Хирургический инструмент для наложения скобок, содержащий направляющую приводимого в действие электроактивным полимером стержня запуска, проходящую через шарнирное соединение

Хирургический инструмент для наложения скобок, содержащий направляющую приводимого в действие электроактивным полимером стержня запуска, проходящую через шарнирное соединение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США № 60/591,694 на “Surgical Instrument Incorporating an Electrically Actuated Articulation Mechanism”, Shelton IV, поданной 28 июля 2004 г.

Данная заявка является частичным продолжение патентной заявки США № 10/615,971 на “Surgical Stapling Instrument Having Articulation Joint Support Plates for Supporting a Firing Bar”, Wales et al., поданной 09 июля 2003 г. и включенной в данную заявку полностью в качестве ссылки.

Область техники

Изобретение, в общем, относится к хирургическим инструментам, применяемым для эндоскопического введения концевого рабочего органа (напр., применяемые в эндоскопии режущие инструменты, захват, режущие устройства, степлеры, устройство для наложения зажимов, устройство обеспечения доступа, устройство введения лекарственных средств/генной терапии, и энергоустройство, использующее ультразвук, радиочастоту, лазер и пр.) к месту выполнения хирургической операции, и в частности - к этим хирургическим инструментам, содержащим шарнирный вал.

Уровень техники

Эндоскопические хирургические инструменты часто являются более предпочтительными, чем обычные хирургические устройства, применяемые в открытых операциях, поскольку меньшие по размеру надрезы сокращают время послеоперационного выздоровления и дают меньше осложнений. Поэтому в последнее время многие разработки направлены на создание ассортимента эндоскопических хирургических инструментов, целесообразных для точного размещения дистального концевого рабочего органа на нужном для проведения хирургической операции участке через канюлю троакара. Эти дистальные концевые рабочие органы разными способами обрабатывают ткань в диагностических или терапевтических целях (напр., применяемые в эндоскопии режущие инструменты, захват, режущие устройства, степлеры, устройство для наложения зажимов, устройство обеспечения доступа, устройство введения лекарственных средств/генной терапии, и энергоустройство, использующее ультразвук, радиочастоту, лазер и пр.)

Позиционирование концевого рабочего органа ограничивается троакаром. Эти эндоскопические хирургические инструменты, как правило, содержат удлиненный вал между концевым рабочим органом и рукояточной частью, которой действует врач. Этот удлиненный вал обеспечивает возможность введения на нужную глубину и поворота вокруг продольной оси вала, в результате чего становится возможным позиционирование концевого рабочего органа в той или иной степени. При надлежащем размещении троакара и применении захватов, например через другой троакар, эта степень позиционирования часто является достаточной. Хирургические инструменты для наложения скобок и разрезания, подобные описываемым в патенте США № 5,465,895, являются примером эндоскопического хирургического инструмента, который успешно позиционирует концевой рабочий орган путем его введения и поворота.

Более поздняя заявка США № 10/443,617 на “Surgical Stapling Instrument Incorporating an E-Beam Firing Mechanism”, Shelton et al., поданная 20 мая 2003 г. и включенная в данный документ полностью в качестве ссылки, описывает усовершенствованный «Е-образный» стержень запуска для разрезания ткани и наложения скобок. Некоторые дополнительные преимущества включают в себя надежное размещение с промежутком губок концевого рабочего органа, в частности, узла наложения скобок, даже если будет зажат несколько больший или меньший объем ткани, чем это требуется для оптимального формирования скобок. Причем Е-образный стержень запуска находится в зацеплении с концевым рабочим органом и картриджем скобок таким образом, что обеспечивает возможность выполнения нескольких целесообразных блокировок.

В зависимости от характера операции может стать желательным последующее регулирование позиционирования концевого рабочего органа эндоскопического хирургического инструмента. Так, нередко нужно ориентировать концевой рабочий орган по оси, поперечной по отношению к продольной оси вала инструмента. Поперечное перемещение концевого рабочего органа относительно вала инструмента обычно называют термином «шарнирное вращение». Это обычно выполняется при помощи шарнирного соединения, которое размещено в удлиненном валу непосредственно вблизи узла наложения скобок. Это техническое решение позволяет хирургу осуществлять шарнирный поворот узла наложения скобок дистанционно в ту или иную сторону для лучшего хирургического размещения линий скобок и для более легкого манипулирования тканью и ее ориентирования. Это шарнирное позиционирование позволяет врачу с большей легкостью обрабатывать ткань в некоторых случаях, например ткань позади органа. Помимо этого, шарнирное позиционирование, как преимущество, позволяет позиционировать эндоскоп позади концевого рабочего органа, при этом без блокирования его валом инструмента.

