專利名稱：動力手術縫合器的改進的制作方法
動力手術縫合器的改進相關專利申請的引用本專利申請要求對提交于2009年2月6日的、授予Meven G.Hall的、名稱為 "Motor-Driven Surgical Stapler Improvements”(電動手術縫合器的改進)的美國臨時申請No. 61/150，382的優先權。
背景技術：
適于內窺鏡應用的手術縫合器的例子在美國專利No. 5，465，895(以引用方式并入本文中)中有所描述，該專利公開了具有不同閉合和擊發動作的內鏡切割閉合器。電動手術縫合器的例子為美國專利公開No. 2007/0175958(據此以引用方式并入本文中)，其中本文摘錄的部分詳細說明了其基本功能、改進、背景技術以及組件。最后公開了該系統的其他改進。引用US2007015958的背景技術和發明內容部分一臨床醫生使用該裝置時能夠在擊發前使鉗口構件在組織上閉合以定位組織。一旦臨床醫生確定鉗口構件正確地夾住了組織，臨床醫生就可用單擊發沖程或多擊發沖程(取決于裝置)來擊發手術縫合器。擊發外科縫合器使得組織被切斷并縫合。同時切斷和縫合避免了當利用分別僅進行切斷和縫合的不同外科工具依次執行這些動作時可能產生的并發癥。在擊發前可在組織上閉合的一個具體優點是，臨床醫生可通過內窺鏡檢查是否達到理想的切割位置，包括是否已在相對的鉗口之間捕獲足量的組織。否則，相對鉗口可能被拉得太近，特別是在它們的遠端夾攏，從而不能在切斷組織內有效形成閉合縫釘。另一個極端情況是，夾住的過量組織可能導致束縛和不完全擊發。每一代內鏡縫合器/切割器都在復雜性和功能方面不斷增強。這種情形的主要原因之一在于這樣的追求，將擊發力(FTF)降低到所有或大多數外科醫生都能操控的程度。降低FTF的一個已知解決方案是使用C02馬達或電動馬達。這些裝置的擊發并不比傳統的手動裝置好很多，而是有其不同的理由。外科醫生通常更愿意體驗與在使縫釘成形時由端部執行器所受的力成比例的力分布，以確保在大多數外科醫生能力的上限(通常為約 15-30Ibs)內完成切割/縫合循環。如果在裝置手柄中感受到的力感覺過大或者由于一些其他臨床原因，他們通常還希望保持對縫釘配置的控制并能夠隨時停止。這些對于使用者的反饋作用，未能在現有電動內鏡切割閉合器中適當實現。因此，對于切割/縫合操作僅僅通過按一下按鈕來致動的電動內鏡切割閉合器，醫生還未普遍接受。
發明內容
在一個總體方面，本發明涉及電動手術切割和緊固器械，所述器械可向使用者提供關于端部執行器的位置、力和/或伸出的反饋。在各種實施例中，該器械還允許操作員控制端部執行器，包括能夠在需要時停止伸出。該器械可在其手柄中包括兩個扳機(閉合扳機和擊發扳機)，具有分開的執行動作。當該器械的操作員回扣閉合扳機時，端部執行器可以夾住定位于端部執行器中的組織。然后，當操作員回扣擊發扳機時，馬達可借助齒輪傳動鏈為可旋轉主傳動軸組件提供動力，使得端部執行器內的切割器械切斷被夾住的組織。在各種實施例中，該器械可包括具有加載力反饋和控制的動力輔助系統，以減少操作員施加的所需擊發力，從而完成切割操作。在此類實施例中，擊發扳機可以嚙合到主傳動軸組件的齒輪傳動鏈中。通過這樣的方式，操作員可體驗與施加到切割器械上的力有關的反饋。也就是說，擊發扳機上的加載力可能與切割器械受到的加載力有關。同樣在此類實施例中，因為擊發扳機被接入齒輪傳動鏈，操作員施加的力可加到作用于馬達的力上。