地。在可替代實施例中， 一個 或者更多個加熱器可以被置於縫線定位組件的不同表面上，而不是被 置於結合器元件18的遠端上。結合器元件18的定位將根據縫線定位 組件的構造、設備10的預期用途以及其它類似的變量而改變。如在圖1和2的所示的實施例中所示，縫線切割組件22靠 近管子12的遠端DEt置放。縫線切割組件22包括置於管子12的相 對側上的可移動(沿著軸線A)刀片34A和34B。該刀片能夠與靠近 管子12的遠端DE丁的相關聯的刀片窗口 40A (僅僅示出一個窗口 )相結合地操作。刀片34A、 34B能夠響應於使用者在致動組件ll上的刀具 控制件22A上所施加的作用力而沿著軸線A移動。為了展開到到切 割位置，使用者朝向遠端DET對於刀具控制件22A施加作用力並且沿 著管子12中的帶斜面的表面43A (和43B)到達如在圖2D中所示的 切割位置。如在下面進一步詳細描述地，當待焊接縫線線段51、 52被 可靠地定位於縫線定位組件16中並且然後被焊接到一起時，刀片 34A、 34B的切削刃42A、 42B從已被焊接的縫線環(未示出)剪掉 多餘的縫線材料。結合器元件18被用作壓縮元件，從而在以同時地向目標縫 線線段施加壓力和熱量的方式抵靠著待焊接縫線線段51、 52定位該 加熱元件26時，發生了靠著砧狀表面48(如在圖2B和2C中所示的) 對於待焊接縫線線段51、 52的壓縮。當熔化開始發生(由於施加熱 量)時，壓縮力朝向彼此地偏壓正在熔化的縫線線段51、 52，將相鄰 線段共混，以實現最終焊接縫線線段的最佳幾何形狀。縫線定位組件16被固定到細長管子12的遠端DEt,並且 通常包括一對相對鉗夾32、33，和抓持組件44(其處於管子12內部)， 該抓持組件44用於呈剪刀狀彼此相對地選擇性地移動鉗夾32、 33從 而在用於焊接的位置中將待焊接縫線線段51、 52以牢固制約的方式 定位並且保持於鉗夾之間(或者如在下面進一步詳細討論的那樣，至 少靠著由鉗夾凸緣46、 47所形成的砧狀表面，)。鉗夾32、 33優選 地利用剛性生物適合性材料例如聚醚醚酮、聚苯碌u醚、聚醚醯亞胺和 其它聚合物製造。在可替代實施例中，鉗夾32、 33中的一個或者更 多個可以利用生物適合性的塑料或者利用絕緣體(諸如具有充分剛度 的彈性體)塗覆的金屬彈性材料來製造，從而使得在施加熱量期間能 夠實現對於令人滿意的縫線焊接而言有必要的所需壓縮。鉗夾32、 33 沿著鉗夾軸線32A和33A中的分別的一條而延伸。在一些實施例中， 鉗夾32、 33是剛性的並且在其它實施例中，鉗夾32、 33中的一個或 這兩者是柔性的。在一個實施例中，並且如在圖2中所示，鉗夾32和33是 分裂砧形(split anvil)的，每一個鉗夾均分別地具有凸緣46、 47，凸
15緣46、 47橫向於鉗夾軸線32A、 33A延伸，從而既用於緊固待焊接 縫線線段51、 52、又用於當處於閉合位置中時提供在焊接期間壓縮結 合器元件18可以抵靠著以壓縮待焊接縫線線段51、 52的表面(或者 "砧，，48)。在所圖示的實施例中，凸緣46、 47垂直於鉗夾軸線32A、 33A延伸並且與鉗夾成為一體並且被剛性地附連到鉗夾。在圖3至7中示出鉗夾32、 33的可替代實施例。在圖3中， 除了它們與鉗夾軸線32A和33A形成傾斜角度之外，凸緣46、 47類 似於圖2所示的那些。當位於閉合位置中時，凸緣46和47形成斜向 砧面(未示出)，在焊接期間待焊接縫線線段被壓縮抵靠著該斜向砧 面。在圖4所示的一個可替代實施例中，鉗夾32、 33不具有凸緣， 但是朝向彼此以碗形方式彎曲，從而當被閉合時，鉗夾32、 33的遠 端閉合以形成在焊接期間抵靠著其而壓縮待焊接縫線的砧面48。