Технические решения по обеспечению шарнирного хирургического инструмента для наложения скобок осложняются тем, что необходимо обеспечить средства управления шарнирным поворотом и еще управления закрыванием концевого рабочего органа, чтобы зажать ткань и привести в действие концевой рабочий орган (т.е. осуществить сшивание скобками и рассечение) в пределах ограничений, налагаемых малым диаметром эндоскопического инструмента. Обычно все три управляющих движения передаются через вал как продольные поступательные движения. Например, патент США № 5,673,840 раскрывает шарнирный механизм типа гармошки («гибкая шейка»), который осуществляет шарнирное вращение избирательным отведением назад одного из двух соединительных стрежней через вал инструмента; причем каждый стержень смещается соответственно на противоположных сторонах геометрической оси вала. Соединительные стержни приводятся в движение от храпового механизма через ряд дискретных положений.

Патентная заявка США № 10/615,971 описывает опорные пластины, направляющие стержень запуска через поворотное шарнирное соединение. Упругие или пружинные средства на одном или обоих концах компенсируют изменение радиального расстояния между внутренней и внешней опорными пластинами, тем самым обеспечивая интервал между ними во избежание помех друг другу. Таким образом, исключаются случаи ненужного срабатывания стержня запуска, без ухудшения рабочих показателей, как то - увеличение усилия, требуемого для приведения в действие механизма запуска.

Несмотря на то, что эти хорошо известные методы обеспечивают успешное поддерживание стержня запуска в шарнирном соединении хирургического инструмента для наложения скобок и разрезания, но все же желательно обеспечить дальнейшее улучшение его рабочих показателей.

Поэтому имеется существенная необходимость в усовершенствованном шарнирном хирургическом инструменте, в котором стержень запуска будет поддерживаться по всему шарнирному соединению.

Сущность изобретения

Данное изобретение устраняет отмечаемые выше и прочие недостатки известного уровня техники путем обеспечения хирургического инструмента с шарнирным валом, установленным между рукояткой и концевым рабочим органом. Пара выполненных из электроактивного полимера (ЭАП) опорных элементов расположена в шарнирном соединении вала и срабатывает от электрического сигнала, проходящего по стволу. Каждый элемент выровнен с продольной осью шарнирного соединения и смещен от нее в поперечном направлении. Приведение в действие выбираемого выполненного из ЭАП опорного элемента вызывает продольное изменение габарита, содействуя шарнирному повороту.

Согласно одной из особенностей настоящего изобретения хирургический инструмент содержит концевой рабочий орган, который приводится в действие стержнем запуска, поступательно перемещающимся в удлиненном валу. ЭАП-опора располагается на каждой боковой стороне стержня запуска при его прохождении через шарнирное соединение. Путем изменения размеров изменение величины радиуса поворота ЭАП-опорного элемента на внутренней стороне шарнирного сгиба по отношению к ЭАП-опорному элементу на внешней стороне сохраняется с промежутком для эффективного направления стержня запуска, без заедания стержня.

Согласно еще одной особенности настоящего изобретения шарнирный вал хирургического инструмента поддерживается при шарнирном вращении парой смещенных в поперечном направлении, выровненных в продольном направлении опорных ЭАП-элементов, один конец которых ограничен в продольном направлении, и другой конец которых размещен с возможностью скольжения. Опорные ЭАП-элементы выполнены с возможностью их изгиба при приведении их в действие, чтобы содействовать шарнирному повороту.

Согласно еще одной особенности настоящего изобретения шарнирный вал хирургического инструмента опирается, при осуществлении шарнирного поворота, на пару смещенных в поперечном направлении, выровненных в продольном направлении опорных ЭАП-элементов, оба конца которых в продольном направлении ограничены, соответственно, в проксимальном и дистальном концах шарнирного соединения. Опорные ЭАП-элементы выполнены с возможностью изменения продольной длины при приведении их в действие, чтобы содействовать шарнирному повороту.