根據各種實施例，當擊發扳機回縮適當的量(如5度)時，可致動通/斷開關，向馬達發送以指定速率旋轉的信號，從而開始致動傳動軸組件和端部執行器。根據其他實施例，可以使用比例傳感器。比例傳感器可以向馬達發送以指定速率旋轉的信號，該速率與操作員加到擊發扳機上的力成比例。通過這樣的方式，擊發扳機的旋轉位置與切割器械在端部執行器中的位置(例如，完全伸出或完全回縮)大致成比例。操作員還可以在沖程的某一時間點停止回扣擊發扳機以停止馬達，從而停止切割運動。此外，可使用傳感器分別檢測端部執行器沖程的起點(例如，完全回縮位置)和沖程的終點(例如，完全伸出位置)。因此，傳感器可提供適應控制系統，用以在馬達、齒輪傳動鏈和端部執行器的閉環系統之外控制端部執行器的伸出。在其他實施例中，擊發扳機可不被直接接入用于致動端部執行器的齒輪傳動鏈中。在此類實施例中，可用第二馬達對擊發扳機加力，以模擬端部執行器中切割器械的伸出。可根據由旋轉編碼器測定的主傳動軸組件的旋轉增量控制第二馬達。在此類實施例中， 擊發扳機的旋轉位置可與端部執行器中的切割器械位置相關。此外，可使用通/斷開關或比例開關控制主馬達(即為主傳動軸提供動力的馬達)。在各種具體實施中，端部執行器可在端部執行器的基座使用螺旋傳動螺桿來驅動切割器械(例如割刀)。端部執行器還可以包括用于縫合切斷組織的釘倉。根據其他實施例，可使用其他方法緊固(或封閉)切斷組織，包括射頻能量和粘合劑。所述器械還可包括機械閉合系統。機械閉合系統可包括細長倉槽，該倉槽具有夾緊構件(例如砧座)，該夾緊構件可樞轉連接到該倉槽，以夾緊位于端部執行器中的組織。 使用者可通過回扣閉合扳機來致動端部執行器的夾緊動作，所述閉合扳機通過機械閉合系統實現端部執行器的夾緊動作。一旦夾緊構件鎖定在合適的位置，操作員就可以通過回扣獨立的擊發扳機來致動切割操作。這可使得切割器械沿著倉槽縱向行進，以切割端部執行器夾住的組織。在各種具體實施中，所述器械可包括用于致動端部執行器的可旋轉主傳動軸組件。此外，主傳動軸可以包括關節接頭，以使端部執行器可被關節連接。關節接頭可包括 (例如)錐齒輪組件、萬向接頭或能夠將扭力傳遞到端部執行器的柔性扭轉纜索。本發明的其他方面涉及用于將閉合扳機鎖定到手柄下部的手槍式握把部分的各種機構。此類實施例將手柄中位于扳機正上方和正后方的空間空出來，用于器械的其他部件，包括齒輪傳動鏈和機械閉合系統的部件。”本文的公開內容示出了具體實施電池供電的齒輪驅動獨立式內鏡縫合裝置的方法。
圖1是根據本發明的手術縫合器的遠端的透視圖。圖2是根據本發明的手術縫合器的遠端的透視圖，其中釘倉已從倉槽中移除。圖3是與圖1類似的根據本發明的手術縫合器的遠端的視圖，圖中示出了閉鎖指示燈。圖4是根據本發明的手術縫合器的近端的透視圖。
具體實施例方式電動內鏡切割閉合器的端部執行器照明方法/手術部位照明目前，當端部執行器處于伸出位置或接近該位置時，由于存在相鄰結構投射的陰影以及甚至整個端部執行器位于另一結構之后，外科醫生有時難以觀察治療部位。圖1示出了根據本發明的手術縫合器1的遠端3，其包括砧座11、釘倉主體7以及倉槽13。如圖所示，可在釘倉主體7的末端設置附加光源5，以照明組織9。該光源可為任何將電能轉化為光能的實用裝置的組合，所述實用裝置包括但不限于半導體(例如LED)、常規白熾燈、電致發光激光器。這將使得外科醫生不僅可以直接照亮治療部位，還可以為結構提供背光以觀察如脈管系統等內部組成， 或者采用激光筆時外科醫生可以通過傳統顯示器區分出所關注的區域和其他區域。