用於外科器械的液動和電動關節運動接頭的製作方法

2023-08-08 21:03:16 2

專利名稱：用於外科器械的液動和電動關節運動接頭的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及適於通過內窺鏡插入端部執行器(例如內切割器，抓鉗，切割器，縫合器，夾具施放器，進入裝置，藥物/基因治療輸送裝置，和使用超聲、RF、雷射的能量裝置，等等)的外科器械，尤其涉及帶有關節運動端部執行器的內切割器。
背景技術：
與傳統的開放式外科器械相比，內窺鏡外科器械更受歡迎，原因是更小的切口往往減小術後恢復時間和併發症。通常，這些內窺鏡外科器械包括「端部執行器」、手柄組件和在端部執行器和手柄組件之間延伸的長軸。端部執行器是器械的被配置成以各種方式接合組織以實現期望診斷或治療效果的部分(例如內切割器，抓鉗，切割器，縫合器，夾具施放器，進入裝置，藥物/基因治療輸送裝置，和使用超聲、RF、雷射的能量裝置，等等)。端部執行器和軸部分的尺寸被設定成通過放置在患者體內的套管針插入。細長軸部分能使端部執行器插入到期望深度並且也便於端部執行器的一些旋轉以將其定位在患者體內。在該套管針合理放置和例如通過另一套管針使用抓鉗的條件下，通常這種定位程度就足夠了。外科縫合和切割器械(例如在美國專利No.5,465,895中描述的)是通過插入和旋轉成功地定位端部執行器的內窺鏡外科器械的一個例子。
取決於操作的性質，可能期望進一步調整內窺鏡外科器械的端部執行器的定位。特別地，常常期望將端部執行器定向成相對於器械軸的縱向軸線成一個角度。端部執行器相對於器械軸的橫向或非軸向運動常常習慣上被稱為「關節運動」。該關節運動定位允許醫生在一些情況下更容易地接合組織，例如在器官之後。另外，關節運動定位有利地允許內窺鏡定位在端部執行器之後而不會被器械軸阻礙。
使外科縫合和切割器械進行關節運動的方法往往由於在內窺鏡器械的小直徑限制內集成關節運動的控制以及閉合端部執行器以夾住組織並擊發端部執行器(即縫合和切割)的控制而變複雜。通常，三種控制運動都作為縱向平移通過軸傳遞。例如，美國專利No.5,673,840公開了一種手風琴狀關節運動機構(「柔性頸」)，其通過選擇性地通過執行軸收回兩個連杆中的一個而進行關節運動，每個杆分別在軸中心線的相對側上偏移。所述連杆通過一系列不連續部分漸進運動。
縱向控制關節運動機構的另一個例子是美國專利No.5,865,361，其包括偏離凸輪樞軸的關節運動連杆，使得關節運動連杆的推或拉縱向平移實現向一側的關節運動。類似地，美國專利No.5,797,537公開了一種穿過軸以實現關節運動的類似的杆。可進行關節運動的外科縫合裝置的又一個例子公開於美國專利Nos.6,250,532和6,644,532中。
由於端部執行器擊發系統通常使用的類型，用於使端部執行器進行關節運動的致動器布置常常產生彎曲擊髮結構的高扭矩。缺少用於容納致動裝置的可用空間(其足夠大以產生那些所需的力)加劇了該問題。
因此，迫切需要一種包含關節運動機構的關節運動外科器械，其中所述關節運動機構可以產生以預期方式選擇性地使其端部執行器進行關節運動所需的扭矩。

發明內容
根據本發明的一個實施方式提供了一種外科器械，其包括手柄組件和聯接到所述手柄組件的近側管部分。所述外科器械進一步包括通過關節運動接頭組件連接到所述近側管部分的遠側管部分。在一個非限制性實施方式中，所述關節運動接頭組件包括球構件，該球構件不可動地聯接到所述近側和遠側管部分之一的末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分和所述遠側管部分中的另一個的末端的相應承窩中。致動組件聯接在所述遠側和近側管部分的末端之間並且用於將所述球構件的一部分保持在所述承窩中。所述致動組件進一步選擇性地旋轉所述承窩內的所述球構件部分，以使所述遠側管部分相對於所述近側管部分進行關節運動。外科執行器可以連接到所述遠側管部分。
根據本發明的另一非限制性實施方式提供了一種外科器械，其包括手柄組件和聯接到所述手柄組件的近側管部分。所述外科器械進一步包括通過關節運動接頭組件連接到所述近側管部分的遠側管部分。在一個非限制性實施方式中，所述關節運動接頭組件包括球構件，該球構件不可動地聯接到所述近側和遠側管部分之一的末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分和所述遠側管部分中的另一個的末端的相應承窩中。致動組件聯接在其中具有所述承窩的所述遠側和近側管部分中的所述一個和所述球構件的一部分之間，並且用於將所述球構件的一部分保持在所述承窩中。所述致動組件進一步選擇性地旋轉所述承窩內的所述球構件部分，以使所述遠側管部分相對於所述近側管部分進行關節運動。外科執行器可以連接到所述遠側管部分。
根據本發明的另一實施方式提供了一種外科器械，其包括手柄組件和聯接到所述手柄組件的近側管部分。所述外科器械進一步包括通過關節運動接頭組件連接到所述近側管部分的遠側管部分。在一個非限制性實施方式中，所述關節運動接頭組件包括盤狀構件，該盤狀構件不可動地聯接到所述近側和遠側管部分之一的末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分和所述遠側管部分中的另一個的末端的相應承窩中。致動組件聯接在所述遠側和近側管部分的末端之間並且用於將所述盤狀構件的一部分保持在所述承窩中。所述致動組件進一步選擇性地旋轉所述承窩內的所述盤狀構件部分，以使所述遠側管部分相對於所述近側管部分進行關節運動。外科執行器可以連接到所述遠側管部分。
根據本發明的另一非限制性實施方式提供了一種外科器械，其包括手柄組件和聯接到所述手柄組件的近側管部分。所述外科器械進一步包括通過關節運動接頭組件連接到所述近側管部分的遠側管部分。在一個非限制性實施方式中，所述關節運動接頭組件包括盤狀構件，該盤狀構件不可動地聯接到所述近側和遠側管部分之一的末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分和所述遠側管部分中的另一個的末端的相應承窩中。致動組件聯接在其中具有所述承窩的所述遠側和近側管部分之一和所述盤狀構件的一部分之間並且用於將所述盤狀構件的一部分保持在所述承窩中。所述致動組件進一步旋轉所述承窩內的所述盤狀構件部分，以使所述遠側管部分相對於所述近側管部分進行關節運動。外科執行器可以連接到所述遠側管部分。
本發明的各種實施方式的一個特徵將提供一種關節運動接頭，其能使所述近側和遠側管部分基本上共軸對準，以通過套管針中的通道插入，然後當所述接頭穿過所述套管針之後能使它們相對於彼此進行關節運動。因此，本發明的各種實施方式為設計成穿過套管針或類似結構的其他關節運動外科器械的缺陷提供了解決方案。
更具體地說，本發明涉及如下內容(1)一種外科器械，包括手柄組件；聯接到所述手柄組件的近側管部分；遠側管部分；將所述遠側管部分可樞轉地連接到所述近側管部分的關節運動接頭組件，所述關節運動接頭組件包括球構件，該球構件不可動地聯接到所述近側和遠側管部分之一的末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分和所述遠側管部分中的另一個的末端的相應承窩中；和聯接在所述遠側和近側管部分的末端之間的致動組件，該致動組件將所述球構件的一部分保持在所述承窩中並且選擇性地旋轉其中的所述球構件部分，以使所述遠側管部分相對於所述近側管部分進行關節運動；和連接到所述遠側管部分的外科執行器。