Хирургический инструмент согласно изобретению содержит:

рукояточную часть, включающую в себя:

схему управления шарнирным поворотом, выполненную с возможностью формирования сигнала осуществления шарнирного поворота,

механизм запуска, содержащий поступательно перемещающийся в продольном направлении стержень запуска;

удлиненный вал, прикрепленный к рукоятке и содержащий прорезь, направляющую стержень запуска; и

концевой рабочий орган, прикрепленный со стороны дистального конца к удлиненному валу и приводимый в действие дистальным концом стержня запуска;

шарнирное соединение, соединяющее удлиненный вал с концевым рабочим органом и в сообщении с сигналом осуществления шарнирного поворота, поступающим по удлиненному валу; и

пару выполненных из электроактивного полимера опорных элементов, установленных в шарнирном соединении на каждой боковой стороне стержня запуска и реагирующих на сигнал осуществления шарнирного поворота, чтобы осуществлять регулирование размера, компенсируя осуществление шарнирного поворота в выбранную боковую сторону.

Второй вариант хирургического инструмента содержит:

рукояточную часть, имеющую схему управления шарнирным поворотом, выполненную с возможностью формирования сигнала осуществления шарнирного поворота,

удлиненный вал, прикрепленный к рукояточной части; и

концевой рабочий орган, прикрепленный со стороны дистального конца к удлиненному валу;

шарнирное соединение, соединяющее удлиненный вал с концевым рабочим органом и в сообщении с сигналом осуществления шарнирного поворота, поступающим по удлиненному валу; и

пару выполненных из электроактивного полимера опорных элементов, установленных на боковых сторонах шарнирного соединения; при этом один конец каждого элемента ограничен в продольном направлении и другой конец размещен с возможностью скольжения, каждый из упомянутых элементов выровнен с и смещен от продольной оси удлиненного вала; причем каждый выполненный из электроактивного полимера опорный элемент реагирует на сигнал осуществления шарнирного поворота тем, что изгибается в поперечном направлении.

Еще один вариант хирургического инструмента содержит:

рукояточную часть, имеющую схему управления шарнирным поворотом, выполненную с возможностью формирования сигнала осуществления шарнирного поворота,

удлиненный вал, прикрепленный к рукояточной части; и

концевой рабочий орган, прикрепленный к удлиненному валу;

шарнирное соединение, соединяющее удлиненный вал с концевым рабочим органом и в сообщении с сигналом осуществления шарнирного поворота, поступающим по удлиненному валу; и

пару выполненных из электроактивного полимера опорных элементов, установленных на боковых сторонах шарнирного соединения; при этом оба конца каждого упомянутого элемента в продольном направлении ограничены в нем, выровнены с и смещены от продольной оси удлиненного вала; причем каждый выполненный из электроактивного полимера опорный элемент реагирует на сигнал осуществления шарнирного поворота тем, что избирательно удлиняется и укорачивается.

Эти и прочие объекты и преимущества настоящего изобретения поясняются прилагаемыми чертежами и его описанием.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, составляющие часть данного описания, поясняют осуществления изобретения, и в совокупности с приводимым выше общим описанием изобретения и излагаемым ниже подробным его описанием поясняют его принципы.

Фиг.1 - изображение в перспективе и сзади эндоскопического хирургического сшивающего инструмента для осуществления хирургического наложения скобок и разрезания в открытом состоянии без шарнирного поворота.

Фиг.2 - изображение в перспективе слоистого композита, выполненного из электроактивного полимера.

Фиг.3 - изображение в перспективе привода в виде ЭАП-пластины, сформированного в виде пакета склеенного множества слоистых ЭАП-композитов, показанных на Фиг.2.

Фиг.4 - изображение в перспективе местного сечения, выполненного по продольной оси сокращающегося волоконного ЭАП-привода.

Фиг.5 - фронтальная вертикальная проекция сечения по линии 5-5 сокращающегося волоконного ЭАП-привода, показанного на Фиг.4.

Фиг.6 - фронтальное правое изображение в перспективе шарнирного соединения, приводимого в действие с помощью ЭАП, для хирургического инструмента, показанного на Фиг.1, с узлом гибкой закрывающей гильзы, узлом поворотного каркаса и закрытым узлом наложения скобок.

Фиг.7 - фронтальное правое изображение в перспективе шарнирного соединения, приводимого в действие с помощью ЭАП, и закрытого узла наложения скобок, показанного на Фиг.6; узел гибкой закрывающей гильзы удален и узел одиночного поворотного каркаса показан с частичным пространственным разделением деталей.

Фиг.8 - фронтальное правое, с пространственным разделением деталей, изображение шарнирного соединения, приводимого в действие при помощи ЭАП, и узла наложения скобок, показанного на Фиг.6.

