動力外科器械的制作方法

專利名稱：動力外科器械的制作方法
技術領域：
0001本公開涉及一種用于緊固身體組織的外科器械，尤其涉 及 一 種具有動力致動能力的動力夕卜科器械(powered surgical instrument )。
背景技術：
0002首先在對置的鉗夾(jaw)結構中將組織抓緊或夾緊，然 后由外科緊固件接合的外科裝置在本領域是公知的。在一些器械中， 設置刀來切割已通過緊固件接合的組織。典型地，緊固件包括外科縫 合釘和兩部分聚合緊固件。
0003用于此目的的器械可以包括分別用于捕捉或夾緊組織的 兩個鉗夾構件。典型地， 一個構件支撐縫合釘釘倉，所述縫合釘釘倉 容納成行排列的多個縫合釘，而另一個構件具有砧座，隨著縫合釘被 縫合釘釘倉驅動，所述砧座限定了用于形成縫合釘腿的表面。 一些器 械包括夾具、手柄和/或旋鈕以隨著末端執行器的旋轉和鉸接影響致動。 這種外科器械要求使用者在操作手柄、旋鈕等時施加很大的力，這會 在操作器械時產生不穩定和不期望的移動。
0004因此，期望有一種需要較小的力來操作的外科器械。還 期望有 一種以更好的精度來操作的外科器械。

發明內容
0005本公開涉及一種外科器械，其包括殼體、內窺鏡部、驅 動電機、驅動管、發射桿和末端執行器。內窺鏡部從殼體向遠側延伸 并且限定了第一縱軸。驅動電機設置為至少部分地位于殼體中。驅動 管設置為與驅動電機機械協作并且圍繞穿過其延伸的驅動管軸可旋 轉。發射桿被設置為與驅動管機械協作并且發射桿的至少 一部分相對 于驅動管可平移。末端執行器鄰近內窺鏡部的遠側部設置。
0006本7>開還涉及一種將外科緊固件應用于組織的方法。該 實施例的方法包括提供一種包括殼體、內窺鏡部、驅動電機、驅動 管、發射桿和末端執行器的動力外科器械。驅動電機被設置為至少部 分地位于殼體中。驅動管被設置為與驅動電機機械協作并且圍繞穿過 其延伸的驅動管軸可旋轉。發射桿被設置為與驅動管機械協作并且發 射桿的至少一部分相對于驅動管可平移。末端執行器鄰近內窺鏡部的 遠側部設置。該方法進一步包括圍繞驅動管軸旋轉驅動管并且相對 于驅動管平移發射桿以影響末端執行器的外科功能。
0007本公開進一步涉及一種外科器械，其包括殼體；從殼 體向遠側延伸并且限定了縱軸的內窺鏡部；鄰近內窺鏡部的遠側部設 置的末端執行器，該末端執行器可移動至相對于該縱軸成一角度的位 置；被設置為至少部分地位于殼體中的驅動電機，該驅動電機被布置 用于驅動末端執行器的外科功能；用于將末端執行器移動至相對于縱 軸成一角度的位置的鉸接機構；和用于驅動該鉸接機構的鉸接電機。
0008外科器械可以包括被設置為與驅動電機機械協作的驅動 管，該驅動管圍繞穿過其延伸的驅動管軸可旋轉，以及被設置為與驅動管機械協作的發射桿，該發射桿的至少一部分相對于驅動管可平移。 在某些實施例中，在驅動電機和驅動管之間設置有離合器。離合器可 以包括離合板和彈簧。離合板被理想地設置為與設置在驅動管的近側
面上的界面(interface )相匹配。還可以包括用于驅動4交4妻機構的手動 鉸接旋鈕。
0009在某些實施例中，理想地，末端執行器相對于殼體繞縱 軸可旋轉。外科器械理想地包括用戶界面，該用戶界面包括至少一個 控制末端執行器的開關。電源被理想地設置為至少部分地位于殼體中 并且被布置為向驅動電機提供電力。在某些實施例中，末端執行器為 具有主體部的一次性裝載部件的一部分。


0010這里參照附圖公開了當前公開的動力外科器械的實施例，
其中
0011圖1為根據本公開的實施例的動力外科器械的立體0012圖2為圖1的動力外科器械的局部放大立體0013圖3為圖1和2的動力外科器械的放大平面0014圖4為圖1-3的動力外科器械的局部立體剖面0015圖5為示出了設置于第一位置的圖l-4的動力外科器械的 內部部件的橫截面0016圖6為示出了設置于第二位置的圖1-5的動力外科器械的 內部部件的橫截面圖；0017圖7為示出了圖1-6的動力外科器械的內部部件的局部橫 截面圖；及
0018圖8為圖1-7的動力外科器械的一部分的剖視圖。
具體實施例方式
0019現在參照附圖詳細描述當前公開的動力外科器械的實施
例，在附圖中，用相同的附圖標記指代在每個附圖中的相同或相應的 構件。如本文所使用的，術語"遠側的"指的是動力外科器械或其部件 的遠離使用者的部分，而術語"近側的"指的是動力外科器械的或其部 件的靠近使用者的部分。
