具有帶旋轉滑動離合器傳動的多沖程擊發器的外科縫合器的制作方法

專利名稱：具有帶旋轉滑動離合器傳動的多沖程擊發器的外科縫合器的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及能夠將數行縫釘施加到組織上并同時切割在這些行列釘線之間的組織的外科縫合器械，尤其涉及關于縫合器械的改進以及對用于形成這種隨著扳機的多沖程來完成擊發的縫合器械的各種組成元件的方法的改進。
背景技術：
由于較小的切口易于減小術后的恢復時間和并發癥，所以，內窺鏡的外科器械常常比傳統的開放式手術裝置更受偏愛。因此，適于通過套管針的插管將遠端執行器精確地放置在需要手術的部位處的內窺鏡手術器械的領域取得了顯著的發展。這些遠端執行器以多種方式與組織接合以取到得診斷或治療的效果(例如內切割器、抓鉗、切割器、縫合器、夾具施放器、進入裝置、藥品/基因的治療輸送裝置以及使用超聲波、RF、激光等的能量裝置)。
已知的外科縫合器包括在組織中形成縱向切口的同時將數行縫釘施加到該切口的相對側上的端部執行器。該端部執行器包括一對相配合的鉗口構件，如果欲將該器械用于內窺鏡或腹腔鏡的用途，則該鉗口構件能夠穿過插管通道。其中一個鉗口構件容納具有至少兩排橫向間隔開的縫釘的縫釘匣。另一個鉗口構件限定了砧板，該砧板具有與縫釘匣中的多排縫釘對齊的縫釘成形凹槽。該器械包括數個往復運動的楔狀件，當向遠側驅動時，該楔狀件穿過縫釘匣中的開口并與支撐縫釘的驅動器接合，以實現朝砧板擊發縫釘。
在美國專利No.5,465,895中描述了適于內窺鏡用途的外科縫合器的一個示例，該申請有利地提供不同的閉合和擊發動作。由此，臨床醫生能夠在組織上閉合鉗口構件以在擊發前定位組織。一旦臨床醫生已經確定鉗口構件正確地夾緊組織，則臨床醫生能夠用單擊發沖程來擊發外科縫合器，從而切割并縫合組織。同時切割和縫合避免當先后使用分別僅用于切割或縫合的不同的手術工具來執行這樣的操作時可能引起的并發癥。
一個擊發前能在組織上閉合的特別優點是醫生通過內窺鏡能夠確認已得到用于切割的理想位置，并包括在相對的鉗口之間已夾緊足夠量的組織。否則，相對的鉗口可能過于緊密地靠在一起，特別是在其遠端處夾緊，由此，在被切割的組織中不能有效地形成閉合的縫釘。另一個極端是，過量的被夾緊的組織可引起粘結和不完整的擊發。
通常，跟隨單擊發沖程的單閉合沖程是一個進行切割和縫合的方便并有效的方式。然而，在某些情況下，需要多擊發沖程。例如，醫生能夠從鉗口尺寸的范圍中選擇與切割所需的長度相對應的縫釘匣長度。較長的縫釘匣需要較長的擊發沖程。因此，與較短的縫釘匣相比，對于這些較長的縫釘匣需要對實現擊發的手壓式扳機施加較大的力，以切割更多的組織并驅動更多的縫釘。理想的是，力的大小較小并與較短的縫釘匣的力相當，以便不超過一些外科醫生的手的力量。另外，一些不熟悉較大縫釘匣的醫生可能擔心，當需要意料之外的較大的力時已發生粘結或其它故障。
如在美國專利No.5,762,256和No.6,330,965中描述的一種降低用于擊發沖程所需的力的方法是允許擊發扳機被沖擊多次的棘齒機構。然而，可以認為通過棘爪將擊發扳機的往復運動直接轉換進入整體齒條，這限制了用于在每次擊發沖程的過程中擊發運動所需量的設計選擇。另外，這些已知具有多沖程擊發機構的外科縫合器械沒有獨立的閉合和擊發動作的優點。
因此，特別需要一種利用多擊發沖程以獲得切割和縫合的理想長度的外科縫合器械，并且具有擊發沖程行程與為端部執行器產生的縱向擊發運動的理想關系。

發明內容
本發明通過提供具有在防止擊發構件倒轉的同時傳遞一系列多擊發沖程的旋轉傳動裝置的外科縫合和切割器械克服了現有技術的上述以及其它缺陷。因此，需要增加擊發力和/或增加擊發行程的器械的端部執行器可易于用多沖程擊發扳機擊發。
在本發明的一個方面中，外科器械具有響應縱向擊發運動以執行外科手術操作的端部執行器。使用者在擊發致動器中引起運動以產生通過擊發機構有選擇地傳遞的擊發運動。具體地說，旋轉傳動裝置接收來自根據操作者的要求循環運動的擊發致動器的擊發和返回運動。輸入旋轉構件對應于其擊發和返回方向運動而轉動。因此，將那些對應于擊發方向的轉動通過單向離合器有選擇地傳送到輸出旋轉構件，該輸出旋轉構件接合細長的擊發構件以將這種間歇的擊發運動傳遞到端部執行器上。由此可獲得多擊發沖程以減少在單個沖程裝置上每一單堵沖程所需的力。另外，可通過輸入和輸出旋轉構件的適當的尺寸以及通過擊發致動器所給出的任何機械優點來選擇齒輪減速關系，從而選擇在擊發致動器處所施加的理想的力并使其實現為在細長擊發構件處的縱向行程和力。
在本發明的另一個方面中，外科器械具有切割和縫合組織的端部執行器。特別的是，縫釘施放組件的遠側具有一個砧板，該砧板具有可從與數個縫釘隔開的張開位置運動到鄰近數個縫釘的閉合位置的縫釘形成表面。縫釘施放機構具有引起從縫釘施放組件中施放至少一部分縫釘的旋轉傳動裝置。因此，多沖程擊發可被用來切割和縫合組織。