操作非常簡單，將釘倉7后部的一個或多個觸點21與倉槽內的觸點23接合即可。 這使得外科醫生可以通過位于手柄31上的開關為觸點組通電，從而提供所需的光能。該開關甚至可具有可變的強度，如本文所述可控制主裝置致動速度的開關。如上所述，美國專利公開2007/0175949還在圖45-47中公開了輸出顯示內容，可顯示端部執行器的位置反饋、閉鎖狀態、擊發次數等。這將最大程度地為使用者解決較為棘手的問題之一，即在不致動裝置的情況下識別裝置狀態，尤其是裝置的閉鎖狀態。其他對使用者有益的反饋是對釘倉加載時的狀態的即時反饋。如上述應用中，這可匯總到手柄31上的閉鎖指示。指示燈33 (例如LED、玻璃燈泡、IXD、語音報警器、振動器等)可僅僅與釘倉閉鎖裝置或機構的狀態相關，以使其向外科醫生提供該信息。該LED可位于手柄上。作為另外一種選擇，指示燈35可位于遠端3附近，可向外科醫生和裝載員提供釘倉是否“準備就緒”的即時信息。這可由與機械閉鎖直接相關的開關或觸點組完成。開關或觸點使電路閉合，以使指示燈提供適當信息。該閉合觸點組可通過滑板(專利公開20070175958的件33) 內的導電元件，并且兩個觸點可位于倉槽(件22)附近。檢測閉鎖狀態的另一個方法是通過器械狀態來間接檢測(實例I 已裝載釘倉而不打算擊發的狀態可指示為“未進入閉鎖”; 實例2:器械已擊發且未安裝新釘倉的狀態可指示為“已進入閉鎖”;等等。)另一個實施例是在釘倉自身上設置LED或視覺指示。釘倉扣搭到位時，向釘倉供電的觸點就被建立。如果釘倉被擊發，不僅機械閉鎖系統停止割刀的推進，而且釘倉電路點亮釘倉上的LED，從而在內鏡監視器上通知外科醫生釘倉已被閉鎖。這可通過在釘倉內放置小電池或其他電荷存儲器進一步擴展，以消除與主裝置電源連接的需要。還可設置釘倉電路，在裝置閉合時點亮閉鎖燈，從而通知使用者裝置中有用過的釘倉。對動力關節連接和釘倉顏色的指示反饋指示所裝釘倉的類型(顏色)和關節轉角被認為對外科醫生是有用的。關節轉角指示可通過若干方式實現，包括例如以LED弧光顯示的數字或圖形方式。該指示的位置可在手柄上的合適位置或設在臨近端部執行器的裝置的軸上。端部執行器反饋可為主動方式或被動方式。主動方式是點亮附加的LED來表示角度。被動方式可以是僅示出半個點亮的圓餅，因此外科醫生可憑直覺知道端部執行器的關節運動狀況。隨著對外科手術的深入探究，越來越顯而易見，外科醫生需要注視手術部位，而不是器械的手柄。還開始理解到外科醫生對于來自裝置的完整的狀態反饋的需求。 關節轉角可被圖解說明為關節接頭自身的一部分。可用指示燈、LED等表示不同的角，或者甚至可用小型LCD來指示角度。這使得外科醫生可得到偏離平角的角度的一些反饋，因此他/她可在移除和再插入后輕易導航回到該角度。另一個問題是“明顯”指示何種顏色的釘倉在裝置中。這可通過端部執行器或釘倉上的色碼燈陣列實現。該信息還可傳回手柄進行“冗余”顯示，以確保鉗口中的釘倉類型的混淆可能性成為最小。另一個改進可包括連接到釘倉鄰近板面的小片簧觸點，指示鉗口內是否已達到最小組織壓力。該最小壓力起碼可以指示是否將厚組織釘倉用在了薄組織應用中，如果板面上沒有足夠的組織壓力將不會發光。電內鏡切割閉合器的自動推進和回縮縫合器的運行有若干步驟，這些步驟必須按確定順序完成。一旦閉合扳機被夾緊，下一必要步驟就是致動擊發循環。致動后，下一順序步驟是系統的回縮。系統除使用者控制外還包括電源(即，電池或氣動)，可減少使用者啟動步驟(從而降低裝置復雜性)，系統自身即可開始完成這些步驟。