0020依照本公開，動力外科器械，例如外科縫合器，在圖中 由附圖標記100指代。首先參照圖1，動力外科器械100包括殼體110; 內窺鏡部140,限定了穿過其延伸的第一縱軸A-A;和末端執行器160, 限定了穿過其延伸的第二縱軸B-B。內窺鏡部140從殼體110向遠側 延伸而末端執行器160鄰近內窺鏡部140的遠側部142設置。
0021參照圖2，圖示了根據本公開的實施例的殼體110的放大 視圖。在圖示的實施例中，殼體110包括其上至少具有一個開關114 (示出了圖示為撥動開關的兩個開關114a和114b)的手柄部112。限 定了手柄軸H-H的手柄部112被配置為由使用者的手來抓取。每個開 關114a和114b被設置在手柄部112上的適當位置以方便使用者的一個 手指或多個手指對其按壓。
0022參照圖3，殼體110的近側區域118包括用戶界面120。 在圖示的實施例中，用戶界面120包括兩個燈124a、 124b。可以預想到，燈124a、 124b向其使用者提供信息/反饋(例如，視覺反饋)。例 如，第一個燈124a的照亮可以表明縫合釘釘倉被正確裝載，而第二個 燈124b的照亮可以表明第二開關114b (圖2)已經被開啟并且末端執 行器160準備使用。還可以預想到，可以在殼體110上設置屏幕(在 此實施例中沒有明確地示出)以向使用者提供信息/反饋。該屏幕可以 包括結合到殼體110中的LCD屏幕或其它屏幕。
0023圖2-4圖示了鉸接機構170，該4交4妻才幾構170包括鉸接殼 體172、動力鉸接開關174和手動鉸接旋鈕176。旋鈕176被理想地配 置為表明末端執行器160的角度。例如，具有細長外形的旋鈕176相 對于軸線A-A的角位移表明末端執行器相對于軸線A-A的角度。鉸接 機構170的致動(例如，平移動力鉸接開關174或樞轉手動鉸接旋鈕 176 )引起末端執行器160從縱軸B-B與縱軸A-A基本成直線的第一 位置朝著縱軸B-B被設置為與縱軸A-A成一角度的位置移動。優選地， 可以獲得多個鉸接位置。
0024另外，鉸接殼體172和動力鉸接開關174安裝在旋轉殼 體組件180上。旋轉旋鈕182圍繞第一縱軸A-A的旋轉引起殼體組件 180及鉸接殼體172和動力鉸接開關174圍繞第一縱軸A-A旋轉，因 此引起發射桿220的遠側部224和末端執行器160圍繞第一縱軸A-A 相應地旋轉。4交接殼體172、動力4史接開關174、手動4史接旋鈕176以 及向末端執行器160提供鉸接的更多細節在由馬爾奇克(Marczyk)于 2007年3月15日提交的標題為"具有動力鉸接的外科縫合器械"的共有 的美國專利申請(代理人巻號為H-US-00897 ( 203-5357 ))和米利曼 (Milliman)等人的專利號為6， 953， 139的美國專利中有詳細描述,所述兩個專利的全部內容結合在此以做參考。可以預想到，可以用限 位開關、近程傳感器(例如，光學的和/或鐵磁的)、線性可變位移變換
器(transducer)和軸編碼器(例如，設置于殼體110中)的任何組合 來控制和/或記錄末端執行器160的鉸接角度和/或發射桿220的位置。
0025圖4-8圖示了包括驅動電機200 (圖4 )、驅動管210 (圖 4-7)和發射桿220 (包括近側部222 (圖5、 6和8)以及遠側部224 (圖4和5))的動力外科器械100的各種內部部件。驅動管210圍繞 穿過其延伸的驅動管軸C-C可旋轉(圖4 )。驅動電機200被設置為與 驅動管210機械協作并且被配置為使得驅動管210圍繞驅動齒輪軸C-C 旋轉。在已公開的實施例中，驅動電機200可以是電機或齒輪電機， 其可以包括結合在其殼體中的傳動裝置(gearing )。
0026參照圖4-6,示出了發射桿接合體(coupling) l卯。發射 桿接合體190在發射桿220的近側部222和遠側部224之間提供連接。 具體來說，發射桿接合體190能夠使發射桿220的遠側部224相對于 發射桿220的近側部222旋轉。因此，發射桿接合體190 4吏發射桿220 的近側部222保持靜止(下面參照定位板(alignment plate) 350來論 述)，而允許發射桿220的遠側部224旋轉(例如，如上所述，緊接著 旋轉旋鈕182的旋轉)。