(2)如第(1)項所述的外科器械，其中，所述致動組件包括至少一個流體致動缸體。
(3)如第(2)項所述的外科器械，其中，所述至少一個流體致動缸體包括第一流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分之一的第一外殼以及連接到所述近側和遠側管部分中的另一個的末端的選擇性可延伸和縮回第一致動杆；和第二流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分之一的第二外殼以及連接到所述近側和遠側管部分中的另一個的末端的選擇性可延伸和縮回第二致動杆。
(4)如第(3)項所述的外科器械，其中，所述第一和第二致動杆由撓性材料製造。
(5)如第(1)項所述的外科器械，其中，所述球構件具有通過其中的至少一個中空通道，該中空通道適於與所述遠側和近側管部分中的開口連通。
(6)如第(2)項所述的外科器械，進一步包括在所述球構件的外表面中形成的至少一個凹痕，以用於為至少一個所述流體致動缸體的至少一部分提供間隙。
(7)如第(1)項所述的外科器械，其中，所述致動組件包括在所述遠側和近側管部分之間延伸的至少一個撓性驅動構件。
(8)如第(7)項所述的外科器械，其中，所述至少一個撓性驅動構件包括撓性蝸輪纜索，該撓性蝸輪纜索連接到電動機並且通過螺紋接合在所述球構件中形成的相應通道。
(9)如第(8)項所述的外科器械，其中，所述球構件具有貫穿其中的至少一個中空通道，該中空通道適於與所述遠側和近側管部分中的開口連通。
(10)如第(1)項所述的外科器械，其中，所述球構件不可動地聯接到所述遠側管部分的所述末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分的所述末端的承窩中。
(11)如第(1)項所述的外科器械，其中，所述外科執行器是內切割器。
(12)如第(3)項所述的外科器械，其中，所述近側管部分限定一個軸線，其中所述第一和第二流體致動缸體相對於彼此圍繞所述軸線被定位成基本上成180度角。
(13)如第(3)項所述的外科器械，其中，所述近側管部分限定一個軸線，其中所述第一和第二流體致動缸體相對於彼此圍繞所述軸線被定位成基本上小於180度的角。
(14)一種外科器械，包括手柄組件；聯接到所述手柄組件的近側管部分；遠側管部分；將所述遠側管部分可樞轉地連接到所述近側管部分的關節運動接頭組件，所述關節運動接頭組件包括球構件，該球構件不可動地聯接到所述近側和遠側管部分之一的末端的遠端並且可旋轉地接納在所述近側管部分和所述遠側管部分中的另一個的末端的相應承窩中；和致動組件，該致動組件聯接在所述遠側和近側管部分中的其中具有所述承窩的所述一個和所述球構件之間，以將所述球構件的一部分保持在所述承窩中，並且選擇性地旋轉其中的所述球構件部分以使所述遠側管部分相對於所述近側管部分進行關節運動；和連接到所述遠側管部分的外科執行器。
(15)如第(14)項所述的外科器械，其中，所述致動組件包括至少一個流體致動缸體。
(16)如第(15)項所述的外科器械，其中，所述至少一個流體致動缸體包括第一流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分中的其中具有所述承窩的所述一個的第一外殼，所述第一流體致動缸體進一步包括連接到所述球構件的一部分的可選擇性地延伸和縮回的第一致動杆；和第二流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分中的其中具有所述承窩的所述一個的第二外殼，所述第二流體致動缸體進一步包括連接到所述球構件的另一部分的可選擇性延伸和縮回第二致動杆。
(17)如第(16)項所述的外科器械，其中，所述第一和第二致動杆由撓性材料製造。
(18)如第(14)項所述的外科器械，其中，所述球構件具有貫穿其中的至少一個中空通道，該中空通道適於與所述遠側和近側管部分中的開口連通。
(19)如第(15)項所述的外科器械，進一步包括在所述球構件的外表面中形成的至少一個凹痕，以用於為至少一個所述流體致動缸體的至少一部分提供間隙。
(20)如第(14)項所述的外科器械，其中，所述外科執行器包括內切割器端部執行器。
(21)如第(16)項所述的外科器械，其中，所述近側管部分限定一個軸線，其中所述第一和第二流體致動缸體相對於彼此圍繞所述軸線被定位成基本上成180度角。
(22)如第(16)項所述的外科器械，其中，所述近側管部分限定一個軸線，其中所述第一和第二流體致動缸體相對於彼此圍繞所述軸線被定位成基本上小於180度的角。
(23)一種外科器械，包括手柄組件；聯接到所述手柄組件的近側管部分；
遠側管部分；將所述遠側管部分可樞轉地連接到所述近側管部分的關節運動接頭組件，所述關節運動接頭組件包括盤狀構件，該盤狀構件不可動地聯接到所述近側和遠側管部分之一的末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分和所述遠側管部分中的另一個的末端的相應承窩中；和聯接在所述遠側和近側管部分的末端之間的致動組件，該致動組件將所述盤狀構件保持在所述承窩中並且選擇性地旋轉其中的所述盤狀構件，以使所述遠側管部分相對於所述近側管部分進行關節運動；和連接到所述遠側管部分的外科執行器。
(24)如第(23)項所述的外科器械，其中，所述致動組件包括至少一個流體致動缸體。
(25)如第(24)項所述的外科器械，其中，所述至少一個流體致動缸體包括第一流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分之一的第一外殼以及連接到所述近側和遠側管部分中的另一個的末端的可選擇性延伸和縮回的第一致動杆；和第二流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分之一的第二外殼以及連接到所述近側和遠側管部分中的另一個的末端的可選擇性延伸和縮回的第二致動杆。
(26)如第(25)項所述的外科器械，其中，所述第一和第二致動杆由撓性材料製造。
(27)如第(23)項所述的外科器械，其中，所述盤狀構件具有貫穿其中的至少一個中空通道，該中空通道適於與所述遠側和近側管部分中的開口連通。
(28)如第(23)項所述的外科器械，其中，所述致動組件包括在所述遠側和近側管部分之間延伸的至少一個撓性驅動構件。
(29)如第(28)項所述的外科器械，其中，所述至少一個撓性驅動構件包括撓性蝸輪纜索，該撓性蝸輪纜索連接到電動機並且通過螺紋接合在所述盤狀構件中形成的相應通道。
(30)如第(29)項所述的外科器械，其中，所述球構件具有通過其中的至少一個中空通道，該中空通道適於與所述遠側和近側管部分中的開口連通。
(31)如第(23)項所述的外科器械，其中，所述盤狀構件不可動地聯接到所述遠側管部分的所述末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分的所述末端的承窩中。
(32)如第(23)項所述的外科器械，其中，所述外科執行器是內切割器。
