具有單樞軸閉合和雙樞軸框架底的關節運動軸的外科器械的制作方法

專利名稱：具有單樞軸閉合和雙樞軸框架底的關節運動軸的外科器械的制作方法
技術領域：
本發明總的通常涉及外科器械，其適用于將端部執行器(例如，末端切割器，抓鉗，切割器，縫合器、夾鉗施放器、接觸裝置、藥物/基因治療傳送裝置，以及采用超聲波、RF、激光等的能量裝置)以內窺鏡檢查的方式插入到手術部位，更具體地說，本發明涉及帶有關節運動軸的這種外科器械。
背景技術：
內窺鏡外科器械通常比傳統的開放手術裝置更優越，是由于較小的切口減少了術后康復時間和并發癥。因此，適于將遠側端部執行器經套管針插管精確放置到所需的手術部位的各種內窺鏡外科器械得到了極大的發展。這些遠側端部執行器以多種方式與組織接合，實現診斷或治療的效果(例如，末端切割器、抓鉗、切割器、縫合器、夾鉗施放器、接觸裝置、藥物/基因治療傳送裝置，以及采用超聲波、RF、激光等的能量裝置)。
端部執行器的定位受到套管針的約束。通常，這些內窺鏡外科器械包括位于端部執行器和由臨床醫生操縱的手柄部分之間的長桿。該長桿可插入到所需的深度并圍繞桿的縱向軸線旋轉，由此將端部執行器定位到某種程度。例如，通過另一個套管針正確放置套管針并使用抓鉗，這種定位的量常常就足夠了。手術縫合以及切割器械(例如在美國專利No.5,465,895中描述的器械)是一成功地通過插入和旋轉來定位端部執行器的內窺鏡外科器械的例子。
最近，Shelton IV等于2003年5月20日申請的題為“SURGICALSTAMPLING INSTRUMENT INCORPORATING AN E-BEAMFIRING MECHANISM”的美國專利No.10/443,617公開了一種用于切割組織并致動縫釘的改進的“E形梁”發射桿，其全部內容在此引入作為參考。該裝置的一些其它優點包括確保將端部執行器的鉗夾間隔開，或者更具體地說，將縫釘施加組件間隔開，即使夾鉗了比最佳縫合形成略多或略少的組織也是如此。而且，E形梁發射桿與端部執行器和縫釘筒以能進行幾種有益的鎖定的方式接合。
這些手術縫合及切割器械包括具有引導進行發射的發射桿的框架的軸。一閉合管在框架和發射桿上面滑動，以縫釘施加組件的鉗夾的閉合。因此，提供了單獨的閉合和發射能力，增加了臨床彈性。外科醫生可反復閉合和重新定位組織，直到對其放置滿意為止。
根據手術的性質，可能需要進一步調節內窺鏡外科器械的端部執行器的定位。具體地說，通常需要將端部執行器在相對于器械的軸的縱向軸線為橫向的軸線上定位。端部執行器相對于器械的軸的橫向運動通常稱為“關節運動”(articulation)。這通常可通過將樞軸(或關節)接頭設置于與縫釘施加組件近側伸出的軸中來實現。這使得外科醫生可在遠處將縫釘施加組件關節運到任一側，以更好的放置縫合線，并更容易進行組織操縱和定向。在一些情況下，例如在器官的后面這種關節運動定位使臨床醫生能夠更容易地接合組織。另外，有利地，關節運動定位可使內窺鏡定位于端部執行器的后面，而不受器械軸的阻礙。
通過將對關節運動的控制與對閉合端部執行器以夾鉗組織和在內窺鏡檢查器械的很小直徑范圍內發射端部執行器(即縫合及切除)的控制一體化，來使手術縫合及切割器械進行關節運動的方法顯得非常復雜。通常，當縱向平移時，這三種控制運動都通過軸來傳送。例如，在Frederick E.Shelton IV等的題為“SURGICAL INSTRUMENTINCORPORATING AN ARTICULATION MECHANISM HAVINGROTATION ABOUT THE LONGITUDINAL AXIS”的共同未決和共有美國專利申請No.10/615,973中，作為縱向運動的替代，其采用旋轉運動來傳送關節運動，其內容在此通過引入作為參考。
因此，非常需要一種用于手術縫合和切割的器械，其具有一軸，該軸包括單獨的閉合管，該閉合管單獨打開和閉合夾鉗，而且能夠進行關節運動。

發明內容
本發明通過提供一種外科器械，其包括一具有框架底的軸，所述框架底經雙樞軸連接件與端部執行器樞軸連接，克服了現有技術的上述及其它缺點。端部執行器又包括一樞轉上部鉗夾或砧座，它們樞轉以響應于在框架上滑動的閉合管的縱向運動而閉合和夾鉗組織。為了縱向平移以引起關節接頭上的這種閉合，框架底本身具有雙樞軸接頭。
在本發明的一個方面，一種外科器械，包括一近側部分，其在患者的體外操縱，以將相連的細長軸和端部執行器定位于患者體內需要手術的部位。一閉合管包括一樞軸接頭，其越過關節運動接頭，以向遠側平移來閉合端部執行器，并越過鉸接軸。一關節運動接頭樞轉地將端部執行器與細長軸連接，從而以所需的角度達到組織，提供進一步的臨床彈性。為了容納閉合管的縱向運動樞轉接頭，雙樞軸框架底具有一連接件，其分別在其近側和遠側樞轉地連接到與手柄部分相連的近側框架部分上和與端部執行器相連的遠側框架部分上。因此，在端部執行器定位方面獲得了另外的臨床彈性，而不會失去由軸來傳遞單獨閉合和發射運動的能力。