0027驅動管210響應于驅動電機200的旋轉而旋轉。如下所 述，隨著驅動管210i走轉，發射桿220#1向近側和/或向遠側平移。參 照圖5和6，發射桿220的近側部222包括穿過驅動管210的內螺紋部 212延伸的螺紋部226。驅動管210剛一旋轉，發射桿220和驅動管210 之間的這種關系就使得發射桿220沿驅動管210的螺紋部212向遠側和/或向近側(在箭頭D和E的方向上)移動。例如，隨著驅動管210 在第一方向上旋轉(例如，順時針)，發射桿220向近側移動(圖5圖 示了鄰近其最近側位置設置的發射桿220)，并且當驅動管210在第二 方向上旋轉時(例如，逆時針)，發射桿220向遠側移動(圖6圖示了 鄰近其最遠側位置設置的發射桿220 )。
0028繼續參照圖5和6，發射桿220在特定的界限內向遠側和 近側可平移。具體來說，發射桿220的近側部222的第一端222a結合 定位板350用作機械止擋。也就是說，在當發射桿220向近側平移時 的縮回上，第一端222a接觸到定位板350的遠側表面351，因此防止 發射桿220繼續向近側平移(圖5 )。另外，發射桿220的近側部222 的螺紋部226結合定位板350用作機械止擋。即，當發射桿220向遠 側平移時，螺紋部226 4妄觸定位板350的近側表面353,因此防止發射 桿220進一步向遠側平移(圖6 )。
0029隨著驅動電機200旋轉驅動管210,發射桿220的近側部 222由定位板350抑制，基本不旋轉(圖8)。定位板350包括穿過定 位板350的具有非圓形橫截面的孔(aperture) 352。孔352的非圓形橫 截面防止發射桿220的近側部222旋轉，因此將發射桿220的近側部 222限制于通過孔352的軸向平移。此外，為了便于驅動管210的旋轉 同時有助于將驅動管210對準在殼體110中，近側軸承354 (圖4-7) 和遠側軸岸義356 (圖4-6) ^皮-沒置為至少部分地圍繞驅動管210。在進 一步的實施例中，可以增加另外的管。為了減小驅動管的長度并且/或 者增加扭矩，驅動管能夠與另一個管狀構件匹配的外螺紋相結合。這 使得伸縮的多層管能夠在軸向上移動，以使發射桿更能軸向地移動，而組件具有相同的總體長度。此外，也能夠以相同的方式來利用內螺 紋管。
0030發射桿220向遠側的平移(例如，對應于驅動管210的 逆時針旋轉)能夠引起末端執行器160的鉗夾構件162、 164 (見圖1 ) 抓緊或夾緊保持于它們之間的組織。發射桿220的進一步遠側平移可 以使得外科緊固件從末端執行器160彈出(例如，經由凸輪桿和/或致 動滑軌(sled)(在此實施例中，二者都未明確地示出)以緊固組織， 并且也可使刀(在此實施例中沒有明確地示出)切斷組織。發射桿220 向近側的平移(例如，對應于驅動管210的順時針旋轉)能夠使得鉗 夾構件162、 164和/或刀回縮或回復至其先前發射的位置。發射和其它 致動末端執行器160的更多細節在米利曼(Milliman)等人共有的專利 號為6，953，139的美國專利(第'139號米利曼專利)中有詳細描述， 因此其公開的全部內容結合在此以作參考。
0031根據本公開的實施例，末端執行器160包括釘倉組件(例 如，鉗夾構件164)和砧座組件(例如，鉗夾構件162),所述砧座組 件包括用于將外科緊固件置入身體組織中并且使外科緊固件定形的砧 座(anvil)部。釘倉組件164容納有多個縫合釘。砧座組件162和釘 倉組件164至少其中之一相對于另一個可以在砧座組件162和釘倉組 件164相隔的打開位置與砧座組件162和釘倉組件164并列對準的鄰 接或夾緊位置之間移動。在實施例中，縫合釘容納于釘倉組件164中 以將線狀排列的縫合釘應用于身體組織。
0032進一步可以預想到，末端執行器160被連接至安裝部166 上，該安裝部166可才區轉;也連4妻至主體部168上。主體部168可以與動力外科器械100的內窺鏡部140成為一體，或者可以可拆卸地連接
至內窺鏡部140上以提供可替代的一次性裝載部件(DLU)或一次性 使用裝載部件(SULU)。裝載部件可以通過卡口連4妻(bayonet connection )與內窺鏡部140連接。可以預想到，裝載部件具有至少一 個連接至裝載部件的安裝部166的鉸接鏈接并且該鉸接鏈接連接至聯 接桿(linkage rod),以使末端執行器160隨著聯接桿沿第一縱軸A-A 在遠側-近側方向上平移時而鉸接。可以使用其他裝置來將末端執行器 160連接至內窺鏡部140以便能夠鉸接。例如，可以使用柔性管或者多 個可樞轉的構件。