(33)一種外科器械，包括手柄組件；聯接到所述手柄組件的近側管部分；遠側管部分；將所述遠側管部分可樞轉地連接到所述近側管部分的關節運動接頭組件，所述關節運動接頭組件包括盤狀構件，該盤狀構件不可動地聯接到所述近側和遠側管部分之一的末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分和所述遠側管部分中的另一個的末端的相應承窩中；和致動組件，該致動組件聯接在所述遠側和近側管部分中的其中具有所述承窩的所述一個和所述盤狀構件之間，以將所述盤狀構件的一部分保持在所述承窩中，並且選擇性地旋轉其中的所述盤狀構件部分，以使所述遠側管部分相對於所述近側管部分進行關節運動；和連接到所述遠側管部分的外科執行器。
(34)如第(33)項所述的外科器械，其中，所述致動組件包括至少一個流體致動缸體。
(35)如第(33)項所述的外科器械，其中，所述至少一個流體致動缸體包括
第一流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分中的其中具有所述承窩的一個上的第一外殼，和連接到所述盤狀構件的一部分的可選擇性延伸和縮回的第一致動杆；和第二流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分中的其中具有所述承窩的一個上的第二外殼，和連接到所述盤狀構件的另一部分的可選擇性延伸和縮回的第二致動杆。
(36)如第(35)項所述的外科器械，其中，所述第一和第二致動杆由撓性材料製造。
(37)如第(33)項所述的外科器械，其中，所述球構件具有貫穿其中的至少一個中空通道，該中空通道適於與所述遠側和近側管部分中的開口連通。
(38)如第(33)項所述的外科器械，其中，所述盤狀構件不可動地聯接到所述遠側管部分的所述末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分的所述末端的承窩中。
(39)如第(33)項所述的外科器械，其中，所述外科執行器是內切割器。
本領域的普通技術人員將容易理解，隨著以下具體描述的進行，這些和其他細節、特徵和優點將變得更顯而易見。


包含在該說明書中並且構成其一部分的附圖示出了本發明的實施方式，並且與上述給出的概述以及下面給出的實施方式的具體描述一起用於解釋本發明的各種實施方式的各種原理。
圖1是與液壓操作內切割器結合使用的力矩臂延伸件布置的一個非限制性例子的部分透視圖，其中的管部分處在第一基本共軸對準位置；圖2是圖1的力矩臂延伸件布置和內切割器的另一透視圖，其中的管部分相對於彼此成一個角度進行關節運動；圖3是用在圖1和2所示的內切割器中採用的端部執行器的部分剖視圖，其中的砧座處在打開或未夾緊位置，為了清楚起見省略了其中的一些元件；圖4是處在閉合或夾緊位置的圖3的端部執行器的另一剖視圖，其中切刀杆處在伸長位置；圖5是圖3和4的端部執行器的另一剖視圖，其顯示了在其中被切割和縫合之後的組織；圖6是在圖1-5中顯示的端部執行器的分解透視圖；圖7是端部執行器和釘倉的另一分解裝配圖；圖8是安裝在圖6和7所示的端部執行器中的釘倉的俯視圖；圖9是顯示插入到套管針通道中的端部執行器的橫截面端視圖；圖10是安裝在端部執行器中的釘倉的透視圖，其中的砧座處在打開或未夾緊位置；圖11是本發明的一種液壓系統實施方式的示意圖；圖12是處在關節運動位置的本發明的關節運動接頭的一個非限制性實施方式的部分透視圖；圖13是處在關節運動位置的圖12中所示的關節運動接頭的另一部分透視圖；圖14是處在關節運動位置的圖12和13中所示的關節運動接頭實施方式的另一部分透視圖；圖15是處在關節運動位置的本發明的關節運動接頭的另一非限制性實施方式的部分剖視圖；圖15A是處在關節運動位置的本發明的另一關節運動接頭的部分剖視圖；圖16是處在關節運動位置的本發明的另一關節運動接頭的部分剖視圖；圖16A是處在關節運動位置的本發明的另一關節運動接頭的部分剖視圖；圖17是處在關節運動位置的本發明的另一關節運動接頭實施方式的部分剖視圖；
圖17A是處在關節運動位置的本發明的另一關節運動接頭的部分剖視圖；具體實施方式
參照附圖，其中在所有若干視圖中相同的附圖標記表示相同的部件，圖1和2顯示了能夠實踐本發明的獨特優點的外科器械10的一個實施方式。在圖1和2中可以看出，器械10包括手柄組件200和外科執行部分12。當在此使用時，術語「外科執行器」指的是被配置成接合組織以實現完成外科任務的部件或部件組。外科執行器的例子包括但不限於內切割器，抓鉗，夾鉗，切割器，縫合器，夾具施放器，探針或進入裝置，藥物/基因治療輸送裝置，使用例如超聲、RF的能量裝置，或雷射裝置，等等。
在圖中所示的非限制性實施方式中，外科器械10包括液壓致動端部執行器22和手柄結構200，其公開於序列號為No.____、發明名稱為「SURGICAL INSTRUMENT HAVING A HYDRAULICALLY ACTUATEDEND EFFECTOR」、申請人為Frederick E.Shelton IV和JeromeR.Morgan的美國專利申請中，上述申請與這裡的申請同一天提交並且共同為本申請人所有，並且上述申請的全文公開被援引於此以作參考。然而，隨著本具體描述的進行，本領域技術人員將容易理解，本發明的各種實施方式的獨特而新穎的特徵也可以與電動或氣動端部執行器結合使用。因此，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，本發明的各種實施方式可以有利地與除了在附圖中描述的典型實施方式之外的各種外科執行器結合使用。因此，給予本發明的各種實施方式的保護範圍不應當被限制在僅僅使用在此具體描述的特定類型的外科執行器。
被說成是援引於此以作參考的任何專利、出版物或其他公開材料(全文地或部分地)僅僅在一定程度上被援引於此，使得被援引的材料不會與在該公開中闡述的現有定義、聲明或其他公開材料衝突。照這樣，以及在需要的程度上，在此清楚闡述的公開棄除了被援引於此以作參考的任何衝突材料。被說成是援引於此以作參考，但是與在此闡述的現有定義、聲明或其他公開材料衝突的任何材料或其部分將僅僅在一定程度上被援引，使得在所述被援引的材料和現有的公開材料之間不發生衝突。
圖3-10顯示了根據本發明的各種實施方式被配置成執行組織的夾緊、切斷和縫合的端部執行器22的一種類型的視圖。在一個實施方式中，端部執行器22具有主體部分24，該主體部分帶有用於在其中接納釘倉60的細長通道26。砧座28聯接到主體部分24並且能夠選擇性地朝著和遠離安裝在細長通道26中的釘倉60樞轉。圖3和10示出了處在打開位置的砧座28，圖4和5示出了處在閉合位置的砧座28。砧座28可以採用液壓方式被閉合併且通過諸如彈簧23的儲能裝置返回到其打開位置。在圖3-5中可以看出，致動囊40可以策略地安裝在砧座28的一部分的下方，使得當用加壓流體或空氣膨脹囊40時，它將砧座28偏壓到其打開位置。供給管線42聯接到囊40以用於從容器232供應加壓流體，這將在下面進一步具體描述。在備選的非限制性實施方式中，一個或多個附加液壓缸可以有利地用於打開和閉合砧座。在其他的非限制性實施方式中，可以通過連接到那裡的遠側管部分410的滑動動作打開和閉合砧座28。