在該 實施例中，鉗夾材料優選地是剛性材料以保證在焊接期間鉗夾保持被 牢固地閉合併且在壓縮待焊接縫線線段期間不被推壓分開。圖5和6示出鉗夾32、 33的可替代實施例，由此底鉗夾33 不帶凸緣地沿著鉗夾軸線33A延伸，並且上鉗夾32包括凸緣46。在 圖5示意的實施例中，凸緣42延伸超過底鉗夾33的遠端從而凸緣46 形成了在焊接期間抵靠著其而壓縮待焊接縫線線段的砧面。在圖6示 意的實施例中，凸緣46的遠端停靠在底鉗夾33的遠端的內表面，同 樣形成了在焊接期間抵靠著其而壓縮待焊接縫線線段的砧面48。雖然 圖5和6示意的實施例示出不帶凸緣的底鉗夾33和具有凸緣46的上 鉗夾32,但是也可以使用相逆的構造。即，底鉗夾33可以包括凸緣 47而上鉗夾32是不帶凸緣、沿著中央軸線A的方向延伸的直的鉗夾。如在圖7中所示，在縫線定位組件16的又一個實施例中， 僅僅使用單一的鉗夾32。所示意的這個鉗夾32具有與鉗夾32的遠端 成一體地或者被附連到鉗夾32的遠端而定位的凸緣46。所示意的這
靠著其而壓縮待^早接縫線線段的表面。P '&、 、''' '
這些縫線定位組件16中的每一個均可以被與壓縮和焊接組 件14 一起地使用以形成本發明的設備10,並且可以使用上述材料製造。設備10的抓持器組件44包括槓桿IIA、鉗夾32和33以及中間機械聯動件(例如具有傳統的類型)。在圖l和2的構造中，抓持器組件44響應於在致動組件11處的使用者控制(經由槓桿11A)以在打開和閉合位置之間選擇性地控制鉗夾32、 33。當槓桿11A處於第一位置(圖1中的P0S1)中時，鉗夾處於"打開"位置中，鉗夾32、 33處於相對叉開的第一狀態中，且如在圖1中所示它們的遠端(以及分別的軸32A、 33A)被分離開。位置POSl被稱作"負載，，位置，在此處能夠在鉗夾32、 33之間加載待焊接縫線線段用於隨後的焊接。在圖2A中示出P0S1。當槓桿IIA處於第二位置(圖1中的POS2)中時，鉗夾處於"閉合"位置中，其中，鉗夾32、 33處於它們的遠端被閉合的、相對合攏的第二狀態中，或者接觸POS2被稱作張緊位置，其中待焊接縫線線段(未示出)能夠通過使用在圖2B中所示組件上的POS2快速前進的張緊中央IIC來圍繞著夾板(cleat) IIB抽拉其端部而被張緊。當槓桿IIA處於第三位置(圖1中的POS3)中時，鉗夾32、 33也在它們的閉合位置中，並且結合器元件18 (和加熱器26)朝向遠端DET最大程度地移位並且被抵靠著閉合鉗夾32、 33的砧狀表面48而〗扁壓。POS3被稱作"壓縮/焊接/切割"位置。在這個位置中，在鉗夾32、 33之間已被裝載並且制約住的待焊接縫線線段被結合器元件(在圖2C中示意的)壓縮和焊接，並且隨後，經由刀具22'(在圖2D中示意的)切割多餘的縫線材料。在一個實施例中，抓持器組件44和縫線定位組件16能夠沿著中央軸線A移動，從而當鉗夾32、 33在它們的打開位置(如在圖1中所示)時，鉗夾32、 33幾乎完全地超過管子12的遠端DEt並且當鉗夾32、 33處於它們的閉合位置中時，鉗夾32、 33縮回並且幾乎完全位於管子12內。而且，當管子12的遠端DET被展開到外科手術部位時，鉗夾32、 33能夠處於它們的縮回位置中從而使得在管子12的遠端DET處縫線定位組件16的截面尺寸最小化。在本發明的 一 個實施例中，利用使得線段能夠被焊接到一起的材料製造待焊接縫線線段。這些材料可以包括例如聚酯、Kevlar、