0033裝載部件可以結合(或者被配置用來結合)諸如導管密 封裝置、直線縫合裝置、圓形縫合裝置和刀具等的各種末端執行器。 這樣的末端執行器可以與動力外科器械100的內窺鏡部140接合。中 間柔性軸可以包括在手柄部112和裝載部件之間。柔性軸的實例在由 熱姆洛克(Zemlok)于同一日一并提交的題目為"動力外科器械"的 共有的美國專利申請(代理人巻號為H-US-00832 ( 203-5320 ))中有詳 細描述，因此其全部內容結合在此以作參考。可以預想到，柔性軸的 結合可以便于接近和/或進入身體的特定區域。
0034此外，可以使用不同的裝載部件，數字控制模塊(DCM) 130 (圖4)能夠控制施加于發射桿220上的力，從而使得發射桿220 能夠驅動位于裝載部件上的當時使用的特定的末端執行器160。為了清 楚，在圖中沒有顯示將DCM 130連接至動力外科器械100的各種部件 的線，但這些線在本公開的考慮之中。裝載部件還可以包括例如132 的機械或者電子傳感器，該傳感器向DCM 130表明哪個末端執行器位于裝載部件上。在實施例中，DCM 130還能夠經由傳感器或通過測量 由電機牽引的電壓或電流，來存儲與施加于發射桿220和/或末端執行 器160上的力有關的信息。另外，可以測量來自驅動電機200的電壓 和電流以便提供與動力外科器械100的狀態有關的信息和/或反饋。例 如，如果^^用者試圖在太厚的組織上施加壓力時，可以測量電壓和/或 電流來判斷夾緊能量。如果超越了預定的能量限制，這個信息能夠被 提供給使用者并且/或者能夠使電力中斷或停止。可以預想到，這個特 征有助于防止器械中的機構被損壞。
0035在本公開的實施例中，末端執行器160的砧座組件162 包括用于被末端執行器160的驅動組件嚙合的凸輪表面。這里，驅動 組件包括理想地具有用于切割組織的刀的驅動梁(beam )。驅動梁具有 被定位以嚙合凸輪表面的凸輪滾子和凸緣，所述凸緣被定位以嚙合釘 倉組件從而當驅動梁向遠側行進時來影響砧座組件162和4丁倉組件164 相對于彼此的接近。另外，如第'139號米利曼專利中所^^開的，當在 向遠側方向上進一步行進時，驅動梁與用于部署來自釘倉組件的外科 緊固件的致動構件相嚙合。
0036傳感器的任何組合都可以被定位于動力外科器械100中 以判斷動力外科器械100的操作階段，例如，末端執行器160的鉸接、 旋轉、夾緊和發射等。例如，限位開關230和232 (圖4)、近程傳感 器(例如，線性的和/H磁的)、電位計(potentiometer )、線性可變位移 變換器(LVDT )、軸編碼器等可以被用來幫助控制和/或記錄發射桿220 的位置(例如，限位開關232)，并且可以被用來4企測正確裝載后的縫 合釘釘倉(例如，限位開關230 )。0037參照附圖5和6，圖示了指示器320a和320b位于發射桿 220上并且幫助判斷發射桿220的速度和發射桿220相對于驅動管2] 0 和/或殼體110的位置。例如，限位開關230可以由/人該處經過的感測 指示器320a和/或320b (例如，凸塊(bump )、凹槽、缺口 ( indentation ) 等)觸發以判斷發射桿220的位置、發射桿220的速度和動力外科器 械100的模式(例如，夾緊、抓緊、發射、封閉、切割、回退)。指示 器可以具有多種形狀并且可以使用許多與那些所示的相似的等間隔的 特征。例如，可以將發射桿220的位置表示在用戶界面120的屏幕上。 此外，從指示器320a、 320b接收到的反饋可以被用于判斷，按連接于 該處的特定裝載部件的尺寸,發射桿220應該在何時停止其軸向運動 (例如，何時驅動電才幾200應該停止)。