在圖3-10中也顯示了可以用於這種端部執行器的釘倉的一種類型。釘倉60具有由細長切割槽64分隔的倉體62，所述細長切割槽從釘倉60的近端65朝著錐形外尖端66延伸。參見圖10，多個釘接收通道68形成於釘倉體64內並且布置在細長切割槽64的每一側上的縱向間隔行69中。釘驅動器70定位在釘接收通道內，從而每個釘驅動器在其上支承一個或多個釘72。通過在向上的方向上朝著砧座28運動它們各自的驅動器70，釘72被推進或「擊發」。
圖10顯示了處在打開位置的端部執行器22的三維視圖，其中釘倉60安裝在細長通道26中。在砧座28的下表面30上，當釘倉60安裝在端部執行器22中時多個釘形成槽32排布成對應於倉體62中的每個釘接收通道68。更具體而言，砧座28中的每個形成槽32可以對應於位於釘倉60內的單個釘72。釘倉60可以卡扣配合在細長通道26中。例如，釘倉60的延伸部件63接合細長通道26的凹槽27(如圖6中所示)。
在一個實施方式中，釘驅動器70由一系列液壓致動囊90、92、94、96、98、100沿「向上」方向(朝著砧座2 8)驅動，所述囊位於端部執行器22的細長槽26內並且被布置成使得當囊90、92、94、96、98、100被膨脹時，它們朝著砧座28驅動或「擊發」相應的驅動器70及其各自的釘72。當釘腿的末端接觸砧座28中的相應釘形成槽32時，它們彎曲以閉合釘72。在發明名稱為「SURGICALINSTRUMENT HAVING A HYDRAULICALLY ACTUATED END EFFECTOR」的上述專利申請公開了各種擊發設置，上述申請已被援引於此以作參考。加壓流體或空氣通過如圖6和11中所示的一系列供給管線供應到囊90、92、94、96、98、100。
同樣在一個實施方式中，為了便於切割夾鉗在端部執行器22中的組織8，液壓致動切刀杆110可操作地安裝在細長通道26內並且當釘倉60安裝在端部執行器22內時被布置成容納在倉體62中的細長槽64內。切刀杆110沿著細長槽64縱向地延伸並且機械地聯接到或以另外方式支承在支杆111上，所述支杆連接到液壓切割囊102。通過將加壓流體或空氣引入到切割囊102中，迫使切刀杆110向上(由圖4中的箭頭A表示)，由此導致切刀杆110切斷夾鉗在砧座28和釘倉60之間的組織8。當切刀杆110切斷組織8之後，允許加壓流體離開切割囊102，由此允許囊102收縮和允許切刀杆110向下(圖3中的箭頭「B」)運動到其縮回或未擊發位置。加壓流體或空氣由供給管線256供應到切割囊102。
在圖1和2中可以看出，手柄組件200可以容納通常被標示為210的液壓系統，該液壓系統用於控制端部執行器22的操作。可以用於控制端部執行器22的液壓系統210的一個實施方式示意性地在圖11中示出。在該非限制性實施方式中，包括流體容器232的傳統的液壓泵組件230用於將加壓流體供應到各種囊。在一個實施方式中，泵230由支承在手柄組件200中的電池234供電。然而，泵230也可以由其他手段供電，例如交流電或機械致動器。泵230可以通過供給管線236流體聯接到容器232，所述供給管線在其中具有傳統的止回閥238。參見圖11，當在此使用時，術語「流體聯接」表示元件與合適的供給、回流、排放等管線或其他裝置聯接在一起以允許加壓流體介質、空氣等在它們之間通過。當在此使用時，如用在「供給管線」、「排放管線」或「回流管線」中的術語「管線」指的是由溝道、管道、管系等形成的合適流體通道，用於在部件之間輸送加壓流體、空氣等。
在一個實施方式中，連接到泵230的排放埠231的排放管線240管接到歧管242，該歧管具有用於聯接到那裡的每個囊的指定供給管線。例如，在圖11所示的實施方式中，供給管線244聯接到囊90並且在其中具有控制閥260以用於控制加壓流體通過管線244流到囊90。供給管線246聯接到囊92並且在其中具有控制閥262。供給管線248聯接到囊94並且在其中具有控制閥264。供給管線250聯接到囊96並且在其中具有控制閥266。供給管線252聯接到囊98並且在其中具有控制閥268。供給管線254聯接到囊100並且在其中具有控制閥270。供給管線256聯接到囊102並且在其中具有控制閥272。供給管線42由管線241聯接到囊40和供給管線240。供給閥274設在管線241中用於控制加壓流體朝那裡流動，並且提供回流閥276以允許流體從囊40返回到歧管管線242中並通過連接到歧管242和容器232的回流管線259』。在圖11中可以看出，回流管線259』可以在其中具有回流閥278。閥262、264、266、268、270、272、274、276、278包括一個閥單元，通常標示為280。在各種非限制性實施方式中，閥262、264、266、268、270、272、274、276、278均可以包括電氣致動閥，例如壓電閥或電活性聚合物(EAP)閥，其可以被配置成響應電信號。然而，也可以使用其他合適的閥和閥布置。
上述閥可以由控制電路300響應從輸入按鈕(例如位於手柄上的按鈕308、310、312、314和/或316)接收的輸入進行操作。控制電路也可以由電池234供電並且包括能夠響應來自按鈕308、310、312、314、316和/或來自手柄的其他部分(例如可樞轉地聯接到那裡的閉合觸發器206和/或擊發觸發器208)的輸入產生用於配置閥單元280的信號的合適電路。在一個非限制性實施方式中，控制電路300可以包括微處理器和其他相關部件，包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)等。在其他非限制性實施方式中，控制電路300可以包括各種邏輯電路元件。
在圖1和2中可以看出，在一個非限制性實施方式中，器械10的手柄組件200包括手槍式握把204，該手槍式握把包括可樞轉地連接到那裡以開始閉合砧座28的閉合觸發器206。在一個實施方式中，閉合觸發器傳感器205用於感測何時閉合觸發器206已樞轉到閉合位置。閉合觸發器傳感器205與控制電路通信，以打開回流閥276和回流閥278並且閉合供給閥274以允許加壓流體從砧座囊28返回到容器232中。砧座28然後由復位彈簧23樞轉到閉合位置。閉合觸發器206可以由釋放按鈕栓鎖布置36保持在閉合位置，所述栓鎖布置所屬的類型公開於申請人為Jeffery S.Swayze和FrederickE.Shelton，IV、發明名稱為「SURGICAL STAPLING INSTRUMENTINCORPORATING A FIRING MECHANISM HAVING A LINKED RACKTRANSMISSION」的美國專利No.6,905,057中，上述申請的全文公開被援引於此以作參考。另一非限制性實施方式將閉合觸發器206連接到管組件452並且使之向遠側運動，在端部執行器組件24上驅動遠側管410而使系統閉合。
當端部執行器22處在閉合位置時，它可以通過套管針490插入。參見圖9，為了再打開端部執行器22，按壓釋放按鈕36以解鎖閉合觸發器206，從而能使它樞轉離開擊發觸發器208到達打開位置。當處在打開位置時，閉合觸發器傳感器205發信號通知控制電路300為泵230供電和打開供給閥274並閉合回流閥276。加壓流體然後被泵送到砧座囊40中以將砧座28樞轉到打開位置。當醫生已將端部執行器22定向成使得所需組織位於打開的砧座28和釘倉60之間時，閉合觸發器206被樞轉到閉合位置並且被栓鎖。閥276和278被打開並且閥241被閉合。閥276和278被打開足夠長的時間以允許砧座囊40中的流體從那裡通過管線42、242和259返回。其後，那些閥被閉合。如上所述，使用在此描述的液壓動力囊和復位彈簧布置僅是可以用於打開和閉合砧座28的結構的一種類型。在不脫離本發明的精神和範圍的情況下也可以利用其他砧座控制布置，所以給予本發明的各種實施方式的保護應當不僅僅限制在這種囊和復位彈簧布置。