17尼龍或者聚乙烯。在一個可替代實施例中，縫線線段可以被焊接到利 用使得縫線線段能夠被焊接到此的材料處理的表面。在實踐該實施例 時，並且作為實例，縫線線段可以被焊接到骨錨的表面，該表面利用 使得能夠進行這種焊接的材料處理。可以在該實施例中使用的材料實
例包括聚酯、Kevlar、尼龍或者聚乙烯。在實踐本發明時，外科醫生要麼通過打結或者僅僅交迭這 種縫線線段而製備待焊接縫線線段。可以製備縫線，從而可以容易地 排列待焊接線段使得它們分別的中央軸線是平行的。在實踐中，例如， 在這種製備之後，使用者將使用本發明的設備10以在初始時在鉗夾 32、 33之間抓持並且以牢固制約的方式保持已被排列(並且相鄰)的 待焊接縫線線段51、 52使其處於多種定向之一中。例如，如在圖8A 中所示，已被排列的縫線線段可以被置放成使得它們的中央軸線51A 、 52A沿著平行於管子12的中央軸線A的軸線Al，可替代地，如在圖 8B中所示，可以排列兩個縫線線段，使得它們的中央軸線51A、 52A 被沿著橫向於中央軸線A的軸線A2置放，或者如在圖8C中所示， 使得它們的中央軸線51A、 52A被沿著相對於中央軸線A傾斜的軸線 A3置放。縫線線段51、 52的具體排列方式可以依賴於使用者偏好或 者在外科手術期間施加的約束。在各種實施例中，加熱器元件26可 以被置於管子12的遠端上，如在圖1、 1A和2中所示，或者加熱器 元件可以位於鉗夾32、 33的不同的內表面上。—旦待焊接縫線線段51、 52準備進行排列(例如，通過確 保待被焊接的線段51、 52位於所需的大致鄰近區中並且具有適當的 長度和張力)，熱焊接設備10便被移動到緊鄰的並且接近縫線線段 51、 52的位置中。如在圖2A中所示，抓持組件44被致動以在第一 狀態中對鉗夾部件32、 33進行定位，其中每一個鉗夾部件32、 33的 遠端被充分地間隔開以允許在鉗夾32、 33之間引入縫線線段51、 52。 一旦待焊接縫線線段51、 52被定位於鉗夾32、 33之間，鉗夾便被定 位到它們的第二狀態，其中鉗夾32、 33的遠端閉合到一起以定位並 且以牢固制約的方式保持縫線線段51、 52,如在圖26中所示。 一旦 處於這個位置中，且待焊接縫線線段51、 52被以牢固制約的方式保 持住，則使用者便能夠例如使用一個或者多個夾板IIB和張力控制器 11C在縫線的分別的端部上抽拉以實現所需張力。在圖9A中所示，錨固件60被置於抓 持器組件44中。待焊接縫線線段51、 52被穿過錨固件60的近端中 的孔隙62，從而將線段51、 52保持到位。錨固件60可以是骨錨，該 錨固件60優選地利用具有類似於待焊接縫線線段51、 52的材料性質 的材料來製造。這種性質將會允許在展開加熱元件26時使得待焊接 縫線線段51、 52相對於錨固件60定位並且被焊接到錨固件60。在該 實施例中，加熱元件26被安裝在結合器元件18的遠端上從而使得來 自加熱器元件18的熱量能夠被用於將錨固部件60的頂部熔化到縫線 線段51、 52中並且包圍著縫線線段51、 52以實現縫線焊接。抓持器 組件44被定位成允許鉗夾部件32、 33包含待焊接縫線線段51、 52 並且緊鄰著線段51、 52而配裝該錨固件60。外部加熱器控制器20然 後被選擇性地致動以當抵靠著錨固件60而壓縮待焊接縫線線段51、 52時只十力口^(元^f牛26 ii^f亍力口^i。在另一實施例中，待焊接縫線線段51、 52可以在引入加熱 元件26之前穿過錨固件60的本體中的孔隙62而擰入。在該實施例 中，抓持器組件44被定位成允許鉗夾部件32、 33延伸超過鉗夾部件 32、 33的端部以(例如在骨頭中)緊固錨固件60。