(1)本發明涉及一種外科器械，包括端部執行器，其具有可操作的構造以響應擊發運動；連接到端部執行器上的軸，其包括聯接到用于運動的端部執行器上的細長擊發構件，以縱向傳送擊發運動；以及在近側連接到軸上的手柄，其包括沿擊發方向和返回方向可重復地運動的擊發致動器；旋轉傳動裝置，包括輸入旋轉構件，其被聯接在用于對應其擊發和返回方向的運動而進行轉動的擊發致動器上；輸出旋轉構件，其被接合在用于對應其縱向運動而進行轉動的細長的擊發構件上；以及單向離合器，其將輸入旋轉構件的擊發轉動選擇性地傳遞給輸出旋轉構件。
(2)根據項目(1)所述的外科器械，進一步包括連接在細長擊發構件上的齒條，其中，該齒條通過齒輪接合與由齒輪組組成的凸輪盤聯接。
(3)根據項目(2)所述的外科器械，其中，所述旋轉傳動裝置包括齒輪減速組件，該齒輪減速組件使輸入旋轉構件的間歇旋轉與齒條的加速縱向運動相關聯。
(4)根據項目(1)所述的外科器械，進一步包括防倒轉機構，其具有可操作的構造以防止細長擊發構件在擊發致動器的擊發沖程之間縮回。
(5)根據項目(4)所述的外科器械，其中，所述防倒轉機構包括被向近側偏壓成與細長擊發構件摩擦接合的擺簧。
(6)根據項目(4)所述的外科器械，進一步包括釋放機構，其具有可操作的構造以響應釋放致動，從而推動防倒轉機構與細長擊發構件脫離接合。
(7)根據項目(6)所述的外科器械，其中，所述防倒轉機構包括被向近側偏壓成與細長擊發構件摩擦接合的擺簧。
(8)根據權利要求1所述的外科器械，其中，所述端部執行器包括一對響應于閉合運動的相對的鉗口和響應于擊發構件的擊發桿，所述軸具有可操作的構造以通過閉合構件將閉合運動傳送到端部執行器，所述手柄進一步包括具有可操作的構造以產生閉合運動的閉合機構。
(9)根據項目1所述的外科器械，其中，所述單向離合器包括在輸入滾柱構件和輸出滾柱構件之間的滾柱式滑動離合器。
(10)根據項目1所述的外科器械，其中，所述擊發致動器包括提供往復弧形運動的可樞轉聯接的桿，該擊發致動器包括接合在輸入旋轉構件上的弧形表面。
(11)根據項目10所述外科器械，其中，所述弧形表面進一步包括弧形齒輪部分，所述輸入旋轉構件包括接合在其上的齒輪。
(12)根據項目10所述的外科器械，其中，將所述旋轉傳動裝置旋轉地安裝在手柄殼體內，所述擊發致動器包括一孔，該孔的尺寸形成為容納輸入旋轉構件并與其沿切線接合，以在往復弧形運動的范圍內實現旋轉。
(13)根據項目12所述的外科器械，其中，所述弧形表面進一步包括沿在擊發致動器中的所述孔的一個表面的弧形齒輪部分，所述輸入旋轉構件包括與弧形齒輪部分接合的齒輪。
(14)本發明還涉及一種外科器械，包括手柄；位于手柄遠側的縫釘施放組件，其包括數個縫釘，以及具有縫釘形成表面的砧板，該縫釘形成表面可從離開所述數個縫釘的打開位置運動至鄰近所述數個縫釘的閉合位置；以及縫釘施放機構，其被可操作地聯接在縫釘施放組件上，其包括擊發致動器，其可重復地沿擊發方向和返回方向移動，旋轉傳動裝置，其包括聯接在擊發致動器上用于對應于擊發和返回方向的運動而旋轉的擊輸入旋轉構件、接合在細長擊發構件上用于對應縱向運動而旋轉的的輸出旋轉構件以及選擇性地將輸入旋轉構件的擊發旋轉傳送到輸出旋轉構件上的單向離合器。
(15)本發明還涉及一種外科器械，其包括端部執行器，該端部執行器具有可操作的構造以響應于擊發運動；安裝在端部執行器上的軸，其包括連接到用于移動的端部執行器上的細長擊發構件，以縱向地傳送擊發運動；以及近側軸上的手柄，其包括擊發致動器，其可重復并樞轉地沿擊發方向和返回方向運動；旋轉傳動裝置，其響應于擊發致動器的弧形運動，以選擇性地將沿一個方向的間歇的旋轉連接在細長擊發構件上。
(16)根據項目15所述的外科器械，其中，所述端部執行器進一步包括響應于擊發運動的縫合和切割裝置。
(17)根據項目16所述的外科器械，其中，所述縫合和切割裝置進一步包括一對響應于閉合運動的相對鉗口，所述手柄進一步包括用于閉合所述一對相對鉗口的部件。
從附圖和其說明書中將顯而易見本發明的這些和其它目的和優點。


包含并構成本說明書的一部分的

了本發明的實施方案，并與上述給出的對發明的總體描述以及下面給出的實施方案的詳細描述一起，用來解釋本發明的原則。
圖1為具有張開端部執行器的外科縫合和切割器械的透視圖。
圖2為沿圖1所示的張開的端部執行器的線2-2的橫截面的左側剖視圖。
圖3為圖1所示的張開的端部執行器的透視圖。
圖4為圖1所示的外科縫合和切割器械的執行部分的分解透視圖。
圖5為圖1所示的外科縫合和切割器械的手柄的分解透視圖。
圖6為圖1所示的外科縫合和切割器械的手柄處于打開狀態的左側剖視圖，其中手柄殼體的左側部分被拆除以露出包括用于多擊發沖程的旋轉傳動裝置的擊發機構。
圖7為圖6所示的手柄的右側剖視圖，其中手柄殼體的右側部分被拆除以露出閉合機構和防倒轉裝置。
圖8為圖7所示的手柄的向下透視圖。
圖9為圖6所示的手柄的側剖視圖，其中，閉合扳機閉合并省略擊發扳機以露出在凸輪盤中的擊發驅動楔狀件和凸輪凸角。
圖10為圖9所示的擊發驅動楔狀件和凸輪葉的向下透視圖。
圖11為圖1所示的手柄的旋轉傳動擊發機構的后側透視圖。