Фиг.9 - подробное изображение узла одиночного поворотного каркаса, с пространственным разделением деталей, содержащей волоконные ЭАП-приводы, показанные на Фиг.7.

Фиг.10 - правая боковая вертикальная проекция сечения по линиям 10-10 фиг.6, по оси поворота приводимого в действие при помощи ЭАП шарнирного соединения; справа показана пара волоконных ЭАП-приводов.

Фиг.11 - горизонтальная проекция сечения по линии 11-11 Фиг.11, по продольной оси действующего от ЭАП шарнирного соединения; внизу показан нижний рычаг момента и нижние волоконные ЭАП-приводы.

Фиг.12 - фронтальная проекция сечения по линии 12-12 Фиг.10, вдоль поперечных волоконных ЭАП-приводов.

Фиг.13 - горизонтальная проекция действующего от ЭАП шарнирного соединения, показанного на Фиг.11; правые верхний и нижний волоконные ЭАП-приводы сокращены, чтобы шарнирно повернуть узел наложения скобок влево.

Фиг.14 - фронтальное изображение справа в перспективе дополнительного альтернативного действующего от ЭАП шарнирного соединения, которое содержит двойной узел поворотной закрывающей гильзы в проксимальном положении с открытым упором концевого рабочего органа.

Фиг.15 - фронтальное правое, с пространственным разделением деталей, изображение дополнительного альтернативного действующего от ЭАП шарнирного соединения, показанного на Фиг.14 и содержащего двойной узел поворотной закрывающей гильзы и одиночный узел поворотного каркаса.

Фиг.16 - правая боковая вертикальная проекция альтернативного действующего от ЭАП шарнирного соединения, выполненная в сечении по линии 16-16 Фиг.14; также показаны компоненты запуска.

Фиг.17 - горизонтальная проекция альтернативного действующего от ЭАП шарнирного соединения без шарнирного поворота, выполненная в сечении по линии 17-17 фиг.14.

Фиг.18 - горизонтальная проекция альтернативного действующего от ЭАП шарнирного соединения в состоянии шарнирного поворота влево, выполненная в сечении по линии 17-17 фиг.14.

Фиг.19 - еще одно альтернативное действующее от ЭАП шарнирное соединение, в состоянии небольшого шарнирного поворота; при этом сжимающийся волоконный ЭАП-привод установлен на выпрямление соединения.

Фиг.20 - правое фронтальное изображение в перспективе, с частичным пространственным разделением деталей, одиночного шарнирного соединения, содержащего ЭАП-механизм, блокирующий шарнирное вращение, который смещен в обычное блокирующее положение.

Фиг.21 - правое фронтальное подробное изображение в перспективе проксимальной части ЭАП-механизма, блокирующего шарнирное вращение на проксимальном участке каркаса одиночного поворотного шарнирного соединения.

Фиг.22 - горизонтальная проекция одиночного поворотного шарнирного соединения, показанного на Фиг.20.

Фиг.23 - правая боковая вертикальная проекция одиночного поворотного шарнирного соединения, показанного на фиг.22, выполненная в сечении по продольной геометрической оси по линии 23-23.

Фиг.24 - горизонтальная проекция одиночного поворотного шарнирного соединения, показанного на Фиг.23, выполненная в сечении по линии 24-24; показан зубчатый сегмент на верхнем поворотном хвостовике, заблокированной ЭАП-механизмом блокирования шарнирного вращения без шарнирного поворота.

Фиг.25 - горизонтальная проекция одиночного поворотного шарнирного соединения, показанного на Фиг.23, выполненная в сечении по геометрической оси по линии 24-24; внизу показан нижний поворотный выступ проксимального участка основания каркаса, частично поворачивающий шарнирно концевой рабочий орган влево, при этом ЭАП блокирующий механизм приведен в незаблокированное состояние.

Фиг.26 - фронтальная вертикальная проекция дистального основания каркаса одиночного поворотного шарнирного механизма, показанного на Фиг.24, выполненная в сечении по линии 26-26; показано прикрепление волоконных ЭАП-приводов, которые шарнирно поворачивают соединение.

Фиг.27 - фронтальная вертикальная проекция проксимального основания каркаса одиночного поворотного шарнирного соединения, показанного на Фиг.24, выполненная в сечении по линии 27-27; показаны пакетированные ЭАП-приводы и блокирующие штифты блокирующих механизмов, приводимых в действие при помощи ЭАП.