在本發明的另個一方面，外科器械包括一關節運動端部執行器，其對夾鉗于閉合砧座和細長通道或包含有縫釘筒的下部鉗夾之間的組織進行切割和縫合。一雙樞軸框架底包括一連接件，其有助于使在外科器械的細長軸中往復的發射桿關節運動。
(1)本發明涉及一種外科器械，包括細長軸，它包括框架組件和關節運動閉合套管；端部執行器，它包括下部鉗夾和樞轉連接的上部鉗夾；關節運動接頭，它包括與端部執行器的下部鉗夾連接的遠側框架底部分、近側框架部分和與遠側框架底部分樞轉連接并與近側框架底部分樞轉連接的框架連接件；以及手柄部分，其連接到細長軸的近端上，并被可操作地構造成能將閉合運動與關節運動閉合套管縱向聯接。
其中，關節運動閉合套管包括關節運動部分，該關節運動部分被定位成橫跨并包圍至少部分框架連接件，并且與上部鉗夾遠側地接合，以執行上部鉗夾的樞轉。
(2)如項目(1)所述的外科器械，其中，關節運動閉合套管組件還包括與砧座接合的遠側閉合管部分和與手柄部分聯接的近側閉合管部分，該關節運動閉合套管的關節運動部分包括分別在遠側和近側閉合管部分中形成的上部和下部相對的并樞轉銷接的柄腳。
(3)如項目(1)所述的外科器械，其中，遠側和近側框架底部分具有相對的U形夾、包括橫向突出的圓柱形銷的框架連接件以及分別樞轉地收納于相對的U形夾中的遠側和近側端部。
(4)如項目(3)所述的外科器械，其中，框架連接件包括與橫向突出的圓柱形銷橫向相對的小刀槽開口。
(5)如項目(1)所述的外科器械，還包括在細長軸中受引導并由手柄部分使其縱向往復運動的發射桿以及收納在響應于發射桿的向遠側的運動的端部執行器中的縫釘筒，其中，樞轉連接的上部鉗夾包括具有縫釘形成表面的砧座。
(6)如項目(5)所述的外科器械，其中，框架連接件包括定位成橫向引導發射桿的小刀槽。
(7)如項目(1)所述的外科器械，其中，框架連接件包括狗骨形連接件，該狗骨形連接件包括變細的中間部分。
(8)如項目(1)所述的外科器械，其中，框架連接件包括彈性材料。
(9)如項目(1)所述的外科器械，其中，框架連接件包括剛性材料。
(10)如項目(1)所述的外科器械，其中，手柄部分還包括閉合觸發器，其可操作地連接到關節運動閉合套管上，以執行其閉合運動，并且手柄部分還包括一發射觸發器，其可操作地連接到發射桿上，以執行其向遠側的發射運動。
(11)如項目(1)所述的外科器械，其中，細長軸和端部執行器的橫截面大小設置成能穿過插管到達患者體內的手術部位。
(12)本發明還一種外科器械，包括細長軸，包括框架組件和圍繞并縱向滑動地收納的關節運動閉合套管；縫釘施加組件，包括細長通道，接合于細長通道中的縫釘筒，和一樞轉地連接到細長通道上并為縫釘筒提供縫釘形成表面的砧座；關節運動接頭，它包括與端部執行器的細長通道連接的遠側框架底部分、近側框架部分和與遠側框架底部分樞轉連接并與近側框架底部分樞轉連接的框架連接件；以及手柄部分，其連接到細長軸的近端上，并被可操作地構造成能將閉合運動與關節運動閉合套管縱向聯接。
其中，關節運動閉合套管包括關節運動部分，該關節運動部分被定位成橫跨并包圍至少部分框架連接件，并且與上部鉗夾遠側地接合，以執行上部鉗夾的樞轉。
(13)如項目(12)所述的外科器械，其中，遠側和近側框架底部分具有相對的U形夾、包括橫向突出的圓柱形銷的框架連接件以及分別樞轉地收納于相對的U形夾中的遠側和近側端部。
(14)如項目(13)所述的外科器械，其中，框架連接件包括與橫向突出的圓柱形銷橫向相對的小刀槽開口。
(15)如項目(12)所述的外科器械，還包括在細長軸中受引導并由手柄部分使其縱向往復運動的發射桿以及收納在響應于發射桿的向遠側的運動的端部執行器中的縫釘筒。
(16)如項目(15)所述的外科器械，其中，框架連接件包括定位成橫向引導發射桿的小刀槽。
(17)如項目(12)所述的外科器械，其中，框架連接件包括狗骨形連接件，該狗骨形連接件包括變細的中間部分。
(18)如項目(12)所述的外科器械，其中，框架連接件包括彈性材料。
(19)如項目(12)所述的外科器械，其中，框架連接件包括剛性材料。
(20)如項目(12)所述的外科器械，其中，手柄部分還包括閉合觸發器，其可操作地連接到關節運動閉合套管上，以執行其閉合運動，并且手柄部分還包括一發射觸發器，其可操作地連接到發射桿上，以執行其向遠側的發射運動。
(21)如項目(12)所述的外科器械，其中，細長軸和端部執行器的橫截面大小設置成能穿過插管到達患者體內的手術部位。
(22)本發明還一種外科器械，包括細長軸，它包括框架組件和關節運動套管；端部執行器，它包括致動構件；關節運動接頭，它包括與端部執行器的下部鉗夾連接的遠側框架底部分、近側框架部分和與遠側框架底部分樞轉連接并與近側框架底部分樞轉連接的框架連接件；以及手柄部分，其連接到細長軸的近端上，并被可操作地構造成能將閉合運動與關節運動閉合套管縱向聯接。