圖12為圖6所示的處于閉合和擊發狀態的手柄的側剖視圖，其中省略了旋轉傳動擊發機構的小惰輪以暴露與整體齒條接觸的防倒轉擺動件。
圖13為圖1所示的包含用于外科縫合和切割器械的旋轉滑動離合器的可替代的旋轉傳動擊發機構的透視圖，其中省略了執行部分、左手柄殼體以及閉合機構。
圖14為圖13所示的滑動離合器旋轉傳動擊發機構的分解透視圖，其省略了執行部分、左手柄殼體以及閉合機構。
圖15為圖13所示的旋轉傳動擊發機構的滑動離合器組件的詳細的右側剖視圖，其中以線示出了左側正齒輪，該左側正齒輪當擊發扳機釋放時脫離接合。
圖16為圖13所示的旋轉傳動擊發機構的滑動離合器組件的詳細的右側部視圖，其示出當致動擊發扳機時接合的狀態。
圖17為處于初始、未擊發狀態的圖13所示的旋轉傳動擊發機構的左側部視圖，其中省略了執行部分、左手柄殼體以及閉合機構。
圖18為在第一擊發沖程后的圖1 3所示的旋轉傳動擊發機構的左側剖視圖，其中省略了執行部分、左手柄殼體以及閉合機構。
圖19為隨第一擊發沖程釋放擊發扳機后的圖13所示的旋轉傳動擊發機構的左側剖視圖，其中省略了執行部分、左手柄殼體以及閉合機構。
圖20為圖13的旋轉傳動擊發機構的左視圖，其處于第二擊發沖程后的狀態，并省略了執行部分、左手柄殼體以及閉合機構。
具體實施例方式
在附圖中，相同標號在所給出的附圖中均表示相同部件，圖1-4示出了能夠實施本發明的獨特優點的外科縫合和切割器械10。該外科縫合和切割器械10包括端部執行器12，該端部執行器12具有樞轉連接到細長通道16上的砧板14，該砧板14形成用于待夾緊切割和縫合組織的相對的鉗口。將端部執行器12通過軸18聯接到手柄20上。由端部執行器12和軸18形成的執行部分22的尺寸有利地形成為通過套管針或小的腹腔鏡開口插入以進行內窺鏡的手術處理，并同時通過外科醫生抓握手柄20來控制。手柄20有利地包括這樣的特征，即，允許擊發端部執行器12的獨立閉合運動以及啟動多擊發沖程以實現端部執行器12的擊發(即，切割和縫合)，并同時為外科醫生顯示擊發的程度。
為此，將軸18的閉合管24連接在閉合扳機26和砧板14之間以導致端部執行器12的閉合。在閉合管24內，將框架28連接在細長通道16和手柄20之間，以縱向定位并支撐端部執行器12。將旋鈕30與框架28聯接，并且以相對于繞軸18的縱向軸線作旋轉運動的方式將該旋鈕和框架可旋轉地與手柄20聯接。因此，外科醫生能通過轉動旋鈕30來旋轉端部執行器12。還可通過旋鈕30旋轉閉合管24，但閉合管24保持一定程度的相對此處的縱向運動以致使端部執行器12的閉合。在框架28內，將擊發桿32定位為用于縱向運動并連接在端部執行器12的砧板14和多沖程擊發扳機34之間。閉合扳機26位于手柄20的手槍式握柄36的遠側，而擊發扳機34位于手槍式握柄36和閉合扳機26二者的遠側。
在內窺鏡手術中，一旦將執行部分22插入病人體內以進入手術部位，醫生參照內窺鏡或其它診斷成像裝置來定位在砧板14和細長通道16之間的組織。通過握緊閉合扳機26和手槍式握柄36，外科醫生可重復地夾緊并定位組織。一旦對相對于端部執行器12的組織的定位以及在其中的組織的量滿意，醫生將閉合扳機26朝向手槍式扳機36完全壓下，從而夾緊在端部執行器12中的組織并鎖定處于該夾緊(閉合)位置中的閉合扳機26。如果不滿意于這樣的位置，則外科醫生可通過壓下釋放按鈕38(圖4)來釋放閉合扳機26，其操作在下面被更全面地描述，并從此后重復夾持組織的步驟。
如果夾持是正確的，則外科醫生可繼續擊發外科縫合和切割器械10。具體而言，外科醫生握緊擊發扳機34和手槍式握柄36，從而壓下擊發扳機34預定次數。根據最大的手的尺寸、在每次擊發沖程的過程中被施加到器械上的力的最大量以及在擊發過程中通過擊發桿32傳送到端部執行器12所需的縱向距離和力來以人機工程學的方式確定必要的擊發沖程的次數。正如下述討論中應當理解的，每個外科醫生可選擇使擊發扳機34在不同角度的運動范圍內循環，并因此增加或減少擊發沖程的次數。
在圖1中，在擊發外科縫合和切割器械10后，閉合釋放桿40被致動以縮回擊發機構。按壓閉合釋放桿40使在手柄20內的旋轉傳動裝置擊發機構42脫開，從而啟動彈簧172以將擊發桿32從端部執行器12中縮回。
包括E形梁端部執行器的執行部分能提供多沖程擊發運動的手柄20的優點已應用到許多帶有如圖1-4中所示的這樣的端部執行器12的大量器械中。端部執行器12的砧板14響應來自手柄20的通過閉合管24縱向并向遠側傳送的閉合運動。細長通道16滑動地與平移和閉合的砧板14接合以形成相對的鉗口，而框架28固定地與靜止的通道16接合以形成與手柄20的剛性連接。閉合管24從遠側將砧板14接合到在砧板14和細長通道16之間狹縫連接的銷上。因此，閉合管24相對于框架28向遠側的運動實現了閉合，而相對于框架28向近側的運動實現了端部執行器12的張開。