Фиг.28 - горизонтальная проекция, выполненная в сечении вдоль границы между верхним поворотным хвостовиком дистального основания каркаса и верхним поворотным выступом проксимального основания каркаса одиночного поворотного шарнирного соединения с удлиненными волоконными ЭАП-приводами, воздействующими на скругленные рычаги момента в комбинации с ЭАП блокирующим механизмом шарнирного вращения.

Фиг.29 - фронтальная вертикальная проекция, выполненная по существу в сечении через проксимальное основание каркаса и блокирующий ЭАП-механизм шарнирного вращения; также изображены расположенные далее рычаги момента и соединенные с ними удлиненные волоконные ЭАП-приводы.

Фиг.30 - горизонтальная проекция одиночного поворотного шарнирного соединения, выполненная в сечении по верхней поверхности верхнего поворотного выступа проксимального основания каркаса; поясняются расширяющиеся пакетированные ЭАП-приводы, воздействующие на рычаг момента, прикрепленный со стороны дистального конца к верхнему поворотному выступу, чтобы осуществлять шарнирный поворот совместно с обычно блокированным ЭАП блокирующим механизмом шарнирного поворота, который приводится в действие при подготовке шарнирного поворота.

Фиг.31 - фронтальная вертикальная проекция одиночного поворотного шарнирного соединения, показанного на Фиг.30, выполненная в сечении через верхний и нижний концевые штыри от рычага момента и через пакетированные ЭАП-приводы.

Фиг.32 - горизонтальная проекция одиночного поворотного шарнирного соединения, показанного на Фиг.30, выполненная в сечении по верхней поверхности верхнего поворотного выступа проксимального основания каркаса после шарнирного поворота дистального основания каркаса влево, но до выключения питания блокирующего механизма ЭАП-шарнирного поворота, для осуществления блокирования шарнирного поворота.

Фиг.33 - фронтальная вертикальная проекция одиночного поворотного шарнирного соединения, показанного на Фиг.31, выполненная в сечении через верхний и нижний концевые штыри рычагов момента и через расширившийся левый и сжавшийся правый пакетированные ЭАП-приводы.

Фиг.34 - правая боковая вертикальная проекция хирургического инструмента, с местным сечением узла закрывающей гильзы, чтобы показать действующий при помощи ЭАП шарнирный механизм, который осуществляет шарнирный поворот гибкого участка шарнирного каркаса.

Фиг.35 - горизонтальная проекция хирургического инструмента, показанного на Фиг.34 и шарнирно повернутого влево.

Фиг.36 - фронтальное правое изображение в перспективе участка шарнирного каркаса, показанного на Фиг.34 и содержащего приводы в виде ЭАП-пластин и блокирующие полосы.

Фиг.37 - горизонтальная проекция основания шарнирного каркаса, показанного на Фиг.34, в левом шарнирно повернутом положении; левая блокирующая ЭАП-полоса показана пунктиром в неблокированном состоянии и блокированном свободном состоянии.

Фиг.38 - горизонтальная проекция основания шарнирного каркаса, показанного на фиг.34 в левом шарнирно повернутом положении, в сечении через приводы в виде ЭАП-пластин и через блокирующие ЭАП-полосы.

Фиг.39 - фронтальная вертикальная проекция основания шарнирного каркаса, показанного на Фиг.37, выполненная по линии 39-39 через поперечные направляющие штифты.

Фиг.40 - горизонтальная проекция альтернативного основания шарнирного каркаса, выполненная в сечении через множество реберных расширяющих ЭАП-приводов.

Фиг.41 - правое изображение в перспективе, с частичным пространственным разделением деталей, дополнительного альтернативного основания шарнирного каркаса, имеющего множество волоконных ЭАП-приводов.

Фиг.42 - фронтальная вертикальная проекция дополнительного альтернативного основания шарнирного каркаса, показанного на Фиг.41, выполненная в сечении по линии 42-42.

Фиг.43 - горизонтальная проекция, выполненная в продольном сечении стержня запуска, проходящего через шарнирное соединение хирургического инструмента; при этом стержень запуска, предпочтительно в поперечном направлении, направляется опорными пластинами действующих внутрь приводов в виде ЭАП-пластин с одним скользящим концом.

Фиг.44 - горизонтальная проекция, выполненная в продольном сечении стержня запуска, проходящего через шарнирно повернутое шарнирное соединение хирургического инструмента, показанного на Фиг.43.

Фиг.45 - горизонтальная проекция, выполненная в продольном сечении стержня запуска, проходящего через шарнирно повернутое шарнирное соединение хирургического инструмента; стержень запуска в поперечном направлении предпочтительно направляется действующими наружу опорными ЭАП-пластинами с одним скользящим концом.