輸入按鈕308、310、312、314、316可以以任何合適的方式將輸入信號提供給控制電路300。在一個非限制性實施方式中，每個輸入按鈕308、310、312、314、316可以對應於一個或多個特定閥，這些閥用於控制一個或多個囊的膨脹。儘管對於該非限制性實施方式顯示了五個致動按鈕，讀者將會理解，可以採用其他數量的按鈕。例如，如果希望的是僅僅一次致動一個縫合囊，可以為每個囊提供獨立致動按鈕。例如，按鈕308可以控制切割器供給管線256中的閥272。通過致動所述閥272，允許由泵230供應到歧管242中的加壓流體通過供應管線256流入到切割囊102中。類似地，如果致動按鈕310用於控制閥260、262，則致動按鈕310將導致縫合囊90和92膨脹並擊發它們相應的釘72。可以選擇多個按鈕以產生包括一個以上執行器的擊發模式。在其他非限制性實施方式中，每個輸入按鈕308、310、312、314、316可以代表預定的擊發順序和/或模式。例如，選擇按鈕308、310、312、314、316可以導致控制電路318配置閥單元304，使得當擊發觸發器28被壓下時對應於特定外科執行器的液壓裝置被擊發。將會理解，各種實施方式可以具有比所示更多或更少的輸入按鈕。在一個實施方式中，擊發觸發器208在閉合觸發器206的外側可樞轉地連接到手柄200，並且一個或多個擊發傳感器(未示出)可以被定位成檢測擊發觸發器的位置。擊發傳感器然後可以與控制電路300通信以控制各種閥，從而允許加壓流體流到各種縫合囊，從而實現預期擊發序列。
在各種非限制性實施方式中，閥單元280可以被配置成將延遲引入到包含在端部執行器12中的一個或多個外科執行器的驅動中。例如，可能希望驅動切割執行器，然後在驅動縫合執行器的一個或多個區域之前延遲預定時間。延遲可以根據任何合適的方法實現。在一個非限制性實施方式中，控制電路30可以配置閥單元280以打開液壓泵230和包括在端部執行器12中的第一外科執行器之間的液壓流體路徑。當擊發觸發器28被致動時，泵302可以產生加壓液壓流體，該加壓液壓流體驅動第一外科執行器。控制電路300可以感測第一外科執行器何時被驅動(例如通過感測擊發觸發器208的位置)並且開動定時器，該定時器報數預定延遲時間。在預定延遲時間截止時，控制電路318可以配置閥單元280以將加壓液壓流體提供給第二外科執行器。在致動擊發觸發器208時產生的液壓壓力可以足夠驅動第二外科執行器，或者在各種實施方式中，液壓泵230可以用於產生附加的液壓壓力。
在本發明的一個非限制性實施方式中，端部執行器22可以由關節運動接頭組件(整體標示為400)連接到手柄組件200。在圖1、2和12-14中可以看出，關節運動接頭組件400包括遠側管部分410，該遠側管部分具有遠端412、近端414和遠側軸線H-H。遠端412機械地(例如剛性地或可滑動地連接-取決於使用的砧座閉合布置)聯接到端部執行器主體24。遠側管部分410可以是部分中空的，並且近端是實心的，軟管/導線接收通道416穿過其中。
接頭組件400進一步包括近側管部分450，該近側管部分具有近端452、遠端454和近側軸線I-I。近端452連接到手柄組件200。在一個實施方式中，例如，近端452可以由承接在手柄組件上的內部通道保持器連接到手柄組件200。然而，也可以利用其他緊固布置。在一個實施方式中，遠端454是實心的並且具有通過其中的軟管/導線接收通道456。管部分450的剩餘部分可以是中空的，以允許軟管和/或導線穿過其中。
在一個實施方式中，遠側管部分410通過球接頭組件460可樞轉地聯接到近側管部分450。在一個實施方式中，球接頭組件460包括中空球構件462，該球構件安裝到或形成於遠側管部分410的近端414上。球構件462基本上是中空的，或者在其中具有中空通道以允許軟管和/或導線穿過其中。球構件462被接納在設在近側管部分450的遠端的承窩458中，從而使球構件462在其中自由樞轉。
在一個實施方式中，通常標示為500的致動組件用於使遠側管部分410相對於近側管部分450進行關節運動。在圖11-14中可以看出，在一個非限制性實施方式中，利用兩個關節運動缸體510、520。第一關節運動缸體510可以包括傳統的液壓或氣壓缸體，該缸體具有在其中包含第一活塞514的第一外殼512。第一活塞杆或第一致動杆516連接到第一活塞514並且伸到第一外殼512之外。活塞514響應加壓流體或空氣在活塞514的一側或另一側的進入而在第一外殼512內運動，導致第一致動杆516延伸到第一缸體外殼512之外或進入第一缸體外殼512。第一外殼512的遠端518可樞轉地連接(銷接)或以其他方式剛性地連接到遠側管部分410的近端414。第一致動杆516由諸如橡膠等這樣的撓性材料製造並且其自由端519剛性地連接到近側管部分450的遠端454。第一致動杆516的自由端519可以通過膠粘、螺紋等連接到遠端454。第一凹痕466或一系列凹痕設在球構件的外表面464中，以提供第一致動杆516以及第一缸體外殼512的末端所需的間隙。
同樣在該非限制性實施方式中，第二關節運動缸體520可以包括傳統的液壓或氣壓缸體，該缸體具有在其中包含第二活塞524的第二外殼522。第二活塞杆或第二致動杆526連接到第二活塞524並且伸到第二外殼522之外。第二活塞524響應加壓流體或空氣在第二活塞524的一側或另一側的進入而在第二缸體外殼522內運動，導致致動杆526延伸到第二缸體外殼522之外或進入第二缸體外殼522。第二缸體外殼522可樞轉地連接(銷接)或以其他方式剛性地連接到遠側管部分410的近端414。第二致動杆526由諸如橡膠等這樣的撓性材料製造並且其自由端529剛性地連接到近側管部分450的遠端454。第二致動杆526的自由端529可以通過膠粘、螺紋等連接到遠端454。第二凹痕468或一系列凹痕設在球構件462的外表面464中，以提供第二致動杆526以及第二缸體外殼522的末端所需的間隙。
第一和第二關節運動缸體510、520可以由液壓系統210供電或者它們可以由獨立的液壓系統供電。圖11顯示了控制第一和第二關節運動缸體510、520的一種方法。在所述圖中可以看出，供給管線570從泵230連接到供給管線240。供給管線570的第一部分572連接到第一缸體外殼512中的第一供給埠，以用於在第一活塞514的一側將加壓流體或空氣供應到第一缸體外殼512中，並且供給管線570的第二部分574連接到第一外殼512中的第二供給埠，以用於在第一活塞514的另一側將加壓流體或空氣供應到第一外殼512中。第一供給閥576安裝在供給管線570的第一部分572中，第二供給閥578安裝在第一供給管線570的第二部分574中。提供排放或回流管線580，以將加壓流體從第一外殼512返回到流體容器232中。回流管線580具有連接到第一外殼512的埠的第一部分582和第二部分584。第一回流閥586安裝在回流管線580的第一部分582中，第二回流閥588安裝在回流管線的第二部分584中。