其中，關節運動閉合套管包括關節運動部分，該關節運動部分被定位成橫跨并包圍至少部分框架連接件，并且與上部鉗夾遠側地接合，以執行上部鉗夾的樞轉。
通過附圖及其描述，本發明的這些和其它目的和優點將更加明顯。
附圖簡述包含于并構成說明書的一部分的附圖，與上面給出的本發明的總的描述以及下面給出的實施例的詳細描述一起示出了本發明的實施例，用于解釋本發明的原理，其中

圖1是手術縫合及切割器械的前俯視透視圖，其具有開口的端部執行器，或者縫釘施加組件，并且其中去除了縫釘筒。
圖2是圖1中的手術縫合及切割器械的前俯視透視圖，其中關節運動機構由流體致動控制器所致動。
圖3是圖1的手術縫合及切割器械的細長軸和關節運動機構的分解透視圖。
圖4是圖1的手術縫合及切割器械的執行部分的遠側部分的分解透視圖，包括縫釘施加組件和關節運動機構。
圖5是圖1及圖4的縫釘施加組件的俯視透視圖，其中去除了縫釘筒的側面半部，以暴露由發射運動所驅動的組成元件。
圖6是圖1的外科器械的執行部分的前方透視圖，其中去除了雙樞軸閉合套管組件和端部執行器，以顯示通過流控關節運動機構而進行關節運動的單樞軸框架底。
圖7是圖1的外科器械的一種作為選擇的關節接頭的透視詳示圖，顯示出具有單樞軸框架底的位于近側位置處的雙樞軸閉合套管。
圖8是圖7的作為替代的關節接頭的底部右側分解透視圖，包括雙樞軸固定壁狗骨形連接件和具有用于橫向運動構件(T形桿)的導軌的框架底。
圖9是圖1的外科器械的另一作為選擇的關節接頭的頂部左側分解透視圖，包括一結合于下部雙樞軸連接件中的作為替代的堅固壁支撐板機構，以支撐發射桿，并包括受導軌引導的橫向運動構件(T形桿)。
圖10是用于圖1的外科器械的一種作為選擇的關節運動鎖定機構的頂部示意圖，其中去除了閉合的套管組件，以暴露用于自動的關節運動鎖定接合和脫離接合的支撐負載(backloading)的脫離接合T形桿。
圖11是用于圖1的外科器械的另一種作為選擇的關節運動鎖定機構的頂部示意圖，T形桿具有由彈簧偏置的齒條，其具有由于端部執行器的支撐負載而接合的鎖定結構。
圖12是用于圖1的外科器械的一種作為選擇的T形桿和帶有橫向導向件的框架底。
圖13是用于圖1的外科器械的另一種作為選擇的T形桿和帶有橫向導向件的框架底。
圖14是用于圖1的外科器械的一種作為選擇的關節運動機構的左側頂部分解透視圖，包括一雙樞軸框架組件和一單樞軸閉合套管組件。
圖15是圖14的作為選擇的關節運動機構的左側底部透視圖。
圖16是一可選擇的執行部分的前透視圖，該執行部分具有多個用于圖1的手術縫合及切割器械的樞軸閉合套管組件。
發明詳述關節運動軸概述參照附圖，其中在所有附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，圖1描繪了一種外科器械，在該示例性方案中具體為手術縫合和切割器械10，能夠實現本發明的獨特優點。具體地說，手術縫合和切割裝置10的大小設置為能夠以如圖1所示的非關節運動狀態，通過套管針插管通道插入到患者(未顯示)體內的手術部位，以進行外科手術。一旦執行部分12通過插管通道插入，如圖2中所示，就可通過關節運動控制器18遙控使執行部分12的細長軸16的遠側部分中結合有的關節運動機構14進行關節運動。在示例性方案中描述為縫釘施加組件20的端部執行器與鉸接機構14遠側相連。因此，遠程使關節運動機構14關節運動使縫釘施加組件20從細長軸16的縱向軸線關節運動。這種成角度的定位可具有根據切割和縫合所需的角度來接近組織的優點，避免了在接近組織時其它器官和組織所造成的障礙，和/或使內窺鏡能夠定位于后面并與縫釘施加組件20對準，以確保其放置。
手柄手術縫合及切割器械10包括一手柄部分22，其與執行部分12的近端連接，以對其進行定位、關節運動、閉合和發射運動。手柄部分22包括一手槍式把手24，臨床醫生向著它樞轉且向近側拉動閉合觸發器26，引起縫釘施加組件20的夾鉗或閉合。一發射觸發器28設置于閉合觸發器26更遠的外側，并可由臨床醫生樞轉地拉動，引起對在縫釘施加組件20中夾鉗的組織進行縫合及切割。此后，按下閉合釋放按鈕30，從釋放夾鉗的閉合觸發器26，并由此釋放夾鉗的組織的已切割和縫合的末端。手柄部分22還包括一用于與細長軸16的運動偶聯的旋轉旋鈕32，以使軸16和鉸接的縫釘施加組件20圍繞軸16的縱向軸線旋轉。手柄部分22還包括一發射回縮手柄34，以在發生束縛時幫助回縮發射機構(在圖1-2中未顯示)，從而使縫釘施加組件20此后可張開。
應當理解，這里使用的術語“近側”和“遠側”以臨床醫生握持器械的手柄為參照。因此，手術縫合組件20相對于更近側的手柄部分20位于遠側端。還應理解，為了方便和清楚起見，這里使用的空間術語，例如“垂直”和“水平”與是相對附圖而言的。然而，外科器械可以在許多定向和位置使用，這些術語并不意圖進行限制和絕對化。