0038參照圖7，示出了從驅動電機200和行星齒輪204延伸出 的驅動電機軸202。驅動電機軸202與離合器300機械協作。驅動電機 軸202由驅動電才幾200旋轉，從而導致離合器300的旋轉。離合器300 包括離合板302和彈簧304并且被示為具有設置于離合板302上的鍥 形部306,該鍥形部306能夠與設置于驅動管210的近側面216上的界 面(例如，鍥形物(wedge) 214)匹配。在行星齒輪204和驅動管210 之間圖示了彈簧304。具體來說，依照圖7中示出的實施例，在離合板 302和離合墊圈(clutch washer) 308之間圖示了彈簧304。另外，驅動 電機200安裝在電才幾底座(motor mount) 310上。如圖7所示，電機 底座310可以經由設置于電機底座310中的狹槽(slot) 312和設置于 殼體110上的凸起314相對于殼體110向近側和向遠側調整。0039在本 ^開的實施例中，離合器位于驅動管210和驅動電 機200之間。離合器300的鍥形部306被配置并且被布置為相對于驅 動管210的近側面216的4契形物214滑動，除非彈簧304向離合板302 施加臨界力。此外，當彈簧304施加4吏4契形部306和鍥形物214嚙合 而不滑動所需的臨界力時，驅動管210將基于驅動電機200的旋轉而 旋轉。可以預想到，鍥形部306和/或鍥形物214被配置為相對于彼此 在一個和/或兩個方向(即，順時針和/或逆時針)上滑動直至獲得臨界 力。
0040進一步可以預想到，驅動電機軸202包括D形橫截面， 該D形橫截面包括基本平坦的部分和圓形部分。因此，當驅動電機軸 202相對于離合板302能夠平移時，在驅動電機軸202旋轉后，驅動電 機軸202相對于離合板302將不會"滑動"。即，驅動電機軸202的旋 轉將導致離合板302相對地滑動較小的旋轉。
0041盡管在附圖中沒有明確地圖示，用戶界面120可以包括 多個開關。用戶界面可以顯示可以經由傳感器傳遞至用戶界面的"模 式"(例如，旋轉、鉸接或者致動)、"狀態"(例如，鉸接角度、旋轉 速度或者致動類型)和諸如縫合釘是否已經被發射的"反饋"。同樣可 以預想到，使用者能夠使用開關來輸入不同的組織類型和縫合釘釘倉 的各種尺寸和長度。此外，用戶界面上的開關可以包括位于其上的箭 頭并且可以用于選擇方向、速度和/或驅動管210被驅動電機200旋轉 的扭矩。同樣可以預想到，例如，能夠使用至少一個開關來選擇當各 種設定值被超越時的緊急模式。0042另外，參照圖1和2，開關114a、 114b可以被用于啟動 和/或停止驅動電機200的運動。開關114a、 H4b的其它功能以及具有 更多或者更少的開關114都是可以預期的。在特定的實施例中，可以 包括開關114c (圖1、 2和4),其中按壓開關114c可以機械地和/或電 子地開啟末端執行器160的致動或者發射。此外，例如，至少一個開 關114可以包括一個或多個微電子薄膜開關。這種微電子薄膜開關包 括相對低的致動力、小封裝尺寸、人體工程學的尺寸和外形、薄斷面 (low profile )、包括開關上的成型字母的能力、符號、描繪和/或指示 和低材料成本。另外，開關114 (諸如微電子薄膜開關)可以被密封以 便于動力外科器械100的消毒，并且有助于防止顆粒和/流體污染。
0043可選地，或者除了開關114之外，其它輸入裝置可以包 括聲音輸入技術，該輸入裝置可以包括結合在DCM 130中的硬件和/ 或軟件，或者連接至DCM130上的單獨的數字模塊。聲音輸入技術可 以包括聲音識別、聲音激活、聲音校正和/或植入語音。使用者可以通 過聲音命令來整個地或部分地控制器械的操作，因此解放出使用者的 一只或兩只手以操作其它的器械。聲音或其它聽得見的輸出也可以被 用來向使用者提供反饋。
0044在實施例中，彈簧304可以被用于動力外科器械100的 反饋和控制中。如上所述，DCM130可以連接至一個或者多個開關114 和一個或者多個顯示屏以便向使用者提供反饋并且用來幫助控制動力 外科器械100的操作。DCM 130可以是結合在動力外科器械100的殼 體110中的數字電路板。彈簧304可以包括能夠與DCM 130相互作用 的壓力變換器以控制施加于驅動管210的力。0045同樣可以預想到，用戶界面120包括位于屏幕和/或開關
上的不同的顏色和/或亮度的文本，用于對顯示項目作進一步的區分。 例如，使用者的反饋還可以包括燈的脈沖模式、聽覺反饋(例如，蜂 鳴器、鈴或者可以以選定的時間間隔發聲的嘟嘟聲)、口頭反饋和/或觸 覺振動反饋(諸如異步電機或者螺線管)的形式。視覺、聽覺或者觸 覺反饋的強度能夠增加或者降低。例如，反饋的強度可以用來表示器 械上的力正變得過大。另外，可以將開關定位在相互不同的高度并且/ 或者可以包括凸起標記或者其它結構特征(例如，凹陷或者凸起)，以
使得使用者能夠按壓適當的開關而不需要看用戶界面120。