Фиг.46 - горизонтальная проекция, выполненная в продольном сечении стержня запуска, проходящего через шарнирное соединение хирургического инструмента; стержень запуска в поперечном направлении предпочтительно направляется действующими наружу опорными ЭАП-пластинами, имеющими ограничиваемые, но продольно двигающиеся крюкообразные концы.

Фиг.47 - горизонтальная проекция, выполненная в продольном сечении стержня запуска, проходящего через шарнирное соединение хирургического инструмента; при этом стержень запуска предпочтительно в поперечном направлении направляется действующими в наружном направлении опорными ЭАП-пластинами, причем каждая пластина имеет один зафиксированный крюкообразный конец и один пружинно-продольно ограничиваемый конец.

Фиг.48 - горизонтальная проекция, выполненная в продольном сечении стержня запуска, проходящего через шарнирное соединение хирургического инструмента; при этом стержень запуска предпочтительно в поперечном направлении направляется действующими в наружном направлении опорными ЭАП-пластинами, причем оба конца каждой пластины являются пружинно-продольно ограничиваемыми.

Фиг.49 - горизонтальная проекция гибкого шарнирного соединения, включающего в себя опорные ЭАП-пластины, показанные на Фиг.45 или 46.

Фиг.50 - фронтальная вертикальная проекция гибкого шарнирного соединения, показанного на Фиг.49, выполненная по линии 49-49.

Фиг.51 - горизонтальная проекция гибкого шарнирного соединения, показанного на Фиг.49; выполнен шарнирный поворот влево.

Фиг.52 - фронтальное правое изображение в перспективе гибкого шарнирного соединения, включающего в себя опорные ЭАП-пластины, показанные на Фиг.45 и 46, и также содержащего левый и правый выполненные в виде ЭАП-пластин приводы шарнирного поворота.

Фиг.53 - горизонтальная проекция шарнирного соединения, выполненная в сечении через продольную ось, при этом один конец пары опорных пластин согнут в наружном направлении и закреплен на одной стороне соединения, и другой их конец согнут в наружном направлении и упруго удерживается в углублении каркаса между противоположными ярусными ЭАП-приводами.

Фиг.54 - горизонтальная проекция шарнирного соединения, выполненная в сечении через продольную ось; при этом оба согнутых в наружном направлении конца пары опорных пластин упруго удерживаются в соответствующих углублениях каркаса между противоположными ярусными ЭАП-приводами.

Подробное описание изобретения

Описание шарнирного вала

Согласно Фиг.1 хирургический инструмент, представленный в виде хирургического для наложения скобок и разрезания инструмента 10, на своем дистальном конце имеет концевой рабочий орган узла 12 наложения скобок, отделенный от рукоятки 14 удлиненным валом 16. Узел 12 наложения скобок имеет желоб 18 для скобок, в котором помещен сменный картридж скобок 20. К желобу 18 для скобок прикреплен, с возможностью поворота, упор 22, который прижимает ткань к картриджу скобок 20 для последующего ее сшивания скобками и разрезания. Когда узел 12 наложения скобок закрыт, то его площадь сечения и также удлиненный вал 16 готовы для их вставки через небольшой хирургический проем, такой как канюля троакара (не показана).

Надлежащему размещению и ориентации узла 12 наложения скобок содействуют средства управления на рукоятке 14. В частности, поворотная ручка 30 поворачивает вал 16 вокруг его продольной оси и поэтому поворачивает узел 12 наложения скобок. Дополнительное позиционирование возможно в шарнирном соединении 32 в вале 16, который поворачивает узел 12 наложения скобок по дуге от продольной оси вала 16, в результате чего его можно разместить позади органа или можно ориентировать такие другие инструменты, как эндоскоп (не показан) позади узла 12 наложения скобок. Этот шарнирный поворот выполняется переключателем 34 управления шарнирным поворотом на рукоятке 14, который направляет электрический сигнал в шарнирное соединение 32, в выполненный из электроактивного полимера (ЭАП) привод 36, запитываемый контроллером ЭАП и источником питания в рукоятке 14.

После того как инструмент будет позиционирован и ткань будет находиться в узле 12 наложения скобок, хирург закрывает упор 22 перемещением закрывающего курка 40 к пистолетной рукоятке 42. После этого зажатия хирург может захватить расположенный далее курок запуска 44, при перемещении которого назад узел 12 наложения скобок срабатывает; и в некоторых вариантах выполнения это делается одним ходом запуска курка, и в других вариантах - несколькими. Запуск одновременно выполняет наложение по меньшей мере двух рядов скобок, при этом разрезая ткань между ними.