在Swayze和Shelton IV的題為“SURGICAL STAPLINGINSTRUMENT INCORPORATING A MULTISTROKE FIRINGPOSITION INDICATOR AND RETRACTION MECHANISM”的共同未決的共有美國專利申請No.10/674,026中詳細描述了一種用于圖1-2中的手術縫合及切割器械10的例證性多沖程手柄部分22，其內容在此全部引入作為參考，此處描述另外的特征和變化。盡管多沖程手柄部分22有利地支持能以較大發射力遠距離應用，與本發明一致的應用可包括單發射沖程，例如在Frederick E.Shelton IV，Michael E.Setser，and Brian J.Hemmelgarn題為“SURGICAL STAPLINGINSTRUMENT HAVING SEPARATE DISTINCT CLOSING ANDFIRING SYSTEMS”的共同未決的共有美國專利申請No.10/441,632中所描述的，其內容在此全部引入作為參考。
執行部分(使細長軸和縫釘施加組件關節運動)在圖3-5中，執行部分12有利地包括在適于內窺鏡和腹腔鏡手術的較小直徑內的縱向旋轉、關節運動，閉合和發射的多種致動運動。縫釘施加組件20(“端部執行器”)具有一對樞軸相對的夾鉗，描述為一具有樞軸連接的砧座(anvil)42的細長通道40(圖1-2，4-5)。砧座42對細長通道40的閉合和夾鉗通過用可旋轉地連接于手柄部分22的框架組件44(圖3)縱向支撐細長通道40來實現，雙樞軸閉合套管組件46在所述手柄部分22的上方沿縱向運動，以分別閉合和打開向砧座42的遠離和靠近運動，即使其中如圖2所示縫釘施加組件20關節運動也是如此。
特別參照圖3，框架組件44包括一單樞軸框架底48，如圖3所示，其近端與旋轉旋鈕32接合，右側半殼位于其上方。應當理解，閉合套管組件46的近端，具體為閉合直管52，包圍框架底48的近端，所述近端進一步穿過其內部到達手柄部分22，以與使閉合套管組件46縱向平移的閉合元件(未顯示)接合。一位于閉合直管52近端的圓形唇緣54提供了與所述元件的旋轉接合。旋轉旋鈕32的接合元件穿過直的閉合管52的近側部分上的縱向狹槽56與在框架底48上近側地定位的開孔58接合。縱向狹槽56具有足夠的長度，以允許閉合套管組件46以由旋轉旋鈕32設定的旋轉角度相對于閉合套管組件46和框架底48閉合縱向平移。
細長軸16通過收納與手柄部分22的發射元件(未顯示)旋轉接合的發射桿60來支持發射運動。發射桿60沿著框架底48的縱向中心線進入近側開口62。框架底48的遠側部分沿著其底部包括一與近側開口62相連通的發射桿狹槽64。發射桿66在發射桿狹槽64中縱向平移，并包括一向上突出的近側銷68，其與發射桿60的遠端70接合。
細長軸16通過具有矩形容器腔72(在旋轉旋鈕32的遠側部分中描繪為橫向部分)來支持關節運動。一位于矩形容器腔72中的底部分隔室74具有橫向間隔開的左右擋板76、78。一關節運動致動器80在底部分隔室74的上方橫向滑動，其位于擋板76、78外側的橫向向下隔開的左右凸緣82、84每個與從旋轉旋鈕32的相應半殼向外伸出的左右按鈕開關86、88橫向相通。關節運動致動器80的橫向運動使左右凸緣82、84分別更靠近或更遠離左右擋板76、78，這與流控關節運動系統94的左右儲存囊90、92的運轉相反，每個囊90、92分別與左右流體導管或通道96、98遠側連通，該流體導管或通道又分別與左右致動囊100、102連通。后者相對并使致動機構14的T形桿104橫向樞轉。
框架組件44通過包括一框架底48的頂部和遠端帶凹槽的臺面106來限制這些流控的致動，在所述框架底的上面有流體通路96、98和致動囊100、102。T形桿104滑動地位于帶凹槽的臺面106的上、致動囊100、102之間。靠近T形桿104處，一突出的屏障肋108與其對準，用于防止流體通路96、98向內擴張。框架組件44具有一圓形的頂部框架蓋(隔離物)110，其在框架底48的上方滑動，防止流體通路96、98和致動囊100、102的垂直膨脹，同時限制T形桿104的任何垂直運動。特別地，框架蓋110包括能使其還提供關節運動鎖定構件111的結構，下面將作為關節運動鎖定機構113的一部分詳細描述。
T形桿104的遠端(“齒條”)112接合，以使關節運動機構14的鉸接的遠側框架構件114的指向近側的扇形齒輪115樞轉。一鉸接的閉合管116包圍鉸接的框架構件114，并具有一與砧座42接合的馬蹄形開孔118。在閉合直管52和關節運動的閉合環116之間、關節運動機構14的上方形成一雙樞軸連接件，從而可允許縱向閉合運動，即使當關節運動機構14關節運動時也是如此。特別地，閉合直管52上的帶有銷孔122、124的頂部和底部遠側突出的樞軸翼片118、120分別與關節運動閉合環116上具有銷孔130、132的相應的頂部和底部近側突出的樞軸翼片126、128縱向間隔開。上部雙樞軸連接件134具有分別與銷孔122、130接合的縱向間隔的向上定向的遠側和后部銷136、138，下部雙樞軸連接件140具有分別與銷孔124、132接合的縱向間隔的向下突出的遠側和后部銷142、144。