特別參照圖4，執行部分22還包括響應來自手柄20的擊發運動的組成元件，具體地說是聯接在手柄20中的擊發機構42和執行部分22之間的縱向運動的擊發桿32(圖4中未示出)。特別的是，擊發桿32(圖5中被分解示出)與滑動地設置在框架28中的縱向凹槽48內的擊發槽形構件46旋轉地接合。擊發槽形構件46以直接響應擊發桿32的縱向運動而在框架28內縱向運動。在閉合管24中的縱向條縫50可操作地與旋鈕30接合(未示出)，以使縱向槽50進一步允許旋鈕30在小的縱向條縫52處與框架28接合，從而實現旋轉。一突起位于在閉合管24上的條縫50的前面，并且該突起向下彎曲進入在框架28中的小條縫52中以使閉合管24接合到框架28上。閉合管24中的縱向條縫50的長度為足夠長，以便允許與旋鈕30一起相對的縱向運動，從而分別地完成閉合運動。
將框架槽形構件46的遠端連接到與框架28一起運動的擊發桿56的近端，以使E形梁60向遠側進入端部執行器12。端部執行器12包括由E形梁60致動的縫釘匣62，該E形梁使將縫釘從縫釘匣62的縫釘孔64中被向上驅動的縫釘與砧板14的縫釘形成凹槽68接觸，從而產生所形成的B形縫釘。特別參照圖3，縫釘匣主體86還包括近側開口的垂直槽70，用于沿E形梁60的遠端設置的垂直定向切割表面的通道以在被縫合的同時切割組織。
在五個未審定和共同擁有的美國專利申請中詳細地描述了圖示的端部執行器12，這些申請的每一個公開的全部內容都在此被引入作為參考，這些申請是(1)由Frederick E.Shelton、Mike Setser和Bruce Weisenburgh于2003年6月20日提交、系列號為No.10/441,424、發明名稱為“具有用于防止擊發的單獨鎖定機構的外科縫合器械”；(2)由Frederick E.Shelton、Mike Setser和Brian J.Hemmelgarn于2003年6月20日提交、系列號為No.10/441,632、發明名稱為“具有分隔開的不同的閉合和擊發系統的外科縫合器械”；(3)由Frederick E.Shelton、Mike Setser和Bruce Weisenburgh于2003年6月20日提交、系列號為No.10/441,565、發明名稱為“具有用完的縫釘匣鎖定裝置的外科縫合器械”；(4)由Frederick E.Shelton、Mike Setser和Bruce Weisenburgh于2003年6月20日提交、系列號為No.10/441,580、發明名稱為“具有用于打開的砧板的擊發鎖定裝置的外科縫合器械”；以及(5)由Frederick E.Shelton、MikeSetser和Bruce Weisenburgh于2003年6月20日提交、系列號為No.10/443,617，發明名稱為“包含E形梁擊發機構的外科縫合器械”。
應當理解的是，盡管此處所示的是非鉸接軸18，但是本發明的申請可包括諸如在五個未審定和共同擁有的美國專利申請中描述的能鉸接的器械，這些申請的每一個公開的全部內容都在此被引入作為參考，這些申請是(1)由Frederick E.Shelton、Brian J.Hemmelgarn、Jeff Swayze和Kenneth S.Wales于2003年7月9日提交、系列號為No.10/615,973、發明名稱為“包含具有圍繞縱向軸線旋轉的鉸接機構的外科器械”；(2)由Brian J.Hemmelgarn于2003年7月9日提交、系列號為No.10/615,962、發明名稱為“包含用于擊發桿軌道的鉸接接頭的外科縫合器械”；(3)由Jeff Swayze于2003年7月9日提交、系列號為No.10/615972、發明名稱為“帶有橫向運動的鉸接控制裝置的外科器械”；(4)由Frederick E.Shelton、Mike Setser和Bruce Weisenburgh于2003年7月9日提交、系列號為No.10/615,974、發明名稱為“包含用于增加在鉸接接頭周圍的撓性的錐形擊發桿的外科縫合器械”；以及(5)由JeffSwayze和Joseph Charles Hueil于2003年7月9日申請、系列號為No.10/615,971、發明名稱為“具有用于支撐擊發桿的鉸接接頭支撐板的外科縫合器械”。
多沖程擊發手柄在圖5-8中，手柄20響應于閉合扳機26和擊發扳機34的致動，以分別對執行部分22產生閉合和擊發運動。對于閉合運動，閉合扳機26包括上部76，該上部包括三個橫向孔，即，前定位銷孔78、下后樞轉孔80以及中心切口82。將三個桿在手柄殼體88的右半殼體和左半殼體84，86之間橫向定向并接合在其間(在圖5-6中示出了右半個殼體84，而在圖7中示出了左半個殼體86)。特別的是，后桿90穿過閉合扳機26的上部76的后樞轉孔80，因此，閉合扳機26繞后桿90樞轉。相對于后桿90在遠側定位的前桿92和在前桿92上方的頂部桿94穿過中心切口86，該中心切除部分的形狀被形成為通過與在扳機行程的每個極端處的前桿92和頂部桿94接觸來限制閉合扳機26的運動。因此，中心切除部分82包括當閉合扳機26向前(向遠側)時其底部表面與前桿92接觸的垂直部分，還包括當閉合扳機26在其向前松弛的位置和其近側致動位置處時其頂部和向前表面分別與頂部桿94接觸的上部向近側傾斜部分。