可添加內部開關或電路，以便于這些步驟自動起始。下一個挑戰是讓使用者能夠直覺地推遲、減慢或停止自動執行。例如，可使用在如11/344，035所述觸覺反饋裝置中允許擊發引發的相同的致動按鈕， 通過使用者在回扣過程中按下該按鈕，來減慢或停止自動返回系統。一旦按鈕上的壓力移除，自動返回將重新開始。在系統不需要按鈕進行擊發的情況下該按鈕可用于自動擊發，但是設有隨割刀的運動而運動的控制件，使用者可按下該控制件來停止或減慢割刀的伸出， 然而如果系統看來運行正常則不需要按動。阻止動力內鏡切割閉合器的意外致動動力系統的引入使得裝置功能不再受限于使用者所能施加的力，但擊發循環的意外啟動可能成為更普遍的問題。“撞擊”啟動控制件并使器械開始擊發將變得越來越容易，從而釋放釘倉的閉鎖，或者甚至在使用者還未察覺時即已開始擊發而將其“推擠”到組織上。為了消除該問題，可使用輔助解鎖啟動開關或按鈕來解鎖擊發機構。這與用于動力鋸行業和軍事的防止意外致動的兩種開關系統非常相似。該輔助開關可以或者解開擊發扳機上的鎖或者只是給控制件通電。非無菌電池在充當無菌隔離的無菌裝置I包裝中使用，以便于電池組的再利用 可能需要用于引入非無菌電池組的方法(如果可編程邏輯器件成為關鍵的客戶需求，可以將電子器件與電池組集成)。對于在獨立消毒的可再用裝置中插入非無菌電池組，整形鉆行業中已有專利。該創新旨在通過如下方式改進原有概念在插入非無菌電池組的過程中， 使用一次性裝置無菌包裝以保護器械的無菌性。另一個改進是具有設計在器械內的“艙口” 門，并且該門可在插入電池組后但在所述裝置從最終無菌包裝中取出前關閉。然后這個艙口會“容納”可能污染無菌手術區域的非無菌電池。本文的方法將包括具有打孔區域的附加包裝層，可通過該打孔區域推入電池，推入方式要么是使外層破裂并讓電池穿過，要么是隨著電池的電極組一起通過，僅在完全插入時被電池的可外露針頭扎破。該方法的替代方法是讓槍體的內部端子(位于電池保護腔體內的深處)刺破無菌隔離并插入電池組的針孔內。然后，可通過無菌電池組密封系統將艙口關閉。槍體然后可如任何無菌裝置那樣正常地轉移到無菌區域。
定位器實施例I線性編碼器和馬達參數的負載控制專利6，646，307和 6，716，223公開了用于測量旋轉和相關扭矩來控制馬達參數的機構，以及根據對端部執行器配置和負載的識別來優化那些參數的機構。美國專利公開20070175958在圖8-13示出了通過使用主軸的螺紋長度的方法，以及如何使用此類線性運動控制來控制扳機的位置。對于電子線性控制方法，可使用相同類型的方法。按下至少一個彈簧偏置的柱塞，在這樣的機械作用下，端部執行器可識別其長度和類型，可對手柄確認執行器的類型以及可讓馬達運行的長度。馬達的旋轉可從旋轉運動轉換為線性齒條或纜索運動，這然后可用來調節馬達的電壓、電流和速度，以改變所需的控制滑塊的線性運動。該控制滑塊然后可直接連接于割刀驅動運動。該控制滑塊可具有分立或連續的“停止”位置，這些位置由柱塞標定器標示為回縮前的最大“前行”線性位移。具有線性驅動的模塊式裝載的識別外科器械的有效特征是識別已連接到器械的端部執行器的能力。對于動力手術縫合器，可連接若干不同類型的端部執行器。另外，一種端部執行器可具有至少一種可選擇性地使用或使能的功能和/或特征。本發明公開了用于識別已連接的端部執行器的方法。應當注意，下文提及的端部執行器的“類型”不限于以機械、氣動式或液壓方式連接的端部執行器。