因此，通過使用 其中緊固有錨固件60的骨頭，該結合器元件18上的加熱器元件26 被用於壓縮待焊接縫線線段51、 52,以形成相反作用力，從而允許不 使用鉗夾部件32、 33地進行壓縮。 一旦錨固件60到位，並且待焊接 縫線線段被充分壓縮，則外部加熱器控制器20便被選擇性地致動以 對加熱器元件26進行加熱，從而將縫線線段51 、 52焊接到錨固件60。在又一個實施例中，並且如在圖9C中所示，鉗夾32、 33 將錨固件60保持就位並且抵靠著錨固件60的近側表面而定位單一的 縫線50。錨固件60位於例如骨頭中，並且抵靠著著縫線50展開加熱 器結合器元件18以抵靠著錨固件60的近側表面熔化縫線50。如在圖2C中所示意地，當縫線被以牢固制約的方式定位於 縫線定位組件16中時，壓縮和焊接組件14被致動從而以可滑動方式 定位所述結合器元件18,使得加熱器26接觸縫線線段51、 52中的至 少一個的外表面並且被抵靠著其而偏壓。焊接控制器20然後被選擇 性地致動以當縫線線段51、 52被壓縮於結合器元件18與相對的，鉗 夾32、 33的內表面之間時對加熱器26進行加熱。
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通過利用所需的溫度隨時間廓線將加熱器26加熱至預定閾 值溫度、並且在足以至少部分地熔化位於鄰近另一縫線線^敬處的一個 縫線線段的一部分的閾值時間期間進行加熱，引起了焊接。這個時間 和溫度廓線將取決於所用縫線的類型，包括具體縫線的直徑和材料。 可以影響時間和溫度廓線的其它因素包括在焊接部位處存在的體液 和溼氣的量。在實踐本發明時，在外科手術縫線中使用的類型的細長材 料可以是單一細絲，或者基本上單絲，並且優選地為聚合物的單一細 絲或單絲。通常，利用(但是不限於)聚合物，特別是熱塑性材料， 諸如尼龍、聚丙烯、聚酯(例如Dacron⑧)、聚乙醇酸、聚甘醇碳酸 和聚對二氧環己酮，來製造這種縫線。可替代地，縫線可以包括復絲
形式，優選地為編織式的，或者可以為在美國專利申請序列號No. 11/405,754中所描述並且主張保護的類型。如在圖2D中所示，在縫線線段51、 52被焊接之後，展開 切割元件22。在一個實施例中，刀片34A、 34B^皮使用者以人工方式 沿著刀片通道36A、 36B滑動以在鄰近焊接縫線接頭的點處移動刀片 34A、 34B的銳利遠端通過焊接線段(未示出)。然後可以從外科手 術部位縮回該i殳備10。在另一實施例中，如在圖IOA中所示，刀片35A、 35B可 具有可以或者向上(未示出)或者向下(如在圖10A中所示)的鉤子 構造。如所示那樣，鉤子刀片35A、 35B可以與細長管子12成為一體 或者被連接到細長管子12。在任一配置中，這個實施例的刀片35A、 35B的尖銳的切割表面38A、 38B均位於刀片的內表面上。 一旦縫線 線段51、 52如上所述的那樣被焊接，鉤形刀片35A、 35B便可以被展 開到遠側，因此當鉤子在延伸開來的縫線線段之上行進時利用刀片 35A、 35B制約住縫線線段51、 52。然後，通過沿著中央軸線A拉回 鉤形刀片35A、 35B，縫線^皮向後拉動並且當4兌利內表面38A、 38B 經過在結合器元件內的焊接接頭(未示出)處所保持的縫線時該縫線 被鉤形刀片35A、 35B切割。圖10B示出處於縮回位置中的鉤形刀片 35A、 35B。在另一實施例中，如在圖10中所示，切割元件22可以是 管子62的具有銳利邊緣的遠端的一個部分。 一旦焊接過程完成，管