特別參照圖4，為了增強可制造性，關節運動閉合環116顯示為包括短管146，其與具有近側突出的樞軸翼片126、128的連接卡圈148相連。同樣地，直閉合管52由與后部連接卡圈152相連的長閉合管150組裝而成，所述連接卡圈152包括向遠側突出的樞軸翼片118、120。短閉合管146中的馬蹄形開孔118與在橫向樞軸銷156附近的向上突出的砧座結構154接合，所述樞軸銷156與細長通道40中的樞軸凹槽158接合。
圖4的示例性方案包括狗骨形連接件160，其近側銷157與框架孔161中的框架底48樞轉連接，并且其近側銷159與關節運動框架構件114的近側下表面162剛性連接，從而在其間提供樞軸支撐。狗骨形連接件160中的底部縱向刀槽163引導發射桿66的關節運動部分。關節運動框架構件114還包括一底部縱向狹槽164，以引導發射桿66的遠側部分。
縫釘施加裝置(端部執行器)參照圖4-5，發射桿66遠端終止于E-形梁165中，所述E-形梁165包括上部導向銷166，其插入砧座42中的砧座狹槽168中，以在縫釘形成和切割期間核實并幫助將砧座42保持為閉合狀態。細長通道40和砧座42之間的間隔還可通過E-形梁164使中間銷170沿著細長通道40的頂面滑動來保持，同時底應172沿著細長通道40的下表面相對地滑動，由細長通道40中的縱向開口174導向。E形梁164的位于上部導向銷166和中間銷170之間的遠側切割表面176對夾鉗的組織進行切割，同時E形梁通過向遠側移動楔形滑板(sled)180致動可替換的縫釘筒178，使縫釘驅動器182向上突出，使縫釘從在砧座42的縫釘形成下表面形成的縫釘筒主體188中的向上打開的縫釘孔186中彈出。縫釘筒托架192從底部包圍縫釘筒178的其它元件，將它們保持在適當的位置。縫釘筒托架192包括一向后打開的狹槽194，其覆蓋在細長通道40中的縱向開口174上，從而使中間銷170穿過縫釘筒托架192的內部。
縫釘施加組件20在Frederick E.Shelton IV等于2004年9月30日提交的“ARTICULATING SURGICAL STAPLING INSTRUMENTINCORPORATING A TWO-PIECE E-BEAM FIRING MECHANISM”的共同未決的共有美國專利申請No.10/955,042中有詳細描述，其內容在此全部引入作為參考。
關節運動鎖定機構在圖3-4和6-8中，有利地，包含有一關節運動鎖定機構200，以保持縫釘施加組件20處于所需的關節運動角度。關節運動鎖定機構200減小了左右致動囊100、102上的負載。特別地，壓縮彈簧202(圖3)近側地定位于關節運動鎖定構件111的近端204和手柄部分22之間，從而向遠側偏壓關節運動鎖定構件111。特別參照圖4，關節運動鎖定構件111遠端210處的兩個平行的狹槽206、208分別收納框架底48上向上突出的導向肋212、214。導向肋212、214的縱向長度比平行的狹槽206、208短，使其具有相對縱向沖程范圍。因此，特別參照圖8，示為從連接鎖定元件111向遠側突出的帶齒的凹槽216的遠側摩擦表面的選擇性抵接接合與收納在關節運動框架構件114的頂部近側凹槽220中的制動板218中的相應鎖定扇形齒輪217接合。制動板218中的遠側和近側孔221、222收納從頂部近側凹槽220向上突出的遠側和近側銷223、224。
特別參照圖6，細長軸16描繪為處于鉸接位置，其中閉合套管組件46從框架組件44周圍被去除，因而沒有細長通道40和砧座42。關節運動致動器80顯示為橫向運動到左側以壓縮右側近側儲存囊90和膨脹的遠側右致動囊100，使T形桿104運動到所示的位置。因此，如圖所示，關節運動致動器80的橫向運動使遠側框架114圍繞單樞軸框架底48順時針關節運動。有利地，關節運動致動器80還自動與關節運動鎖定機構200接合和脫離接合。特別地，沿著關節運動致動器80的近端上表面的齒棘表面225收納從鉸接閉合元件111的近端204向上突起的鎖定銷226。鎖定銷226在齒棘表面225根部中的接合提供了足夠的關節運動鎖定構件111向遠側的運動，用于將鎖定扇形齒輪217在制動板218中鎖定接合。操作人員使壓縮構件272進行的橫向運動，向近側推動鎖定銷226，由此使關節運動鎖定構件111與制動板218脫離接合。當操作人員釋放關節運動致動器80時，鎖定銷226被壓縮彈簧202推動到棘表面225中的相鄰棘中，使鎖定機構111鎖定，并由此縫釘施加組件20，通過將近側左右儲存囊90、92限制和擴張為膨脹的形狀，將關節運動機構14限制在所需的關節運動位置。