將與閉合管24接合的閉合軛形件96縱向滑動地容納在手柄殼體92內并在其遠端處與閉合管24的近端接合，從而將縱向閉合運動傳送給閉合管24，并由此傳送給用于閉合端部執行器12的砧板14上。這種接合允許閉合管24旋轉而閉合軛形件96不旋轉。在這種接合的上方，橫向銷孔100通過前銷104與閉合連桿102連接，而閉合連接件102的另一端部通過后銷106與閉合扳機26的銷孔82聯接。
三角襯套120包括分別容納桿90，92，94的孔122，124，126，并且三角襯套120被夾在凸輪盤130和閉合扳機26的上部76之間。凸輪盤130繞前桿92旋轉并包括容納后桿90和頂部桿94的半圓形槽132。中心孔134容納前桿92。在凸輪盤130的左側，在擊發扳機34的上端138上的桿孔136容納頂部桿94。擊發扳機34旋轉地安裝到桿94上，以使凸輪盤130夾在三角襯套120和擊發扳機34之間。在擊發扳機34中位于桿孔136下方的遠側開口凹槽140被對準以容納前桿92，從而在擊發過程中允許扳機34被向遠側牽拉。閉合扳機26的致動使凸輪連接件102向下擺動與從擊發扳機34中向內延伸的驅動錐銷184接觸，從而導致向遠側局部地牽拉擊發扳機34并使擊發扳機34分階段來夾持。
特別參照圖5，9和10，凸輪盤130具有在前部周圍(當處于所示的未擊發狀態時)具體地說是沿其左側的一系列凸輪凸角142-144(圖9)，該凸輪葉由擊發扳機34分別接合，以便將從頂部到前面(從左側看時為逆時針)的旋轉傳送給凸輪盤130。這種旋轉通過旋轉傳動擊發機構42的齒輪組150(圖5和11)傳送，以與小惰輪154接合的在凸輪盤130的右側下部部分的齒輪部分152開始，因此該小惰輪以相對凸輪盤130增加的速度從頂部旋轉到后面(順時針)。大惰輪156通過惰輪軸158連接在小惰輪154上，并因此沿相同方向和相同速度旋轉。將第二小齒輪160嚙合到大惰輪156上，并因此以更大的速度從頂部旋轉到前面(從左側看時逆時針)。細齒的大齒輪162通過第二軸164連接在第二小齒輪160上，并因此沿與第二小齒輪160相同方向和相同速度旋轉。因此，齒輪組150通過包括雙聯齒輪減速裝置來增強凸輪盤130的運動，以提供額外的縱向擊發運動。細齒的大齒輪162在整體齒條170的下側處與齒輪部分168接合，該整體齒條的遠端與擊發桿32的近端接合。齒條170具有被縱向滑動地容納在閉合軛形件96內的遠側部分以及被縱向滑動地容納在手柄殼體88的右半個殼體84和左半個殼體86之間的近側部分。
擊發扳機34與凸輪葉142-144之間選擇性的接合通過致動擊發扳機34的多擊發沖程進一步地提供縱向行程。為使齒輪組150作好擊發準備，凸輪盤130通過連接到在凸輪盤130的下部近側邊緣處的環形槽176內形成的向左突出的整體銷174上的齒輪組縮回彈簧172使凸輪盤130朝其未擊發位置順時針方向轉動(圖9-10)。齒輪組縮回彈簧172具有連接在與手柄殼體88為一體的銷178上的另一個端部。擊發扳機34的致動使凸輪盤130逆時針方向旋轉，以使縮回彈簧172伸長。繼續致動擊發扳機34使伸長的縮回彈簧172在凸輪盤130旋轉時繞其外徑纏繞并進入環形槽176中(未示出)。
特別參照圖5，9，11，在擊發扳機34的上端138的下方和遠側為驅動錐銷孔180和近側銷孔190。驅動錐銷184和銷196分別從擊發扳機34中的孔180和190向內延伸。將驅動楔狀件182和支座指狀件186樞轉地安裝在驅動錐銷184上并通過捕鼠器式彈簧188可操作地連接。在驅動楔狀件182和銷196之間的相對的拉伸彈簧194沿順時針方向推動驅動楔狀件182、支座指狀件186以及彈簧188(圖10)。當擊發扳機34被致動時(圖9)，使支座指狀件186與凸輪盤130的中心未凸出的圓周表面接觸，以使支座指狀件186、彈簧188以及驅動楔狀件182沿逆時針方向旋轉。支座指狀件186的逆時針運動將驅動楔狀件182偏壓成與凸輪葉142-144擊發接合(圖9)。
特別參照圖12，當驅動楔狀件182在擊發沖程之間被拉離凸輪葉142-144中的一個時，如果沒有防倒轉擺桿200的作用而通過齒輪組縮回彈簧172的作用凸輪盤130將趨向于從頂部旋轉至后部。防倒轉擺200的橫向銷202，204分別與手柄殼體88的右半個殼體和左半個殼體84，86接合。在銷202，204的上方，將防倒轉拉伸彈簧206連接到在防倒轉擺200遠側的右半個殼體84的整體銷208上。特別參照圖5，防倒轉擺200的下部支腳210與整體齒條170的上表面212形成摩擦接觸。當防倒轉擺200的下部支腳210通過縮回整體齒條170在近側被牽拉時，防倒轉桿20與整體齒條170進行垂直接合，以增加鎖定整體齒條170的摩擦力，這足以克服由齒輪組縮回彈簧172所提供的反驅動力。當整體齒條170被擊發扳機34向遠側驅動時，下部支腳210被向遠側推動以減少摩擦并允許擊發。通過惰輪軸158以及通過從防倒轉拉伸彈簧206的推進來防止下部支腳210向前過多的運動。