Отведение в исходное положение компонентов запуска может происходить автоматически после полного прохождения длины хода. Либо отводящий рычаг 46 можно оттянуть назад, чтобы выполнить это отведение. При отведенных компонентах запуска узел 12 наложения скобок можно разжать и открыть - при этом хирург слегка оттягивает закрывающий курок 40 назад в сторону пистолетной рукоятки 42 и нажимает на кнопку 48 высвобождения закрывания, и затем отпускает курок 40 закрывания, тем самым высвобождая два сшитых скобками конца рассеченной ткани из узла 12 наложения скобок.

Нужно отметить, что упоминаемые здесь такие пространственные термины, как «вертикальный», «горизонтальный» и пр., используются со ссылкой на чертежи, исходя из того, что продольная ось хирургического инструмента 10 является горизонтальной, причем упор 22 узла 12 наложения скобок установлен вертикально сверху, а курки 40, 44 - вертикально снизу рукоятки 14. Но на практике хирургический инструмент 10 может быть ориентирован под разными углами, и эти пространственные термины используются в отношении самого хирургического инструмента 10. Термин «проксимальный» используется для обозначения перспективы врача, который находится позади рукоятки 14 и размещает концевой рабочий орган 12 дистально, от себя.

Рукоятка

Согласно Фиг.1 узел 12 наложения скобок выполняет функции зажатия ткани, наложения скобок и разрезания ткани двумя отдельными движениями, передаваемыми в продольном направлении вала 16 через каркас вала (не показан на Фиг.1, но описан ниже с обращением к Фиг.7). Этот узел каркаса вала прикреплен со стороны проксимального конца к рукоятке 14 и соединен для поворота с поворотной ручкой 30. Поясняемая многоходовая рукоятка 14 для хирургического инструмента 10 согласно Фиг.1 более подробно описывается в находящихся патентных заявках США этого же владельца на “Surgical Stapling Instrument Incorporating a Multistroke Firing Position Indicator and Retraction Mechanism”, Swayze and Shelton, № 10/674,026, и на “Surgical Stapling Instrument Incroporating a Multi-Stroke Firing Mechanism with Automatic End of Firing Travel Retraction”, поданной 07 февраля 2005, Kevin R. Doll, Jeffrey S. Swayze, Frederick E. Shelton IV, Douglas B. Hoffman and Michael E. Setser, содержание которых включено полностью в данный документ в качестве ссылки, с дополнительными признаками и вариантами, излагаемыми здесь.

Несмотря на то, что многоходовая рукоятка 14 предпочтительно предусмотрена для устройств, развивающих значительные усилия запуска на большое расстояние, но устройства согласно данному изобретению могут предусматривать одноходовой запуск, например согласно находящейся на совместном рассмотрении патентной заявке США этого же владельца на “Surgical Stapling Instrument Having Separate Distinct Closing and Firing Systems”, Frederick E. Shelton IV, Michael Setser, Brian Hemmelgarn, № 10/441,632, содержание которой полностью входит в данный документ в качестве ссылки.

Электроактивные полимеры

Электроактивные полимеры (ЭАП) являются полимерами, имеющими в своем составе электропроводную присадку и изменяющими свою форму при приложении к ним электрического напряжения. По сути электропроводный полимер объединен в пару с некоторой формой ионной текучей среды, или гелем и электродами. Поток ионов из текучей среды/геля в электропроводный полимер, или из него, вводится прилагаемой разностью потенциала, и этот поток обусловливает изменение формы полимера. Разность потенциала имеет пределы 1-4 кВ, в зависимости от используемого полимера и ионной текучей среды. Некоторые ЭАП при приложении к ним напряжения сокращаются и некоторые - расширяются. Изменяющиеся под воздействием приложения к ним напряжения ЭАП можно объединить с таким механическим средством, как пружины или гибкие пластины.