關節運動鎖定機構200在Dale R.Schulze和Kenneth S.Wales等于1996年3月10日提交的題為“SURGICAL INSTRUMENT”的共有美國專利US5673841A中有詳細描述，其內容在此全部引入作為參考。
作為選擇或者另外，可在平行的流體囊236、238中設置一孔口，以控制近端致動囊100、102和遠端儲存囊90、92之間的流速。在圖16、18中，流體流路258、264的尺寸可設置為提供改變關節運動的角度的阻力，起孔的作用，或者它們可包括流體流速限制結構。
在圖10中，一種替代的外科器械2004的關節運動機構2002的鎖定機構2000通常是未鎖定的，并由于支撐負載通過發射橫向運動的T形桿2006來致動。一狹槽2008定位于框架底2010中，以收納并引導從T形桿2006向下伸出的肋2012。如果端部執行器2016支撐負載，則與肋2012正交連接的細長縱向部分2014偏轉。例如，當端部執行器2016受到如箭頭2018所示向右的力，例如，其近側扇形齒輪2020作用于T形桿2006的齒條2022上，提供非正交的后驅動力(backdriving force)，如箭頭2024所示。因此，細長縱向部分2014彎曲，將肋2012斜置到狹槽2008中。這種斜置產生了相對的束縛力，如箭頭2026、2028所示，該力將T形桿2006鎖定并阻止進一步的關節運動。當關節運動囊的致動使橫向運動的T形桿2006解鎖時，則產生釋放。此后，肋2016可幫助引導T形桿2006。
在圖11中，顯示了另一種用于外科器械2102的關節運動鎖定機構2100，其通常由與端部執行器2106的齒輪齒2104和T形桿2110的齒條齒2108成20度壓力角的近側力向量來解鎖和致動。當端部執行器2106支撐負載時(如非垂直箭頭2112表示)壓力角的縱向向量(以箭頭2114表示)使T形桿2110向近側運動。該縱向力向量施加到位于T形桿2110的齒條2120后面的剛性彈簧2118上。當彈簧2118隨著T形桿2110向近側移動而偏轉時，從齒條2120向近側突出的鎖定齒2126開始接合，同時在底部框架2124上近側橫向對準的鎖定元件2122與從齒條2120向近側突出的鎖定齒2126接合。當通過除去端部執行器2106的支撐負載并通過彈簧2118的推動使T形桿2110向遠側運動，使近側力向量減小或消除時，鎖定齒2126和鎖定元件2122脫離接合。
雙樞軸閉合套管和單樞軸框架底的結合參照圖3-4和7，有利地，執行部分12包括縱向平移的雙樞軸閉合套管組件46，其包圍一單樞軸框架底48。下面將進一步詳細描述這些機構和其它操作。特別參照圖7，關節運動機構14顯示為處于鉸接狀態，其中閉合套管組件46向近側回縮到砧座打開狀態。隨著砧座42的打開，關節運動控制器18的致動引起鉸接的閉合環116分別圍繞上部和下部雙樞軸閉合連接件134、140的向上指向的遠側銷136和向下指向的遠端銷142樞轉。框架底48圍繞單銷(圖示為將框架底48與近側框架構件114連接的近側銷157)樞轉。當砧座42打開時，框架底48的近側銷147與閉合套管組件46的上部和下部雙樞軸連接件134、140的最遠側位置對準。當砧座42打開時，該定位很容易使縫釘施加組件20進行樞轉及旋轉。當閉合套管組件46向遠側運動以使閉合的砧座42樞轉時，隨著樞軸連接件134、140的推動，閉合直管52圍繞框架底48向遠側運動，并且鉸接的閉合環116沿著鉸接的遠側框架構件114的軸線向遠側運動。當裝置被鉸接時(未顯示)，連接件134、140上的雙樞軸銷136、138以及142、144在它們被推向遠端閉合位置有利于與閉合直管52和鉸接的閉合環116的接合。當有效運行時，在遠側閉合位置，框架底樞軸銷(“近側銷”)147與近側樞軸銷138、144在完全關節運動時垂直對準，或者落在遠端銷136、142和近端銷138、144之間的任一點上。
實心發射桿支撐件在圖8中，圖7中的關節運動機構14被部分分解并從底部看去，顯示實心壁發射桿支撐設計(狗骨狀連接件160)，其提供了常規撓性支撐板所不具備的優點。支撐板用于填平間隙，并通過單框架底樞軸關節運動接頭1801，引導和支撐發射桿66。撓性發射桿是公知的，但結合實心壁發射桿，例如圖4、8、9中顯示的那些發射桿，提供了獨特的優點。下面參見圖8，框架底48包括一沿著框架底48的底部延伸的框架小刀槽1802，一沿著關節運動的遠端框架元件114的底部延伸的遠側小刀槽164，用于將發射桿66(未顯示)滑動地收納于其中。框架底48如上所述，并包括一帶有遠側框架構件114的導向單樞軸連接件157。可旋轉地連接在近側銷末端157上并可移動地連接在遠側銷末端159上的固定壁狗骨形連接件160包括左右橫向導向件1818、1820，在其間限定了一導向狹槽1822，用于滑動地通過發射桿66(圖4)。