供給管線570進一步具有在第二活塞524的一側聯接到第二外殼522中的第三供給埠的第三部分590，並且供給管線570具有在第二活塞524的另一側聯接到第二外殼522中的第四供給埠的第四部分592。閥596安裝在第三部分590中，另一閥598安裝在供給管線570的第四部分592中。提供另一回流管線600以允許在缸體520的致動期間加壓流體、空氣等從外殼522返回到容器232。回流管線600具有在第二活塞524的一側連接到第二外殼522的第三回流埠的第三部分602，和在第二活塞524的另一側連接到第二外殼522的第四回流埠的回流管線600的第四部分604。回流閥606設在回流管線600的第三部分602中，並且另一回流閥608設在回流管線600的部分604中。
所述閥可以由上述類型的控制電路300或第二控制電路300』控制，所述第二控制電路可以包括微處理器和其他相關部件，包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)等。在其他非限制性實施方式中，控制電路300』可以包括各種邏輯電路元件。傳統的多位置開關610或一系列開關、按鈕等可以連接到第二控制電路300』以用於控制閥576、578、586、588、594、596、606、608，從而以獲得關節運動所需程度和方向的方式控制缸體510、520。
當如上所述可樞轉地連接在一起時，近側和遠側管部分450、410形成管組件470，該管組件具有一個通道472或多個通道，以用於支承端部執行器22和手柄200之間的供給管線(總地標示為480)。將會理解，管組件470具有圓周「C」和形狀，使得當遠側管部分410與近側管部分450共軸對準時，管組件470可以通過套管針490中的通道492插入。參見圖9，在一個實施方式中，第一和第二管部分410、450具有圓形橫截面形狀並且尺寸被設定成通過圓形套管針通道492軸向地插入。遠側和近側管部分410、450的外徑均小於套管針通道492的內徑，以便於通過套管針通道492插入管組件470，並且需要時或必要時，便於管組件470在套管針通道492內旋轉。例如，如果套管針通道492具有的內徑大約為12.8mm(0.503英寸)，則管組件470(和每個管部分410、450)的最大外徑可以大約為12.7mm(0.500英寸)。可以想像，對於不必要或不需要具有在套管針通道492內旋轉管組件470的能力的應用中，可以利用其通道具有非圓形橫截面的套管針。在那些情況下，管組件將具有這樣的橫截面形狀，其能夠便於管組件通過套管針通道軸向插入並且可以非常類似於套管針通道的橫截面形狀。因此，本發明的各種實施方式應當並不限於具有圓形橫截面形狀的管組件的裝置。
圖1示出了處在未關節運動位置的接頭組件，在所述未關節運動位置將能使管組件470插入到套管針中。當外科執行器12已通過套管針490被插入並且需要使執行器12進行關節運動時，醫生通過開關610啟動控制電路300』。取決於所需的關節運動的程度和方向，第一活塞516和第二活塞526可以都延伸、一個延伸一個縮回，或者都縮回，從而導致球構件462在承窩中樞轉以獲得關節運動的預期量。醫生通過啟動位於手柄組件上的多位置開關或按鈕以導致控制電路300』打開和閉合各種控制閥576、578、586、588、594、596、606、608，從而延伸活塞516和526。讀者將會理解，取決於力，第一和第二致動杆516、526在致動期間會傾向於彎曲而不是樞轉，就是這些杆516、526的偏轉和彎曲進一步導致了遠側管部分410相對於近側管部分450進行關節運動。而且，如果關節運動缸體510、520不關於裝置的縱向軸線對準成180度，它們可以用於在多個平面中使端部執行器進行關節運動以及僅僅圍繞垂直於所述縱向軸線的點樞轉它。通過使用該實施方式的球接頭布置使得這種樞轉靈活性成為可能。這種布置代表著勝過僅僅可以圍繞單一軸關節運動的其他布置的顯著改進。
上述用於致動關節運動缸體510、520的液壓控制系統只是可以使用的控制系統的一個例子。讀者將會理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下可以利用各種不同的控制布置來啟動關節運動缸體。例如，上述的關節運動缸體510、520需要加壓流體/空氣進入以在兩個方向上運動它們各自的活塞。利用彈簧或其他機構來將活塞返回到開始位置的其他缸體也可以與合適的閥一起使用，並且可以利用在本領域技術人員的能力範圍內的液壓流體供給布置。進一步將會理解，儘管上面描述了兩個關節運動缸體，本發明的其他實施方式可以僅僅利用一個關節運動缸體或兩個以上的關節運動缸體。而且，儘管球構件462被描述成不可動地安裝到遠側管部分410和設在近側管部分450中的承窩458，本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，在其他非限制性實施方式中，球構件462可以不可動地連接到近側管部分450和設在遠側管部分410中的承窩458上。
圖15示出了本發明的另一關節運動接頭組件1400的實施方式。在所述圖中可以看出，遠側管部分1410具有近端1414和遠側軸線H』-H』。儘管未在圖15中顯示，遠側管部分1410具有機械地聯接到端部執行器主體24的遠端1412。取決於使用的砧座閉合布置，遠端1412可以不可動地連接到端部執行器主體或通過纜索、撓性構件或可樞轉構件連接。遠側管部分1410可以是部分中空的，並且近端是實心的，軟管/導線接收通道1416穿過其中。
接頭組件1400進一步包括近側管部分1450，該近側管部分具有遠端1454和近側軸線I』-I』。儘管未在圖15中顯示，近側管部分1450具有機械地連接到手柄組件200的近端。
在一個實施方式中，遠側管部分1410通過球接頭組件1460可樞轉地聯接到近側管部分1450。在一個實施方式中，球接頭組件包括中空球構件1462，該球構件安裝到或形成於近側管部分1450的遠端1454上。球構件1462具有中空通道1464，該中空通道具有張開的或以另外方式加大的端部1465，以允許它與通道1416這樣連通，即，使得無論球構件1462在何位置，延伸通過其中的軟管480和/或導線都不會被夾住或以另外方式被損壞。球構件1462被接納在設在遠側管部分1410的近端1414的承窩1458中，使得球構件1462在其中自由樞轉或旋轉。
在一個實施方式中，整體標示為1500的致動組件用於使遠側管部分1410相對於近側管部分1450進行關節運動。在圖15中可以看出，在一個非限制性實施方式中，可採用兩個關節運動缸體1510、1520。第一關節運動缸體1510可以包括傳統的液壓或氣壓缸體，該缸體具有在其中包含第一活塞1514的第一外殼1512。第一活塞杆或第一致動杆1516連接到第一活塞1514並且伸到第一外殼1512之外。活塞1514響應加壓流體或空氣在活塞1514的一側或另一側的進入而在第一外殼1512內運動，導致第一致動杆1516延伸到第一缸體外殼1512之外或進入第一缸體外殼1512。第一外殼1512的遠端1518可樞轉地連接(銷接)或以其他方式剛性地連接到遠側管部分1410的近端1414的一部分1415。在第一缸體外殼1512的區域中的近端1414的外表面的輪廓可以設定成便於缸體外殼1512的樞轉運動。第一致動杆1516可以由諸如橡膠等這樣的撓性材料製造。致動杆1516的自由端1519可樞轉地銷接或以另外方式連接到近側管部分1450的遠端1454。