0046另外，用戶界面120可以包括一個或多個單獨的顯示屏 幕和輸入裝置(諸如開關或者按鈕)，或者輸入裝置可以整體地或部分 地結合到屏幕中。例如，可以使用觸摸屏液晶顯示器(LCD)使得使 用者能夠在觀察操作反饋時提供輸入。觸摸屏LCD可以包括電阻、電 容或者表面聲波控制。這種方法能夠方便屏幕部件的密封以便于動力 外科器械100消毒，同時防止微粒和/或流體污染。在某些實施例中， 屏幕被可樞轉地或者可旋轉地安裝于動力外科器械100上，用于在使 用或準備過程中機動地觀察屏幕。例如，屏幕可以鉸接于或者球窩式 安裝于動力外科器械100上。
0047在已公開的實施例中，由動力外科器械100中的各種傳 感器監測到的至少某些信息可以提供給手術室中的視頻屏幕或者監測 系統。例如，可以經由包括藍牙、ANT3、 KNX、 Z波、XIO、無線USB、 WiFi、 IrDa、 Nanonet、 TinyOS、 ZigBee、射頻、UHF和VHF的技術， 將數據從結合在或者關聯于動力外科器械100中的通信發射器發送至用于手術室監測系統的接收器。這種特征可以方便動力外科器械100 或其它手術室使用者或醫護人員或遠程人員進行監測。
0048同樣可以預想到，蓄電池400 (圖4)、電池組、燃料電
電力。例如，電容器可以被用來與電池組連接。這里，由于電池是典 型的電流不可能很快地從其流出的慢流(slow-drain)裝置，所以當所 要求/所需的能量比電池依靠其自身所能提供的要快時(例如，在夾緊
厚組織、快速發射和夾緊等時)，可以利用電容器來產生電能沖擊 (power burst)。可以預想到，能夠將電池連接至電容器以對電容器充 電。
0049還可以預想到，電池組包括至少一個一次性電池。該一 次性電池可以介于大約9伏和大約30伏之間，并且可以用于一次性外 科器械。包括電力的其它供電裝置也在考慮之中。在選擇性的實施例 中，使用電線(cord)將器械100連接至發電機和/或線電壓。
0050在已公開的實施例中，DCM連接至驅動電機200并且被 配置和布置以監測電池電阻、電壓、溫度和/或電流消井毛并且控制動力 外科器械100的操作。確定動力外科器械100的電池400、輸電、驅動 電機200和驅動部件上的一個負載或多個負載是否顯示出達到或者接 近損壞極限，來控制電機速度。例如，可以確定電池400中的剩余電 量，剩余發射次數，是否必須將電池400替換或充電，和/或是否接近 動力外科器械100的潛在負載極限。0051DCM能夠;陂配置和布置來控制或者幫助控制驅動電機 200的操作以響應監測到的信息。可以使用電池電壓的脈沖調制來作為 用于控制扭矩輸出的電子離合器。例如，DCM能夠調節電壓或者對電 壓進行脈沖調制以調節功率和/或扭矩輸出來防止系統損壞或者優化能 量使用。可以使用電子制動電路(electric braking circuit)來控制驅動 電機200，該電子制動電路使用旋轉驅動電機200的現有的反電動勢 (EMF)以抵制和大體降低驅動管210的動量。電子制動電路可以改
或移位的控制。用于監測動力外科器械100的部件并且幫助防止動力 外科器械100過載的傳感器可以包括諸如熱傳感器、電熱調節器 (thermistor )、熱電偶和/熱紅外成像的熱型傳感器，并且向DCM提供 反饋。如果達到或者接近極限，DCM可以控制動力外科器械IOO的部 件并且這種控制可以包括切斷來自電池組400的電力，臨時性地中斷 電力或者進入暫停^^莫式，進行脈沖調制以限制使用的能量，并且DCM 能夠監測部件的溫度以確定何時重新開始操作。DCM的上述用途可以 單獨使用或者以電流、電壓、溫度和/或阻抗測量為要素來使用。
0052可以預想到，末端執行器160是可以重復使用的，能夠 容納縫合釘釘倉并且/或者作為一次性裝載部件的一部分。 一次性或可 替代裝載部件的其它細節在由博拉諾斯(Bolanos)等人共有的專利號 為5， 752, 644的美國專利中有詳細描述，其全部內容結合在此以作 參考。如第'139號米利曼專利所公開的， 一次性和/或可替代裝載部 件可以包括具有或不具有鉸接的末端執行器。0053在本公開的某些實施例中，結合有外科末端執行器i60
的一次性或可替代裝載部件包括位于裝載部件中以判斷各種部件的位