因此，為了填平框架底48和遠側框架構件114之間的間隙，固定壁樞軸狗骨形連接件160與框架底48樞轉連接，并與框架構件114滑動地連接。樞轉狗骨形160的近側銷157樞轉地收納于框架底48中的腔1824中，使狗骨連接件160能夠圍繞穴1824樞轉。一遠側銷159從樞轉狗骨連接件160向上伸出，并滑動地容納于遠端框架114中的狹槽1826中。縫釘施加組件20相對縱向軸線成例如45度角關節運動，使腔1824中的樞轉狗骨形連接件116在其近端銷157處樞轉，并且遠端銷157在其遠端1814滑進狹槽1826中，使發射桿66彎曲成兩個間隔開的角，它們的角度是縫釘施加組件20的角度的一半。與以前參照的將發射桿66彎曲成45度角的撓性支撐板不同，固定壁樞轉狗骨形連接件160將發射桿66彎曲成兩個間隔的角，例如每個22.5度。將一或多個撓性發射桿66彎曲成該角度的一半，將發射桿66中的彎曲應力分割成傳統的關節運動支撐件中的一半。發射桿66中的彎曲應力的減小降低了發射桿中的永久彎曲或位置固定的可能性，降低了發射阻塞的可能性，確保了較小的發射桿回縮力，并為發射系統提供了更平穩的操作。
在圖9中，外科器械1900包括雙閉合樞軸。單框架樞軸關節運動接頭1902顯示了一種作為替代的實心壁支撐板機構1904，其可替代下部雙樞軸連接件140和狗骨連接件1812。左右發射桿支架1906、1908從閉合套管組件1912的下部雙樞軸連接件1904向上伸出。在框架底1916中提供間隙1914，從當閉套管組件向遠側運動閉合砧座42(在圖9中未顯示)以及向近側運動打開砧座42時，使發射桿1906、1908能夠運動。如上所述的樞轉狗骨形連接件1812，作為替代的下部雙樞軸連接件1910還可彎曲并支撐發射桿66(在圖9中未顯示)，形成兩個間隔開的彎曲角，其中的每個達到縫釘施加組件20的彎曲角的一半。
橫向構件導向機構繼續參照圖9，框架底1916上的左右向上的凸緣1918、1920包括近側和遠側橫向銷導向件1922、1924，它們橫向穿過T形桿1926中的孔，幫助在關節運動機構1928中減小束縛。作為另一例子，在圖7中，有利地，T形桿104包括一燕尾橫向導向件1930，其可在T形桿104中形成的燕尾狀通道1932中橫向滑動。作為另一例子，在圖12中，一從框架底1936上的突出肋1934容納于在T形桿1940中形成的矩形狹槽1938中。為了進一步便于無束縛地橫向平移，近側和遠側橫向軸承軌道每個都包括多個球軸承1946、1948。作為另一個例子，在圖13中，與T形桿1964中的T形桿縱向溝槽1958-1962相對應，在框架底1956中形成多個框架橫向溝槽1950-1954。滑動滾子1966-1970被捕獲于每對縱向溝槽1950/1958、1952/1960、1954/1962中。這些決不意味著對防止T形桿1940意外的傾斜或旋轉的橫向導向構件的窮盡列舉。
雙樞軸框架底和單樞軸閉合機構的結合在圖14-15中，一種替代的框架底和閉合機構2200包括具有雙樞軸框架組件2204的外科器械2202。特別地，框架底2206通過雙樞軸框架狗骨形件2210與遠端框架構件2208連接，所述雙樞軸框架狗骨連接件2210具有一與框架底2206中的近側腔2214樞轉接合的近側樞軸銷2212和一與遠側框架構件2208的遠側腔2218接合的遠側樞軸銷2216。一導向狹槽2220設置于狗骨件2210的下側，以在其中引導發射桿66(在圖14-15中未顯示)。小刀槽2222設置在遠側框架構件2208中。如圖所示，閉合環2230以45度角的關節運動使遠側框架構件2208以45度角關節運動，并使框架狗骨件2210以該角度的一半關節運動。因此，發射桿66受到間隔的兩個淺的半彎曲，并達到上述列舉的優點。
最外側閉合套管組件2224的不同點在于，框架組件2204的雙樞軸設計中僅一個樞軸提供其縱向閉合運動。如圖所示，一閉合管軸2226遠端具有一U形夾(clevis)2228。U形夾2228與閉合環2230樞轉接合。閉合環2230具有一在遠端形成的近側齒輪2232，并且銷2234與U形夾2228的上柄腳2236樞轉接合，下2238與U形夾2228的下柄腳2240接合。U形夾2228中的孔2242收納橫向導向銷2243，并且T形桿2244可滑動地連接于其中，以接合閉合環2230的近側齒輪2232。因此，這種替代機構2200使用與前面描述機構相反的單/雙樞軸的替代構想。也就是說，這種替代的閉合機構具有單樞軸，而替代的框架底具有雙樞軸，這與前面描述的具有單樞軸框架底的雙樞軸閉合機構不同。