在圖12中，將釋放按鈕38繞其后樞轉銷220，222向上樞轉，以將其遠側臂224升高到在防倒轉擺200的近側定向臂226的上方，從而允許用于在擊發沖程之間鎖定齒條170的下部支腳210向遠側運動。夾具鎖定桿230繞其橫向樞轉銷232、234搖擺，以實現提升釋放按鈕38。特別的是，在夾具鎖定桿230的近側并向上凸起臂236滑動地抵靠在釋放按鈕38的遠側臂224的下表面上。夾具鎖定桿230的遠側凸起鎖定臂238在其夾持狀態下鎖定閉合軛形件96。特別的是，通過拉伸彈簧242使在近側并向上凸起臂236和遠側凸起鎖定臂238之間向下延伸的小突出部分240向近側推進，該拉伸彈簧還在銷244連接在處手柄殼體88的右半個殼體84上。參照圖6-7，遠側凸起鎖定臂238倚靠在存在于閉合軛形件96的頂部近側部分上的臺階246上，這允許閉合軛形件96向遠側移動以傳送閉合運動。當閉合軛形件96到達其遠側致動活位置(圖8，9)時，位于臺階246的遠側并向上開口凹槽的夾具鎖定凹槽248容納遠側凸起鎖定臂238。因此，外科醫生可在端部執行器保持夾緊的情況下松開閉合扳機26。
特別參照圖5-8，12，除了上述防倒轉特征和閉合夾緊特征外，通過擊發鎖定桿250提供擊發鎖定特征。如特別在圖7和8中所示的，在外科縫合和切割器械10處于初始打開和未擊發的狀態下，擊發鎖定桿250響應于通過阻擋整體齒條170的遠側擊發運動而縮回的閉合軛形件96。擊發鎖定桿250包括具有遠側傾斜上表面254的遠側延伸臂252，該傾斜上表面沿整體齒條170的遠側部分與右邊緣256對齊。沿整體齒條170的其余遠側部分的凹進的右邊緣258允許擊發鎖定桿250的遠側傾斜上表面254向上轉動，從而其通過連接在垂直突起266上的拉力彈簧264推動下繞近側橫向銷260、262樞轉，將該垂直突起266在近側垂直地連接在遠側延伸臂252上。將拉伸彈簧264的另一端連接到在垂直突起266后面的手柄殼體88的右半個殼體84中形成的整體銷268上。
如圖8所示，遠側傾斜表面254擋住通過由跨過閉合軛形件96的近端形成的臺階270向上擠起的整體齒條170的遠側運動，該閉合軛形件96在近側并向上開口以容納擊發鎖定桿250的向下樞轉的遠側延伸臂252。在閉合軛形件96向遠側移動以閉合如圖12所示的端部執行器12的情況下，通過向下移動遠側延伸臂252以與在更高且更遠側的臺階270的近側的閉合軛形件96中形成的下部臺階272接合允許整體齒條170的右邊緣256通過響應上述的遠側傾斜表面254的上方。擊發鎖定桿250與下部臺階252之間的接合具有在整體齒條170完全縮回之前防止閉合軛形件96縮回(近側運動)的好處。因此，擊發機構42的初始縮回有利地在松開端部執行器12之前發生，否則可在擊發機構42中引起粘結。而且，在下部臺階272和擊發鎖定桿250之間可存在足夠的摩擦接觸，以有利地需要兩步驟的處理以使外科縫合和切割器械10返回到其打開和縮回狀態。特別的是，一旦通過按壓釋放按鈕38使擊發機構42縮回，在閉合扳機26上的輕微擠壓將易于允許擊發鎖定桿250升高到其擊發鎖定位置。隨后，當閉合軛形件96被完全縮回時，釋放閉合扳機26可繼續使擊發鎖定桿250對齊以與較高的臺階270接合并使端部執行器12打開。
在使用中，醫生通過套管針的插管將端部執行器12和軸18定位在手術部位處，并定位作為相對的鉗口的砧板14和細長通道16以夾緊被縫合和切割的組織。一旦對端部執行器12的位置滿意，將閉合扳機26朝手柄20的手槍式握柄36完全地下壓，使閉合連接件102進入閉合軛形件96并然后進入閉合管24以閉合端部執行器12。向遠側移動的閉合軛形件96具有容納夾具鎖定桿230的夾具鎖定凹槽248，以夾緊端部執行器12。通過將被聯接在擊發扳機34上的驅動楔形件182連續地接合在凸輪盤130的凸輪葉142-144上來多次扣動擊發扳機34實現擊發桿32的擊發。通過旋轉傳動擊發機構1 50將這種棘輪的旋轉傳送以使整體齒條170向遠側前進。隨著閉合軛形件96的前進，齒條170能擠壓擊發鎖定桿250使其偏離通道。在擊發沖程之間，將防倒轉擺100拉成與齒條170垂直鎖定接觸，從而抵抗通過連接到凸輪盤130上的齒輪組縮回彈簧172施加的縮回力。一旦實現了完整的擊發行程，首先下壓閉合釋放桿40脫離防倒轉擺100，從而允許整體齒條170縮回，然后使夾具鎖定桿230脫離閉合軛形件96，以便從打開的端部執行器12移除一個障礙物。外科醫生擠壓閉合軛形件96以允許擊發鎖定桿250從閉合軛形件96中釋放，并釋放閉合扳機26，從而允許閉合軛形件96向近側移動到其使夾緊擊發鎖定桿250保持鎖定整體齒條170使之不能發射之處。隨后，可將外科縫合和切割器械10的執行部分22拆掉，例如替換縫釘匣62以做好另一個手術的準備。
滑動離合器旋轉傳動裝置在圖13-14中，用于外科縫合和切割器械310的可替代的旋轉傳動擊發機構300包含將用于使擊發致動器(扳機)314進入運整體齒條316和擊發桿318中的動的單向接合的旋轉滑動離合器組件312。應該理解的是，在圖13-14中省略了外科縫合和切割器械310的閉合機構和執行部分的其組成元件，但其操作與上述相類似。