置和/或諸如末端執行器160的鉸接、旋轉、夾緊和發射的末端執行器 160的操作的傳感器。例如，可以使用電觸頭、近程傳感器、光學傳感 器、光電二極管和/或機械或金屬傳感器來控制和/或記錄與末端執行器 160相關的信息。同樣可以判斷砧座組件162和4丁倉組件164相對于彼 此的位置，末端執行器160的鉸接或非鉸接位置，末端執行器160的 旋轉，和/或裝載部件、縫合釘釘倉和/或縫合釘釘倉的部件的正確裝載。
0054同樣可以包括識別系統來判斷并且向DCM傳遞各種信 息，包括用于操作特定的末端執行器160的速度、功率、扭矩、夾緊、 移動長度和強度極限。DCM也可以判斷操作模式并且調整用于部件移 動的電壓、離合器彈簧載荷和停止點。更具體地說，識別系統可以包 括末端執行器160中的一部件(例如，微晶片、發射器或者傳送器)， 該部件與DCM或者那里的接收器通信(例如，無線、經由紅外信號等)。 同樣可以預想到，可以經由發射桿220發送信號，從而發射桿220用 作用于DCM和末端執行器160之間的通信的管道(conduit )。
0055在根據本公開的某些實施例中，裝載部件包括軸向驅動 組件，其與發射桿220協作以接近末端執行器160的砧座組件162和 釘倉組件164并且從縫合釘釘倉發射縫合釘。如第139號米利曼專利 的某些實施例所公開的，該軸向驅動組件可以包括通過縫合釘釘倉向 遠側移動并且在縫合釘發射后可以回退的梁。通過實例，上述的傳感 器可以用于判斷所述縫合釘是否已經從縫合釘釘倉發射，是否它們被 完全發射，是否所述梁是否已經通過縫合釘釘倉向近側回退及回退的程度，以及與裝載部件的操作有關的其它信息。在本公開的某些實施 例中，裝載部件結合了用于識別裝載于器械100上的裝載部件和/或縫 合釘釘倉的類型的部件，所述部件包包括紅外的、蜂窩的、傳導識別
(其可以使用發射桿作為導管(conduit))或者射頻識別芯片(諸如感
官的或類似技術的)的部件。裝載部件和/或縫合釘釘倉的類型可以由
DCM中相關的接收器或者由手術室中用于提供反饋、控制和/或進行存 量分析的外部裝置接收。電源或者電池組400可以結合用于識別裝在 動力外科器械100上的電池組400的類型或者用于發送與電池組400 相關的反饋的部件。
0056在本公開的某些實施例中，動力外科器械100包括一次 性或可替代的裝載部件，其結合了外科末端執行器160和包括殼體110 以及可拆卸地連4妄至裝載部件的內窺鏡部140的可重復利用部分。可 重復利用部分可以被配置為用于消毒然后在隨后的外科操作中再次使 用。在實施例中，殼體110的部件被密封以防止微粒和/流體污染物的 滲透并且幫助防止部件被消毒處理損壞。在根據本公開的某些實施例 中，電池組400包括可再充電電池。例如，再充電電池能夠被連接至 在器械100的殼體110上可以4妻近的觸點(contact),或者再充電電池 可以通過密封于殼體110中的感應充電界面被再次充電。感應充電界 面可以消除觸點短^各并且可以才是供可以是密閉地或抗液密封的內部電 池。
0057本公開還涉及一種將外科緊固件應用于組織的方法。該 方法包括如上所述的動力外科器械100的使用。0058應該理解的是，可以對本文/A開的實施例作各種^f奮改。 如在以上^Hf的和在由熱姆洛克(Zemlok)于同一日一并提交的標題 為"動力外科器械"的共有的美國專利申請(代理人巻號為H-US-00832 (203-5320))中公開的某些優選實施例中，傳感器、反饋和控制系統 被理想地結合在外科器械中，其公開的全部內容結合在此以作參考。
0059作為另一個實例，活動手柄(在此實施例中沒有明確地 示出)可以被用來控制動力外科器械100的各種功能。因此，以上描 述不應該被解釋為限制，而僅僅是作為各種實施例的范例。本領域技 術人員能夠預想到附加在此的權利要求的范圍和精神之內的其它修 改。
權利要求
1、一種外科器械，包括殼體；內窺鏡部，其從所述殼體向遠側延伸并且限定第一縱軸；驅動電機，其被設置為至少部分地位于所述殼體中；驅動管，其被設置為與所述驅動電機機械協作，所述驅動管可圍繞穿過所述驅動管延伸的驅動管軸旋轉；發射桿，其被設置為與所述驅動管機械協作，所述發射桿的至少一部分相對于所述驅動管可平移；及末端執行器，其鄰近所述內窺鏡部的遠側部設置，所述末端執行器與所述發射桿機械協作以使所述發射桿驅動所述末端執行器的外科功能。