20子62便被旋轉，將介於管子的銳利邊緣與縫線定位組件16之間的縫 線割裂開。在本發明的另一實施例中，如在圖11A中所示，細長套筒 70可以被定位於細長管子12之上。構造出該套筒70，使得套筒近端 的表面的一部分是銳利邊緣72。圖11A示出在縫線焊接之後通常地 處於閉合位置中的鉗夾32、 33。 一旦縫線焊接完成，套筒70便被以 可滑動方式朝向設備10的近端定位。在圖IIB示意的實施例中，套 筒70被如此成形，使得當套筒70被充分展開成鄰近抓持器組件44 時，銳利邊緣72定位於從抓持器組件44延伸的縫線(未示出)的端 部上方。套筒70然後圍繞著中央軸線A被旋轉一定角度，如在11C 中所示，以橫跨縫線端部而接合銳利邊緣72,因此當套筒70旋轉時 切斷縫線。套筒70可以在縫線焊接形成之前或者之後被移動到位。在一些實施例中，焊接設備IO可以包括通過引用而在上文 中被整體併入的美國臨時申請序列號No. 60/876,458中、或者在通過 引用而在本文中被整體併入的題目為Heater Assembly For Suture
Welder並且在2007年12月_提交的美國專利申請序列號No.
_中所描述的類型的加熱元件。本發明可以#皮以其它特殊形式體現而不偏離其4青神或者基 本特徵。目前的實施例因此應該在所有方面被視為是示意性的而非限 制性的，本發明的範圍由所附權利要求而非由前述說明示意。屬於權 利要求等價形式的含義和範圍內的所有的變化因此期望被涵蓋於其 中。
權利要求
1.一種縫線焊接裝置，包括A.在近端與遠端之間沿著中央軸線延伸的細長管子，B.被固定到所述管子的所述遠端的縫線定位組件，所述縫線定位組件包括i.從近端和遠端沿著第一鉗夾軸線延伸的第一鉗夾部件；ii.從近端和遠端沿著第二鉗夾軸線延伸的第二鉗夾部件，其中所述第一和第二鉗夾部件中的至少一個包括在遠端處橫向於它的相應的鉗夾軸線而延伸的砧部；iii.適於與所述第二鉗夾部件相對地定位所述第一鉗夾部件的抓持組件，所述抓持組件選擇性地工作以在下列兩個狀態之間定位所述第一和第二鉗夾部件第一狀態，其中所述第一鉗夾部件和所述第二鉗夾部件在所述鉗夾部件的所述遠端處相對地叉開；第二狀態，其中所述第一鉗夾部件和所述第二鉗夾部件在所述鉗夾部件的所述遠端處相對地合攏；其中當所述抓持組件處於所述第二狀態中時，所述鉗夾部件適於在所述第一與第二鉗夾部件之間以牢固制約的方式保持和定位待焊接縫線線段；C.在近端與遠端之間沿著所述中央軸線延伸的細長的結合器元件，所述結合器元件具有置於所述結合器元件的所述遠端處的選擇性地工作的加熱元件；D.壓縮和焊接組件，所述壓縮和焊接組件被操作用於沿著所述中央軸線平移所述結合器元件，由此在第一預備狀態中，所述結合器元件的所述遠端相對地遠離所述至少一個鉗夾的所述砧部，並且在焊接狀態中，相對地靠近並且被朝向所述至少一個鉗夾的所述砧部偏壓；和，E.焊接控制器，當所述抓持組件處於所述第二狀態中並且所述壓縮和焊接組件處於所述焊接狀態中時，所述焊接控制器選擇性地工作以向所述加熱元件施加能量，由此所述加熱元件具有適於至少部分地熔化在所述鉗夾之間被以牢固制約的方式保持的所述縫線線段的預定閾值以上的溫度。
2. 根據權利要求1的縫線焊接裝置，其中，所述第一鉗夾部件包 括在所述遠端處橫向於所述第一鉗夾軸線而延伸的砧部，並且其中所 述第二鉗夾部件包括在所述遠端處橫向於所述第二鉗夾軸線而延伸 的砧部。
3. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其中，所述鉗夾部件適於在所述第二狀態中定位其中所保持的具 有直徑D的兩個縫線線段，使得所述縫線線段橫向於所述中央軸線並排。
4. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其中，所述鉗夾部件適於在所述第二狀態中定位其中所保持的兩 個縫線線段，使得所述縫線線段沿著所述中央軸線並排。
5. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其中，所述鉗夾部件適於在所述第二狀態中定位其中所保持的兩 個縫線線段，使得所述縫線線段沿著相對於中央軸線傾斜的軸線並排。
6. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其中，所述細長管子是柔性的。
7. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其中，所述細長管子是剛性的。
8. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其還包括所述縫線線段，並 且其中所述縫線線段是利用使得能夠焊接這種縫線線段的材料製造 的。
9. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其中，所述結合器元件在焊 接期間保留在所述縫線定位組件內。
10. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其中，所述結合器元件在 焊接期間延伸超過所述縫線定位組件。
11. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其還包括沿著所述中央軸 線延伸的細長的套筒部件，所述套筒部件包括i.第一鉤子部件，所述第一鉤子部件沿著所述中央軸線並且鄰近 於所述縫線定位組件的一側而延伸；當所述縫線線段被以牢固制約的 方式保持在所述第一與第二鉗夾部件之間時，使其內表面橫向於所述縫線線段而定位；和，11. 第二鉤子部件，所述第二鉤子部件沿著所述中央軸線並且鄰近 於所述縫線位置組件的、與所述第一鉤子部件相對的一側而延伸，並 且當所述縫線線段被以牢固制約的方式保持在所述第 一與第二鉗夾 部件之間時使其內表面橫向於所述縫線線段而定位，其中，所述縫線定位組件在所述套筒部件內以能夠滑動的方式接 合以選擇性地切割所述縫線線段。
12. 根據權利要求11的縫線焊接裝置，其中，所述第一和第二鉤 子部件相對於所述中央軸線向下地定位。
13. 根據權利要求2的縫線焊接裝置，其還包括從遠端到近端沿 著所述中央軸線延伸的細長的套筒部件，其中，所述套筒部件還包括 沿著所述近端的 一部分的切削刃；其中，所述縫線定位組件在所述套筒部件內以能夠滑動的方式接 合以選擇性地切割所述縫線線段。
14. 根據權利要求1的縫線焊接裝置，其中，第一鉗夾部件不帶 凸緣地沿著第一鉗夾軸線延伸，並且第二鉗夾部件包括沿著至少部分 地朝向第一鉗夾部件的方向橫向於第二鉗夾軸線而延伸的凸緣。
15. 根據權利要求14的縫線焊接裝置，其中，凸緣延伸超過第一 鉗夾部件的遠端，並且，當抓持組件處於第二狀態中時，第一鉗夾的 遠端停靠在凸緣的面向所述第一鉗夾的遠端的表面。
16. 根據權利要求14的縫線焊接裝置，其中，當抓持組件處於第 二狀態中時，凸緣的遠離第二鉗夾軸線的端部停靠在第一鉗夾遠端的 面向第二鉗夾的表面。
17. 根據權利要求1的縫線焊接裝置，其中，所述細長管子適於 被接納於內窺鏡外科視野中。
18. 根據權利要求1的縫線焊接裝置，其中，抓持組件包括適於接納縫線線段的錨固件，其中，當所述抓持組件處於所述第二狀態中時，所述第一和第二鉗夾部件適於在所述第 一與第二鉗夾部件之間以牢固制約的方式保持並且定位縫線線段和所述錨固件；並且其中，當所述抓持組件處於所述第二狀態中並且所述壓縮和焊接組件處於所述焊接狀態中時，所述焊接控制器選擇性地工作，以向所述加熱元件施加能量，由此所述加熱元件具有適於至少部分i也熔化在 所述鉗夾部件之間以牢固制約的方式保持的所述錨固件的預定閾值 以上的溫度。