同樣在該非限制性實施方式中，第二關節運動缸體1520可以包括傳統的液壓或氣壓缸體，該缸體具有在其中包含第二活塞1524的第二外殼1522。第二活塞杆或第二致動杆1526連接到第二活塞1524並且伸到第二外殼1522之外。第二活塞1524響應加壓流體或空氣在第二活塞1524的一側或另一側的進入而在第二缸體外殼1522內運動，這導致致動杆1526延伸到第二缸體外殼1522之外或進入第二缸體外殼1522。第二缸體外殼1522的遠端1523可樞轉地連接(銷接)到遠側管部分1410的近端1414的一部分1417。在第二缸體外殼1522的區域中的近端1414外表面的輪廓可以被設定成便於缸體外殼1522的樞轉運動。第二致動杆1526可以由諸如橡膠等這樣的撓性材料製造或者它可以由剛性材料製造。致動杆1526的自由端1529可樞轉地銷接或以另外方式連接到近側管部分1450的遠端1454。
第一和第二關節運動缸體1510、1520可以由液壓系統210以與上面關於缸體510、520的具體論述相同的方式供電，或者它們可以由獨立的液壓系統供電。圖11顯示了控制第一和第二關節運動缸體1510、1520的一種方法。通過延伸致動杆1526和縮回致動杆1516，遠側管部分1410(和與之連接的端部執行器22)可以相對於近側管1450在圖15中所示的方向進行關節運動。控制電路300』可以響應手柄組件200上的多位置開關610的位置以這些方式致動缸體1510、1520。讀者將會理解，儘管上面描述了兩個關節運動缸體，如果僅僅需要或想要一個自由度(one degree)關節運動，本發明的其他實施方式可以僅僅利用一個關節運動缸體。而且，儘管球構件1462被描述成不可動地安裝到近側管部分1450和設在遠側管部分1410中的承窩1458上，本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，在其他非限制性實施方式中，球構件1462可以不可動地連接到遠側管部分1410和設在近側管部分1450中的承窩1458上。
在圖15A所示的備選實施方式中，接頭組件1460』包括圓盤狀構件1462』而不是球狀元件。圓盤1462』具有中空通道1464』，該中空通道具有張開的或以另外方式擴大的端部1465』，以允許它與通道1416連通，使得無論盤狀構件1462』在何位置，延伸通過其中的軟管480和/或導線將不會被夾住或以另外方式被損壞。盤狀構件1462』被接納在設在遠側管部分1410的近端1414的承窩1458』中，使得盤狀構件1462』在其中自由樞轉。如果需要的話，盤狀構件1462』的外緣可以帶有接納在承窩壁的凹槽(未示出)中的舌狀件(未示出)，以進一步穩固盤狀構件1462』。該實施方式以另外方式利用上述的致動器1510和1520。然而，再次地，讀者將會理解，儘管上面描述了兩個關節運動缸體，如果僅僅需要或想要一個自由度關節運動，本發明的其他實施方式可以僅僅利用一個關節運動缸體。而且，儘管盤狀構件1462』被描述成不可動地安裝到近側管部分1450和設在遠側管部分1410中的承窩1458』上，本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，在其他非限制性實施方式中盤狀構件1462』可以不可動地連接到遠側管部分1410和設在近側管部分1450中的承窩1458』上。
在圖16中顯示了另一備選實施方式。在該實施方式中可以看出，缸體1510的第一致動杆1516的末端1519連接到球構件1462的外表面的一部分，並且第二致動杆1516的末端1529也連接到球構件1462的一部分。該實施方式在組成和操作上與圖15中所示的和上述的實施方式等效。然而，再次地，讀者將會理解，儘管上面描述了兩個關節運動缸體，如果僅僅需要或想要一個自由度關節運動，本發明的其他實施方式可以僅僅利用一個關節運動缸體。而且，儘管球構件1462被描述成不可動地安裝到近側管部分1450和設在遠側管部分1410中的承窩1458上，本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，在其他非限制性實施方式中，球構件1462可以不可動地連接到遠側管部分1410和設在近側管部分1450中的承窩1458上。
在圖16A中顯示了另一備選實施方式。在該實施方式中可以看出，缸體1510的第一致動杆1516的末端1519連接到盤狀構件1462』的外表面的一部分，並且第二致動杆1516的末端1529也連接到盤狀構件1462』的一部分。該實施方式在組成和操作上與圖16A中所示的和上述的實施方式等效。然而，再次地，讀者將會理解，儘管上面描述了兩個關節運動缸體，如果僅僅需要或想要一個自由度關節運動，本發明的其他實施方式可以僅僅利用一個關節運動缸體。而且，儘管盤狀構件1462』被描述成不可動地安裝到近側管部分1450和設在遠側管部分1410中的承窩1458』上，本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，在其他非限制性實施方式中，盤狀構件1462』可以不可動地連接到遠側管部分1410和設在近側管部分1450中的承窩1458』上。
圖17示出了本發明的又一關節運動接頭組件2400的實施方式。在所述圖中可以看出，遠側管部分2410具有近端2414和遠側軸線H」-H」。儘管未在圖17中顯示，遠側管部分2410具有機械地聯接到端部執行器主體24的遠端。取決於使用的砧座閉合布置，所述遠端可以不可動地連接到端部執行器主體或通過纜索、撓性元件或可樞轉元件連接。遠側管部分2410可以是部分中空的，並且近端2414是實心的，軟管/導線接收通道2416穿過其中。通道2416可以具有圓錐形部分2417。
接頭組件2400進一步包括近側管部分2450，該近側管部分具有遠端2454和近側軸線I」-I」。儘管未在圖18中顯示，近側管部分2450具有機械地連接到手柄組件200的近端2454。
在一個實施方式中，遠側管部分2410通過球接頭組件2460可樞轉地聯接到近側管部分2450。在一個實施方式中，球接頭組件2460包括球構件2462，該球構件安裝到或形成於近側管部分2450的遠端2454上。球構件2462具有中空通道2464，該中空通道具有張開的或以另外方式擴大的端部2465，以允許它與通道部分2416、2417連通，使得無論球構件2462在何位置，延伸通過其中的軟管480和/或導線將不會被夾住或以另外方式被損壞。球構件2462被接納在設在遠側管部分2410的近端2414的承窩2458中，使得球構件2462在其中自由旋轉。
在一個實施方式中，通常標示為2500的致動組件用於使遠側管部分2410相對於近側管部分2450進行關節運動。在圖17中可以看出，在一個非限制性實施方式中，利用兩個撓性蝸輪纜索2510、2520。第一撓性蝸輪纜索2510適於驅動地接合在球構件2462中形成的第一齒輪通道2465內的蝸輪齒、螺紋等(未示出)。第一撓性蝸輪纜索2510聯接到安裝在遠側管部分2410中的第一電動機2512。類似地，在該非限制性實施方式中，第二撓性蝸輪纜索2520適於驅動地接合在球構件2462中形成的第二齒輪通道2467內的蝸輪齒、螺紋等，所述第二齒輪通道具有在其中形成的蝸輪齒、螺紋等2469。第二撓性蝸輪纜索2520聯接到安裝在遠側管部分2410中的第二電動機2522。儘管在此被描述成「撓性蝸輪纜索」，應當理解該術語表示包含所有類型的撓性驅動纜索或驅動布置，並不一定在其上利用蝸輪型齒。