應理解，根據本發明的內容，位于近側和遠側框架部分之間的雙樞軸框架連接件具有許多優點。雖然不能全部列舉，這些優點包括通過以更寬的彎曲半徑關節運動而方便引導發射構件，從而減小了發射所需的力，降低了束縛和失敗的可能性，和/或可采用更強但更為剛性的發射構件。與本發明的方面一致的應用可包括閉合管組件，其同樣具有多個樞轉接頭，或者位于關節運動接頭處的撓性圓柱部分。此外，多個關節運動接頭可一接一地順序連接，從而沒有一個關節運動接頭需要提供較大的偏轉角度。作為選擇，關節運動閉合套管可縱向固定，用作蓋，其中發射桿執行閉合、切割及縫合。雙樞軸框架連接件用于方便發射桿的運動。
還應理解，盡管如上所述引導發射桿具有某些優點，雙樞軸連接件還可由一個或多個從關節運動發射桿的路徑偏移的框架連接件形成。還應理解，一個或多個發射連接件可沿著其長度包括至少一部分彈性材料，以進一步有利于關節運動。
還應理解，所包含的定位近側框架底部分、遠側框架底部分和它們之間的雙樞軸框架連接件的關節運動致動器，可致動閉合套管，從而允許框架底組件響應于閉合套管組件的關節運動而被動地進行關節運動。
橫向運動關節運動機構在圖16中，用于外科器械2402的執行部分2412包括多個樞軸閉合組件2204。最外側閉合套管組件2424通過一包圍單樞軸框架關節運動接頭(在圖16中未顯示)的撓性閉合接頭2425與閉合管軸2426連接。作為選擇，可包括一撓頸型框架關節運動接頭。多個樞軸閉合組件2446通過具有在彈性材料(例如，聚合物、硅樹脂)中形成的左右垂直切口2427、2429而具有橫向彈性。材料的頂部和底部帶2451保持撓性閉合接頭2425的縱向長度并傳送發射運動。
盡管通過對多個實施例的描述對本發明進行了示例，盡管這些示例性的實施例描述得非常詳細，但申請人并不是想將所附的權利要求書的范圍限制或以任何方式限定到這些細節。其它優點和變化對本領域技術人員來說是顯而易見的。
例如，盡管這里公開了液壓關節運動方法，還應理解，與本發明的一些方面一致的應用還可以使用機械動力或電力動力。
作為另一個例子，外科器械的端部執行器可包括多種類型的致動構件，其可連接來收納套管組件在關節運動軸上的選擇性往復縱向運動。
權利要求
1.一種外科器械，包括細長軸，它包括框架組件和關節運動閉合套管；端部執行器，它包括下部鉗夾和樞轉連接的上部鉗夾；關節運動接頭，它包括與端部執行器的下部鉗夾連接的遠側框架底部分、近側框架部分和與遠側框架底部分樞轉連接并與近側框架底部分樞轉連接的框架連接件；以及手柄部分，其連接到細長軸的近端上，并被可操作地構造成能將閉合運動與關節運動閉合套管縱向聯接。其中，關節運動閉合套管包括關節運動部分，該關節運動部分被定位成橫跨并包圍至少部分框架連接件，并且與上部鉗夾遠側地接合，以執行上部鉗夾的樞轉。
2.如權利要求1所述的外科器械，其特征為，關節運動閉合套管組件還包括與砧座接合的遠側閉合管部分和與手柄部分聯接的近側閉合管部分，該關節運動閉合套管的關節運動部分包括分別在遠側和近側閉合管部分中形成的上部和下部相對的并樞轉銷接的柄腳。
3.如權利要求1所述的外科器械，其特征為，遠側和近側框架底部分具有相對的U形夾、包括橫向突出的圓柱形銷的框架連接件以及分別樞轉地收納于相對的U形夾中的遠側和近側端部。
4.如權利要求3所述的外科器械，其特征為，框架連接件包括與橫向突出的圓柱形銷橫向相對的小刀槽開口。
5.如權利要求1所述的外科器械，還包括在細長軸中受引導并由手柄部分使其縱向往復運動的發射桿以及收納在響應于發射桿的向遠側的運動的端部執行器中的縫釘筒，其中，樞轉連接的上部鉗夾包括具有縫釘形成表面的砧座。
6.如權利要求5所述的外科器械，其特征為，框架連接件包括定位成橫向引導發射桿的小刀槽。
7.如權利要求1所述的外科器械，其特征為，框架連接件包括狗骨形連接件，該狗骨形連接件包括變細的中間部分。
8.如權利要求1所述的外科器械，其特征為，框架連接件包括彈性材料。
9.如權利要求1所述的外科器械，其特征為，框架連接件包括剛性材料。
10.如權利要求1所述的外科器械，其特征為，手柄部分還包括閉合觸發器，其可操作地連接到關節運動閉合套管上，以執行其閉合運動，并且手柄部分還包括一發射觸發器，其可操作地連接到發射桿上，以執行其向遠側的發射運動。
全文摘要
一種特別適用于內窺鏡使用的外科器械，包括近側部分，其在患者體外操作，將連接的細長軸和端部執行器定位到患者體內需要進行手術的部位。關節運動接頭將端部執行器與細長軸樞轉連接，從而在以所需的角度到達組織方面提供進一步的臨床彈性。閉合管組件包括單樞軸部分，其跨過關節運動接頭向遠側平移，使端部執行器閉合，并通過使多個樞軸框架底包圍在其中來越過關節運動軸，以適應閉合套管樞軸中的縱向變化。因此，在定位端部執行器時可獲得額外的臨床彈性，而不會失去由軸傳遞的單獨閉合和發射運動的能力。
文檔編號A61B17/12GK1843301SQ200610072548
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月7日 優先權日2005年4月7日
發明者肯尼思·S·威爾士, 查德·P·布德羅克斯 申請人:伊西康內外科公司