Есть два основных типа ЭАП, и каждый из типов имеет много конфигураций. Двумя основными типами являются волоконный пучок и слоистый материал. Волоконный пучок состоит из волокон размером около 30 - 50 микрон. Эти волокна могут быть сотканы в такой пучок, как текстиль, и поэтому их часто называют ЭАП-нитями. Этот тип ЭАП сокращается при приложении к нему напряжения. Электроды обычно состоят из центрального сердечника и проводящей наружной оболочки, которая также содержит ионную жидкость, окружающую волоконные пучки. Пример выпускаемого промышленностью волоконного ЭАП: материал, изготавливаемый компанией Santa Fe Science and Тechnology под фирменным названием волокно PANION ТМ и описываемый в патенте США № 6,667,825, содержание которого полностью включено в данный документ в качестве ссылки.

Другим типом является слоистая структура, состоящая из слоя ЭАП-полимера, слоя ионного геля и двух гибких пластин, прикрепленных к обеим сторонам слоистого материала. При приложении напряжения квадратная пластина слоистого материала расширяется в одном направлении и сокращается в перпендикулярном направлении. Пример выпускаемого промышленностью слоистого ЭАП-материала (пластины): материал, который выпускается компанией Artificial Muscle Inc. - филиалом SRI Laboratories. Пластинчатый ЭАП-материал также выпускает компания ЕАМЕХ, Япония; этот материал называют тонкопленочным ЭАП.

Нужно отметить, что при приложении энергии ЭАП не изменяют объем; они просто расширяются или сокращаются в одном направлении, и при этом ведут себя противоположно в поперечном направлении. Слоистый вариант можно использовать в его основной форме путем удерживания его одной стороны на жесткой конструкции и использования его другой стороны в качестве поршня. Слоистый вариант можно также приклеить к той или иной стороне гибкой пластины. При запитывании одной стороны гибкой ЭАП-пластины она расширяется, сгибаясь в противоположном направлении. Это позволяет сгибать пластину в обе стороны, в зависимости от запитывания той или иной стороны.

Выполненный из ЭАП привод обычно состоит из многих слоев или волокон, объединенных в пучок для их совместного действия. Механическая конфигурация ЭАП определяет выполненный из ЭАП привод и его двигательные возможности. ЭАП можно выполнить в виде длинных прядей и обернуть их вокруг одиночного центрального электрода. Гибкая наружная оболочка будет формировать другой электрод для привода и также содержать ионную текучую среду, необходимую для функционирования этого устройства. В этой конфигурации при приложении электрического поля к электродам пряди ЭАП будут укорачиваться. Эта конфигурация выполненного из ЭАП привода называется волоконным ЭАП- приводом. Аналогично, слоистую конфигурацию можно разместить в виде набора слоев на той или иной стороне гибкой пластины или просто слоями из него самого, чтобы повысить его возможности. Типичные волоконные структуры обладают действительной относительной деформацией около 2-4%, и типичный слоистый вариант достигает 20-30%, используя гораздо более высокое напряжение.

Согласно Фиг.2: слоистый ЭАП-композит 100 состоит из слоя 1302 положительного плоского электрода, прикрепленного к ЭАП-слою 104, который в свою очередь прикреплен к слою ионной ячейки 106, который в свою очередь прикреплен к слою отрицательного плоского электрода 108. Согласно Фиг.3: множество из пяти слоистых ЭАП-композитов 100 можно прикрепить друг к другу клеящими слоями 110 между ними, и таким образом будет создан привод 120 в виде ЭАП-пластины. Нужно отметить, что можно сформировать противоположно действующие приводы 120 из ЭАП, которые будут избирательно сгибаться в обоих направлениях. Например, слоистый ЭАП-композит 100 можно приводить в действие по-разному, в результате чего слои на одной стороне будут либо расширяться, либо сокращаться - в зависимости от конфигурации ЭАП, тем самым осуществляя сгиб относительно незадействованного слоя. Еще один пример: такая не являющаяся ЭАП основа, как пружинная сталь, смола или полимер, прикреплена к слоистому ЭАП-композиту 100. При этом слоистый ЭАП-композит 100, выполненный с возможностью его удлинения, будет обусловливать сгиб не являющейся ЭАП основы в сторону от слоистого ЭАП-композита 100. Слоистый ЭАП-композит 100, выполненный с возможностью его сокращения, будет обусловливать сгиб не являющейся ЭАП основы к слоистому ЭАП-композиту. Не являющуюся ЭАП основу, имеющую на обеих сторонах слоистый ЭАП-композит 100, можно использовать, чтобы выполнять разный сгиб в обе стороны.

Согласно Фиг.4-5: сокращающийся выполненный из ЭАП волоконный привод 140 содержит продольный платиновый катодный провод 142, который проходит через изолирующий полимерный ближний концевой колпачок 144 через удлиненную цилиндрическую полость 1