2、 如權利要求1所述的外科器械，進一步包括設置于所述驅動電 機和所述驅動管之間的離合器，所述離合器包括離合板和彈簧。
3、 如權利要求2所述的外科器械，其中所述離合板能夠與設置于 所述驅動管的近側面上的界面相匹配。
4、 如權利要求1所述的外科器械，其中所述末端執行器限定第二 縱軸，所述末端執行器能夠從所述第二縱軸與所述第 一縱軸基本成直 線的第一位置至少運動到所述第二縱軸與所述第一縱軸成一角度的第 二位置。
5、 如權利要求1所述的外科器械，其中所述末端執行器相對于所 述殼體可圍繞所述第 一縱軸旋轉。
6、 如權利要求1所述的外科器械，進一步包括用戶界面，所述用 戶界面包括至少 一個控制所述發射桿的平移的開關。
7、 如權利要求1所述的外科器械，其中所述發射桿的至少一部分 被設置為至少部分地位于所述驅動管中。
8、 如權利要求1所述的外科器械，其中所述驅動管包括位于其內表面上的螺紋部。
9、 如權利要求8所述的外科器械，其中所述發射桿包括位于其上 的螺紋部，所述發射桿的所述螺紋部可與所述驅動管的所述螺紋部嚙 合。
10、 如權利要求1所述的外科器械，其中所述發射桿的至少一部 分延伸穿過一個板的孔，所述孔包括用于防止所述發射桿相對于所述 板旋轉的非圓形橫截面。
11、 如權利要求1所述的外科器械，進一步包括被設置為至少部 分地位于所述殼體中并且被布置為向所述驅動電機提供電力的電源。
12、 如權利要求1所述的外科器械，其中所述末端執行器為一次 性裝載部件的一部分。
13、 一種外科器械，其包括 殼體；內窺鏡部，其乂人所述殼體向遠側延伸并且限定一縱軸；末端執行器，其鄰近所述內窺鏡部的遠側部設置，所述末端執行 器可相對于所述縱軸運動至成一角度的位置；驅動電機，其被設置為至少部分地位于所述殼體中，所述驅動電機被布置為用于驅動所述末端執行器的外科功能；鉸接機構，其用于將所述末端執行器相對于所述縱軸移動至所述成一角度的位置；及鉸接電機，其用于驅動所述鉸接機構。
14、 如權利要求13所述的外科器械，進一步包括驅動管，其被設置為與所述驅動電機機械協作，所述驅動管可圍 繞穿過所述驅動管延伸的驅動管軸旋轉；及發射桿，其被設置為與所述驅動管機械協作，所述發射桿的至少 一部分可相對于所述驅動管平移。
15、 如權利要求14所述的外科器械，進一步包括設置于所述驅動 電機和所述驅動管之間的離合器，所述離合器包括離合板和彈簧。
16、 如權利要求15所述的外科器械，其中所述離合板被布置為與 設置于所述驅動管的近側面上的界面相匹配。
17、 如權利要求13所述的外科器械，進一步包括用于驅動所述鉸 才妄才幾構的手動4交4妻^走4艮
18、 如權利要求13所述的外科器械，其中所述末端執行器相對于 所述殼體可圍繞所述縱軸旋轉。
19、 如權利要求13所述的外科器械，進一步包括用戶界面，所述 用戶界面包括至少一個控制所述末端執行器的開關。
20、 如權利要求14所述的外科器械，其中所述驅動管包括位于其 內表面上的螺紋部。
21、 如權利要求20所述的外科器械，其中所述發射桿包括位于其 上的螺紋部，所述發射桿的所述螺紋部可與所述驅動管的所述螺紋部 嚙合。
22、 如權利要求14所述的外科器械，其中所述發射桿的至少一部 分延伸穿過一個板的孔，所述孔包括用于防止所述發射桿相對于所述 板旋轉的非圓形橫截面。
23、 如權利要求13所述的外科器械，進一步包括被設置為至少部 分地位于所述殼體中并且被布置為向所述驅動電機提供電力的電源。
24、 如權利要求13所述的外科器械，其中所述末端執行器為具有 主體部的 一次性裝載部件的 一部分。
全文摘要
本發明公開了一種外科器械，其包括殼體、內窺鏡部、驅動電機、驅動管、發射桿和末端執行器。所述內窺鏡部從所述殼體向遠側延伸并且限定了第一縱軸。所述驅動電機被設置為至少部分地位于所述殼體中。所述驅動管被設置為與所述驅動電機機械協作并且圍繞穿過所述驅動管延伸的驅動管軸可旋轉。所述發射桿被設置為與所述驅動管機械協作并且所述發射桿的至少一部分相對于所述驅動管可平移。所述末端執行器鄰近所述內窺鏡部的遠側部設置并且與所述發射桿機械協作，以使所述發射桿驅動所述末端執行器的外科功能。
文檔編號A61B17/94GK101283924SQ200810090459
公開日2008年10月15日 申請日期2008年4月14日 優先權日2007年4月13日
發明者邁克爾·熱姆洛克 申請人:Tyco醫療健康集團