擊發扳機314在其上部320處包括與從手柄右側殼體326向左凸出的銷324接合的橫向樞轉孔322。中空的圓柱形襯套328和的在手柄左側殼體中對準以與銷324接合的內銷孔(在圖13-14中未示出)樞轉地將擊發扳機314定位在整體齒條316的左側和近側的垂直平面中。
弧形齒輪孔330被橫向地限定在銷孔322下面的擊發扳機314中，并與整體齒條316的底部齒狀表面332的下面對準。滑動離合器組件312包括左側正齒輪342，該左側正齒輪沿弧形齒輪孔330的底部與曲線形齒輪部分344齒輪嚙合。滑動離合器組件312還包括右側正齒輪346，該右側正齒輪與整體齒條316的底部齒狀表面332齒輪嚙合。滑動離合器軸348從手柄右側殼體326中的插孔350(圖14)中伸出，以便在兩個正齒輪342、346在滑動離合器軸348上自由旋轉的情況下接合在手柄左側殼體(未示出)中的孔內。可通過在擊發扳機314的運動和整體齒條316的縱向平移量之間所需的齒輪齒數比來有利地選擇左側和右側正齒輪342，346的相對尺寸。
具有三個傾斜外部凹槽362、364、366的內凸輪360與左側正齒輪342的右表面一起旋轉運動為。將該內凸輪360容納在右側正齒輪346中的中心孔372的內部。在中心孔372和各個傾斜外部凹槽362，364，366之間為滾柱380、382、384。如圖15-16所示，該組件用作斜面式滾柱離合器(roller-ramp clutch)(也叫作過速離合器、單向離合器和空程離合器)。在圖15中，當使擊發扳機314向遠側時(從右側看時逆時針(CCW))，左側正齒輪342通過滑動離合器軸348被保持在殼體內的適當位置中，而左側正齒輪342從頂部旋轉到后部(CCW)。內凸輪360與左側正齒輪342一起旋轉。因此，滾柱380、382、384易于保留在其各自的傾斜外部凹槽的更寬敞的部分內(即，順時針(CW))，并且不將這種運動傳送到右側正齒輪346上以及整體齒條316上。
參照圖13-14，可選的旋轉傳動擊發機構300包含在滑動離合器機構312的遠側操作的防倒轉機構400。尤其是，擺狀件402具有繞擺軸404的左側部分旋轉的樞轉孔403，該擺軸404被容納在手柄右側殼體326的軸孔406中和在手柄左側殼體中的對應軸孔中(未示出)。擺狀件402的支座408繞擺軸404旋轉到頂部表面409的遠側與其脫離接合或者在近側垂直地對準成與頂部表面409摩擦接合。擺狀件402具有關于擺軸404與支座408相對的上部410，該上部410受到防倒轉彈簧412向前彈性地推進，該防倒轉彈簧412被接合到穿過上部410的近側銷414上和容納在手柄右側殼體326中的銷孔418和手柄左側殼體中的對應銷孔(未示出)之間的遠側銷416上。因此，將擺支座408推入以鎖定整體齒條316。在擊發過程中通過整體齒條316的向前運動克服防倒轉彈簧412。
與本發明一致的申請可使用其它防倒轉機構，例如在2003年9月29日提交的、系列號為NO.10/673,929、名稱為“帶有包含防倒轉機構的多沖程擊發的外科縫合器械”的未審定且共同擁有的專利申請中所描述的，上述申請公開的全部內容在此被引入作為參考。
通過同時脫開防倒轉機構400和滑動離合器組件312的接合可縮回可選的旋轉傳動擊發機構300，從而允許通過在整體齒條316中的近側彈簧孔502和從手柄右側殼體326中伸出的最近側銷504之間連接的縮回彈簧500將整體齒條316向近側推進。防倒轉機構400的手動脫離可通過操作者下壓縮回按鈕510來實現(圖14，17)，該縮回按鈕繞縮回按鈕510的下后部樞轉裝置514向下部樞轉前臂512。該前臂512又繞其中心樞轉裝置524向下牽拉搖桿構件522的后臂520，這使其遠側并向上凸起的臂526向上和向后旋轉，從而向后牽拉被連接到穿過擺狀件402的上部410的近側銷414上的縮回連桿528，由此使擺動件支腳408向遠側旋轉以脫離與整體齒條316的上部表面409的接合。因此應當理解的是，當防倒轉機構400處于其鎖定位置時，這些組成元件的相對運動使縮回按鈕510上升。
一般來說，整體齒條316的近側運動以及滑動離合器組件312的右側正齒輪346應當足以使滾柱380、382、384脫離接合，即使擊發扳機314處于局部致動的位置中，其中，左側正齒輪342仍然嚙合在沿其弧形齒輪孔330的底部的曲線形齒輪部分344上。應當理解的是，有些申請可進一步包括迫使滾柱380、382、384脫離與右側正齒輪346的接合，以確保脫離(即，迫使三個凸輪銷進入傾斜凹槽362，364，366中)的縮回件。