19. 根據權利要求18的縫線焊接裝置，其中，所述錨固件包括骨錨。
20. —種縫線焊接裝置，包括A. 在近端與遠端之間沿著中央軸線延伸的細長管子，B. 被固定到所述管子的所述遠端的縫線定位組件，所述縫線定位 組件包括i.帶鉤鉗夾部件，所述帶鉤鉗夾部件從近端和遠端沿著鉗夾軸線 延伸，並且包括在所述遠端處橫向於所述鉗夾軸線而延伸的帶鉤凸緣 部分，所述帶鉤凸緣部分被相當大地彎曲並且具有充分的長度以提供 焊接表面，在焊接期間，能夠抵靠著所述焊接表面而壓縮待焊接縫線 線段；其中，所述帶鉤鉗夾部件適於抵靠著所述焊接表面以牢固制約的 方式保持並且定位待焊接縫線線段；C. 在近端與遠端之間沿著所述中央軸線延伸的細長的結合器元 件，所述結合器元件具有置於所述結合器元件的所述遠端處的選擇性 地工作的加熱元件；D. 壓縮和焊接組件，所述壓縮和焊接組件被操作用於沿著所述 中央軸線平移所述結合器元件，由此在第一預備狀態中，所述結合器 元件的所述遠端相對地遠離所述焊接表面，並且在焊接狀態中，相對 地靠近並且被朝向所述焊接表面偏壓；和，E. 焊接控制器，當所述壓縮和焊接組件處於所迷焊接狀態中時， 所述焊接控制器選擇性地工作以向所述加熱元件施加能量，由此所述 加熱元件具有適於至少部分地熔化被以牢固制約的方式保持到所述 焊接表面的所述縫線線段的預定閾值以上的溫度。
21. —種縫線焊接方法，包括在第一和第二鉗夾部件處於打開狀態中時，在所述第一和第二鉗 夾部件之間接納縫線線段；閉合所述第一和第二鉗夾部件從而在所述第一與第二鉗夾部件 之間以牢固制約的方式保持並且定位所述縫線線段；將結合器元件選擇性地應用於所述縫線線段；所述結合器元件具 有面向所述縫線線段的、選擇性地工作的加熱元件；向所述加熱元件施加能量以焊接所述縫線線段，由此所述加熱元 件具有適於至少部分地熔化所述縫線線段的預定閾值以上的溫度。
22. 根據權利要求21的方法，其還包括，並排地排列兩個或者更 多個縫線線段。
23. 根據權利要求21的方法，其還包括，在閉合所述第一和第二 鉗夾部件從而在所述第 一 與第二鉗夾部件之間以牢固制約的方式保 持並且定位所述縫線線段之後，張緊一個或者更多個縫線線段。
24. 根據權利要求21的方法，其還包括，在向所述加熱元件施加 能量以焊接所述縫線線段之後，切割 一 個或者更多個縫線線段的 一 部 分。
25. 根據權利要求21的方法，其中，將結合器元件選擇性地應用 於縫線線段包括在所述鉗夾部件的表面與所述結合器元件之間壓縮 所述縫線線段。
全文摘要
一種縫線焊接方法，包括在第一和第二鉗夾部件處於打開狀態中時，在該第一與第二鉗夾部件之間接納縫線線段；閉合該第一和第二鉗夾部件從而在該第一和第二鉗夾部件之間以牢固制約的方式保持並且定位該縫線線段；將結合器元件選擇性地應用於該縫線線段；該結合器元件具有面向該縫線線段的、選擇性地工作的加熱元件；和，向該加熱元件施加能量以焊接該縫線線段，由此該加熱元件具有適於至少部分地熔化該縫線線段的預定閾值以上的溫度。
文檔編號A61B17/04GK101686831SQ200780051429
公開日2010年3月31日 申請日期2007年12月20日 優先權日2006年12月20日
發明者D·摩根, D·斯奈爾, D·馬羅, D·麥科爾米克, F·P·哈林頓, J·亞農, K·布羅瓦, P·會, P·維斯塔弗, T·伊根 申請人:阿克斯亞醫療公司