第一和第二電動機2512、2522可以是電動的(由電池234或另一電池供電)或者由交流電供電或者由液壓流體或空氣提供動力。在一個實施方式中，電動機2512、2522是電動的並且通過手柄組件200上的一個或多個開關或按鈕(未示出)操作。通過控制第一和第二蝸輪纜索2510、2520的旋轉量和旋轉方向，導致球構件2462在承窩2458內旋轉並且由此使遠側管部分2410(和與之連接的端部執行器22)相對於近側管部分2450進行關節運動。讀者將會理解，這種布置便於左側關節運動(如圖17中所示)和右側關節運動(未示出)。然而，再次地，讀者將會理解，儘管上面描述了兩個撓性蝸輪纜索/電動機布置，如果僅僅需要或想要一個自由度關節運動，本發明的其他實施方式可以僅僅利用一個撓性蝸輪纜索布置。而且，儘管球構件2462被描述成不可動地安裝到近側管部分2450和設在遠側管部分2410中的承窩2458上，本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，在其他非限制性實施方式中，球構件2462可以不可動地連接到遠側管部分2410和設在近側管部分2450中的承窩2458上。
在圖17所示的備選實施方式中，接頭組件2460』包括圓盤狀構件2462，而不是球狀元件。盤狀構件2462』具有中空通道2464』，該中空通道具有張開的或以另外方式擴大的端部2465』，以允許它與通道2416連通，使得無論盤狀構件2462』在何位置，延伸通過其中的軟管480和/或導線將不會被夾住或以另外方式被損壞。盤狀構件2462』被接納在設在遠側管部分2410的近端2414的承窩2458』中，使得盤狀構件2462』在其中自由旋轉。如果需要的話，盤狀構件2462』的外緣可以帶有接納在承窩壁的凹槽(未示出)中的舌狀件(未示出)以進一步穩固盤狀構件2462』。該實施方式以另外方式利用上述的電動機驅動撓性蝸輪纜索2510和2520。然而，再次地，讀者將會理解，儘管上面描述了兩個撓性蝸輪纜索/電動機布置，如果僅僅需要或想要一個自由度關節運動，本發明的其他實施方式可以僅僅利用一個撓性蝸輪纜索布置。而且，儘管盤狀構件2462』被描述成不可動地安裝到近側管部分2450和設在遠側管部分2410中的承窩2458』上，本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，在其他非限制性實施方式中，盤狀構件2462』可以不可動地連接到遠側管部分2410和設在近側管部分2450中的承窩2458』。
本發明的各種非限制性實施方式提供了勝過現有技術的關節運動外科器械的許多優點。特別地，本發明的各種實施方式能使將外科執行器連接到手柄的管元件的部分通過套管針或類似裝置插入，然後在患者體內選擇性地進行關節運動。儘管在此結合液壓操作內切割器的使用描述了各種實施方式，本領域的普通技術人員將會理解，本發明的各種實施方式可以與電動內切割器和與許多其他類型的外科執行器一起使用，而不管它們是電動的還是液動的。
儘管通過若干實施方式的描述舉例說明了本發明以及儘管相當具體地描述了例舉的實施方式，申請人並非想要限制或以任何方式將後附權利要求的範圍限定在這樣的細節。附加優點和改進對於本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，根據內窺鏡程序和裝置論述了本發明。然而，在此諸如「內窺鏡」這樣的術語的使用不應當被理解成將本發明限定在僅僅結合內窺鏡管(即套管針)使用的外科縫合和切割器械。相反，相信本發明可以應用於進入被限制在小切口的任何程序中，包括但不限於腹腔鏡程序，以及開放式程序。而且，本發明的各種實施方式不應當僅僅被限制在與具有液壓動力或空氣動力外科執行器的外科器械結合使用。本發明的各種實施方式也可以有效地用於利用電動外科執行器的外科器械等。
權利要求
1.一種外科器械，包括手柄組件；聯接到所述手柄組件的近側管部分；遠側管部分；將所述遠側管部分可樞轉地連接到所述近側管部分的關節運動接頭組件，所述關節運動接頭組件包括球構件，該球構件不可動地聯接到所述近側和遠側管部分之一的末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分和所述遠側管部分中的另一個的末端的相應承窩中；和聯接在所述遠側和近側管部分的末端之間的致動組件，該致動組件將所述球構件的一部分保持在所述承窩中並且選擇性地旋轉其中的所述球構件部分，以使所述遠側管部分相對於所述近側管部分進行關節運動；和連接到所述遠側管部分的外科執行器。
2.根據權利要求1所述的外科器械，其中，所述致動組件包括至少一個流體致動缸體。
3.根據權利要求2所述的外科器械，其中，所述至少一個流體致動缸體包括第一流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分之一的第一外殼以及連接到所述近側和遠側管部分中的另一個的末端的選擇性可延伸和縮回第一致動杆；和第二流體致動缸體，其具有連接到所述遠側和近側管部分之一的第二外殼以及連接到所述近側和遠側管部分中的另一個的末端的選擇性可延伸和縮回第二致動杆。
4.根據權利要求3所述的外科器械，其中，所述第一和第二致動杆由撓性材料製造。
5.根據權利要求1所述的外科器械，其中，所述球構件具有貫穿其中的至少一個中空通道，該中空通道適於與所述遠側和近側管部分中的開口連通。
6.根據權利要求2所述的外科器械，進一步包括在所述球構件的外表面中形成的至少一個凹痕，以用於為至少一個所述流體致動缸體的至少一部分提供間隙。
7.根據權利要求1所述的外科器械，其中，所述致動組件包括在所述遠側和近側管部分之間延伸的至少一個撓性驅動構件。
8.根據權利要求7所述的外科器械，其中，所述至少一個撓性驅動構件包括撓性蝸輪纜索，該撓性蝸輪纜索連接到電動機並且通過螺紋接合在所述球構件中形成的相應通道。
9.根據權利要求8所述的外科器械，其中，所述球構件具有通過其中的至少一個中空通道，該中空通道適於與所述遠側和近側管部分中的開口連通。
10.根據權利要求1所述的外科器械，其中，所述球構件不可動地聯接到所述遠側管部分的所述末端並且可旋轉地接納在所述近側管部分的所述末端的承窩中。
全文摘要
一種與外科器械結合使用的關節運動接頭，所述外科器械的一部分必須穿過套管針或類似結構，然後相對於接納在套管針中的器械的另一部分進行關節運動。所述關節運動接頭的各種實施方式包括至少一個流體致動缸體或撓性驅動構件，以使外科執行器相對於器械的手柄組件進行關節運動。
文檔編號A61B1/00GK1961839SQ20061013665
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月9日 優先權日2005年11月9日
發明者弗雷德裡克·E·謝爾頓四世, 傑弗裡·S·斯韋茲 申請人:伊西康內外科公司