在使用中，可選的旋轉傳動擊發機構300實現如圖17-20依次所示的多沖程擊發。在圖17中，整體齒條316在近側被完全縮回，并且擊發扳機314略微地被拉回到滑動離合器組件312將要接合的準備位置。在圖18中，在第一次沖程后將擊發扳機314向近側牽拉。滑動離合器組件312向遠側旋轉驅動整體齒條316的對應量，從而拉伸縮回彈簧500。在彈簧(未示出)的作用下，當釋放擊發扳機314并允許其向遠側旋轉時，滑動離合器組件312脫離接合，并且防倒轉機構400通過擺支座408的向后運動來鎖定整體齒條316。在圖19中，擊發扳機314正在開始第二次沖程，以使滑動離合器組件312再次接合，從而將擊發扳機314的擊發運動傳送到從其在圖18中左側處的整體齒條316的遠側運動中。當擺支座408相對防倒轉彈簧412向遠側旋轉時，這種擊發運動使防倒轉機構400脫離接合。
盡管已經通過幾個實施方案的描述對本發明進行了說明，并且已相當詳細地描述了所示的實施方案，但是申請人的目的并不是限制或以任何方式限定所附權利要求的范圍到這樣的細節中。對于本領域普通技術人員來說，本發明的其它優點和改進是顯而易見的。
應當理解的是，在此參考醫生抓握器械的手柄而使用術語“近側”和“遠側”。因此，端部執行器12位于相對于更近的手柄20的遠側。應當進一步理解的是，出于方便和清楚，在附圖中使用諸如“垂直”和“水平”的空間術語。然而，外科器械被用在許多方向和位置上，并且這些術語也不意味著限制性和絕對的。
根據內窺鏡的操作和設備來討論本發明。但是，此處使用的諸如“內窺鏡的”術語不應被解釋為將本發明限定到僅僅與內窺鏡管(即，套管針)結合使用的外科縫合和切割器械。相反，可以認為本發明可用于在局限在進入小切口的任何處理中，包括但不限于腹腔鏡操作以及開放式操作。
例如，盡管外科縫合和切割器械10在此處被描述為有利地具有獨立且明顯的閉合致動和擊發致動，但應當理解的是，與本發明一致的申請可包括將單個使用者的致動轉換為閉合和擊發器械的擊發運動的手柄。
另外，盡管對手動致動手柄進行了說明，但是電動或具有動力的手柄可從包含有這里所描述的連接齒條而受益，這允許實現手柄的尺寸的減少或其它益處。例如，盡管將連接齒條部分地裝載到手槍式握柄中是方便的，但應當理解的是，在連桿之間的樞轉連接允許將連桿平行于通過手柄的軸和圓筒限定的直線部分地裝載。
應當進一步理解的是，齒條170可有利地由允許將要彎曲的擊發機構42的近側部分進入手柄中的連桿形成，以考慮更緊湊的設計。在下述共同擁有的申請中更詳細地描述了這種連接齒條，該申請是由Jeffrey S.Swayze和Frederick E.Shelton IV在2003年9月29日提交的、系列號為No.10/673,930、名稱為“包含具有連接齒條傳動裝置的擊發機構的外科縫合器械”，上述申請的全部內容在此被引入作為參考。
權利要求
1.一種外科器械，包括端部執行器，其具有可操作的構造以響應擊發運動；連接到端部執行器上的軸，其包括聯接到用于運動的端部執行器上的細長擊發構件，以縱向傳送擊發運動；以及在近側連接到軸上的手柄，其包括沿擊發方向和返回方向可重復地運動的擊發致動器；旋轉傳動裝置，包括輸入旋轉構件，其被聯接在用于對應其擊發和返回方向的運動而進行轉動的擊發致動器上；輸出旋轉構件，其被接合在用于對應其縱向運動而進行轉動的細長的擊發構件上；以及單向離合器，其將輸入旋轉構件的擊發轉動選擇性地傳遞給輸出旋轉構件。
2.根據權利要求1所述的外科器械，進一步包括連接在細長擊發構件上的齒條，其中，該齒條通過齒輪接合與由齒輪組組成的凸輪盤聯接。
3.根據權利要求2所述的外科器械，其特征在于，所述旋轉傳動裝置包括齒輪減速組件，該齒輪減速組件使輸入旋轉構件的間歇旋轉與齒條的加速縱向運動相關聯。
4.根據權利要求1所述的外科器械，進一步包括防倒轉機構，其具有可操作的構造以防止細長擊發構件在擊發致動器的擊發沖程之間縮回。
5.根據權利要求4所述的外科器械，其特征在于，所述防倒轉機構包括被向近側偏壓成與細長擊發構件摩擦接合的擺簧。
6.根據權利要求4所述的外科器械，進一步包括釋放機構，其具有可操作的構造以響應釋放致動，從而推動防倒轉機構與細長擊發構件脫離接合。
7.根據權利要求6所述的外科器械，其特征在于，所述防倒轉機構包括被向近側偏壓成與細長擊發構件摩擦接合的擺簧。
8.根據權利要求1所述的外科器械，其特征在于，所述端部執行器包括一對響應于閉合運動的相對的鉗口和響應于擊發構件的擊發桿，所述軸具有可操作的構造以通過閉合構件將閉合運動傳送到端部執行器，所述手柄進一步包括具有可操作的構造以產生閉合運動的閉合機構。
9.根據權利要求1所述的外科器械，其特征在于，所述單向離合器包括在輸入滾柱構件和輸出滾柱構件之間的滾柱式滑動離合器。
10.根據權利要求1所述的外科器械，其特征在于，所述擊發致動器包括提供往復弧形運動的可樞轉聯接的桿，該擊發致動器包括接合在輸入旋轉構件上的弧形表面。
全文摘要
一種特別適于內窺鏡操作的外科縫合和切割器械，包括產生獨立的閉合和擊發運動以致動端部執行器的手柄。特別的是，該手柄產生多擊發沖程以減少用于擊發(即，縫合和切割)端部執行器所需力的大小。
文檔編號A61B17/072GK1868411SQ20051009909
公開日2006年11月29日 申請日期2005年9月6日 優先權日2004年9月7日
發明者弗雷德里克·E·謝爾頓四世, 邁克爾·厄爾·塞特瑟, 道格拉斯·B·霍夫曼 申請人:伊西康內外科公司