通過檢測該端部執行器，所述器械可執行不同動作，調整操作參數，并指示可用功能等。端部執行器連接到器械時構成電連接。器械與端部執行器通信并讀取幾種信號中的至少一種。開關位置或觸點位置指示何種類型的端部執行器被裝上。測量無源元件的阻抗，結果指示何種類型的端部執行器被裝上。端部執行器與器械具有射頻連接，數據沿至少一個方向在端部執行器和器械之間傳送。端部執行器與器械具有聲學連接，數據沿至少一個方向在端部執行器和器械之間傳送。端部執行器與器械具有光學連接，數據沿至少一個方向在端部執行器和器械之間傳送。端部執行器具有機械連接，該連接將元件(例如開關或觸點)接合到可識別該元件的器械中，從而數據沿至少一個方向在端部執行器和器械之間傳送。動力內鏡切割閉合器的主動可調縫釘高度多年來一直在尋求可根據組織厚度和類型來調整縫釘高度。最近的11/231，456和11Λ40，735的基礎是，可使器械間隙隨裝置中較厚組織引入的負載而擴大的柔性連接構件或支撐件。這種“被動”可變縫釘高度讓組織的厚度造成較高的縫釘形狀。在器械中引入電源為使用電來改變動態連接元件中內部元件的高度創造了條件，可以由外科醫生或設置所需高度的器械“主動”改變縫釘高度。該內部元件可為形狀記憶材料，并且電可改變其溫度，從而使其根據預設構形改變其物理高度。另一種可行方法是加入電活性聚合物(EAP)，在電場引入的情況下，使其改變其高度和寬度。 另外，第三實施例是使用傳統的線性電步進元件，該元件可使小的可調螺桿元件在連接桿 (coupling beam)范圍內棘齒接合，從而調節其高度。
權利要求
1. 一種外科手術緊固件設備，包括a.手柄；細長軸，所述細長軸具有連接于所述手柄的近端和從其伸出的遠端；端部執行器，所述端部執行器包括在其近端處樞轉并且能夠在打開位置和關閉位置之間運動的一對鉗口 ；以及容納多個外科手術緊固件的釘倉，所述釘倉連接于所述端部執行器；b.用于配置所述外科手術緊固件的電力致動器，所述致動器包括電源和馬達；c.連接于所述手柄用于將所述端部執行器從所述打開位置運動到所述關閉位置的第一扳機，以及連接于所述手柄用于啟動所述致動器的第二扳機；d.第一閉鎖機構，用于阻止電流從所述電源流向所述馬達，除非所述端部執行器處于其關閉位置；以及e.第二閉鎖機構，所述第二閉鎖機構具有鎖定和解鎖位置，所述第二閉鎖機構用于阻止所述第二扳機的運動，直至所述第二閉鎖機構運動到所述解鎖位置。
全文摘要
本發明公開了一種外科手術緊固件設備，所述外科手術緊固件設備設有手柄和細長軸，所述細長軸具有連接于所述手柄的近端和從其伸出的遠端；端部執行器，所述端部執行器包括在其近端處樞轉并且能夠在打開位置和關閉位置之間動作的一對鉗口；容納多個外科手術緊固件的釘倉，所述釘倉連接于所述端部執行器；用于配置所述外科手術緊固件的電力致動器，所述致動器包括電源和馬達；連接于所述手柄的第一扳機，用于使所述端部執行器從所述打開位置運動到所述關閉位置，以及連接于所述手柄的第二扳機，用于啟動所述致動器；第一閉鎖機構，所述第一閉鎖機構用于阻止電流從所述電源流向所述馬達，除非所述端部執行器處于其關閉位置；第二閉鎖機構，所述第二閉鎖機構具有鎖定和解鎖位置，并且用于阻止所述第二扳機的運動，直至所述第二閉鎖機構運動到所述解鎖位置。
文檔編號A61B17/072GK102341048SQ201080010891
公開日2012年2月1日 申請日期2010年1月28日 優先權日2009年2月6日
發明者S·G·哈爾 申請人:伊西康內外科公司