Хирургический аппарат с системой обратной связи

Хирургический аппарат с системой обратной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка связана со следующими одновременно поданными заявками на патенты США, которые включены в настоящую заявку путем отсылки:

(1) MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH USER FEEDBACK SYSTEM; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, John Ouwerkerk and Jerome R. Morgan (K&LNG 050519/END5687USNP);

(2) MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH LOADING FORCE FEEDBACK; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, John N. Ouwerkerk, Jerome R. Morgan, and Jeffrey S. Swayze (K&LNG 050516/END5692USNP);

(3) MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH TACTILE POSITION FEEDBACK; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, John N. Ouwerkerk, Jerome R. Morgan, and Jeffrey S. Swayze (K&LNG 050515/END5693USNP);

(4) MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH ADAPTIVE USER FEEDBACK; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, John N. Ouwerkerk, and Jerome R. Morgan (K&LNG 050513/END5694USNP);

(5) MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH ARTICULATABLE END EFFECTOR; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV and Christoph L. Gillum (K&LNG 050692/END5769USNP);

(6) MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH MECHANICAL CLOSURE SYSTEM; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV and Christoph L. Gillum (K&LNG 050693/END5770USNP);

(7) SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH CLOSURE TRIGGER LOCKING MECHANISM; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV and Kevin R. Doll (K&LNG 050694/END5771USNP);

(8) GEARING SELECTOR FOR A POWERED SURGICAL CUTTING AND FASTENING STAPLING INSTRUMENT; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, Jeffrey S. Swayze, Eugene L. Timperman (K&LNG 050697/END5772USNP);

(9) SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, John N. Ouwerkerk, and Eugene L. Timperman (K&LNG 050698/END5773USNP);

(10) SURGICAL INSTRUMENT HAVING A REMOVABLE BATTERY; изобретатели: Frederick E. Shelton IV, Kevin R. Doll, Jeffrey S. Swayze and Eugene L. Timperman (K&LNG 050699/END5774USNP);

(11) ELECTRONIC LOCKOUTS AND SURGICAL INSTRUMENT INCLUDING SAME; изобретатели: Jeffrey S. Swayze, Frederick E. Shelton, IV, Kevin R. Doll (K&LNG 050700/END5775USNP);

(12) ENDOSCOPIC SURGICAL INSTRUMENT WITH A HANDLE THAT CAN ARTICULATE WITH RESPECT TO THE SHAFT; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, Jeffrey S. Swayze, Mark S. Ortiz, and Leslie M. Fugikawa (K&LNG 050701/END5776USNP);

(13) ELECTRO-MECHANICAL SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT HAVING A ROTARY FIRING AND CLOSURE SYSTEM WITH PARALLEL CLOSURE AND ANVIL ALIGNMENT COMPONENTS; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, Stephen J. Balek and Eugene L. Timperman (K&LNG 050702/END5777USNP); и

(14) DISPOSABLE STAPLE CARTRIDGE HAVING AN ANVIL WITH TISSUE LOCATOR FOR USE WITH A SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT AND MODULAR END EFFECTOR SYSTEM THEREFOR; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, Michael S. Cropper, Joshua M. Broehl, Ryan S. Crisp, Jamison J. Float, Eugene L. Timperman (K&LNG 050703/END5778USNP).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка раскрывает изобретение, которое относится в общем и в различных вариантах осуществления к системам визуальной и звуковой обратной связи для хирургических аппаратов с приводом от двигателя.

Эндоскопическим хирургическим аппаратам часто отдают предпочтение перед традиционными открытыми хирургическими устройствами, поскольку при меньшем рассечении обычно меньше время послеоперационного восстановления и риск осложнений. Поэтому выполнены важные разработки в области эндоскопических хирургических аппаратов, которые пригодны для точного размещения дистального концевого эффектора в искомом операционном поле через канюлю или троакар. Такие дистальные концевые эффекторы (например, эндоскопический режущий инструмент (типа endocutter), захват, режущее приспособление, сшивающие скобками аппараты, приспособление для наложения зажимов, устройство доступа, устройство для доставки лекарства генной терапии к месту действия и энергетическое устройство, использующее ультразвук, высокую частоту (RF), лазер и т.д.) взаимодействуют с тканью множеством способов для получения диагностического или терапевтического результата.

Известные хирургические аппараты для наложения скобок содержат концевой эффектор, который одновременного выполняет продольное рассечение в ткани и накладывает ряды скобок на противоположные стороны рассечения. Концевой эффектор содержит пару согласованно действующих зажимных элементов, которые, если аппарат предназначен для эндоскопического или лапароскопического применения, способны проходить по проходному каналу канюли. Один из зажимных элементов вмещает кассету для скобок, содержащую, по меньшей мере, два латерально разнесенных ряда скобок. Другой зажимной элемент образует упор, содержащий скобкоформирующие углубления, совмещенные с рядами скобок в кассете. Аппарат содержит множество возвратно-поступательно перемещающихся клиньев, которые при приведении в движение в дистальном направлении проходят сквозь отверстия в кассете для скобок и входят в контакт с поводками, служащими опорой для скобок, для выполнения выталкивания скобок к упору.

Пример хирургического аппарата для наложения скобок, подходящего для эндоскопического применения, описан в патенте США № 5465895, который дает описание эндоскопического режущего инструмента с разделением смыкающего и сшивающего/отрезающего действий. Врач, использующий данное устройство, может смыкать зажимные элементы на ткани для позиционирования ткани перед прошивкой/отрезанием. После того, как врач определил, что зажимные элементы правильно захватывают ткань, врач может привести в действие хирургический аппарат для наложения скобок либо одним, либо несколькими прошивными движениями и тем самым отрезать ткань и сшить ее скобками. Одновременное отрезание и прошивание скобками исключает осложнения, которые могут возникать при последовательном выполнении данных действий разными хирургическими инструментами, которые, соответственно, только отрезают или сшивают скобками.

Одно особое преимущество возможности смыкания на ткани перед прошивкой/отрезанием состоит в том, что врач может проверить через эндоскоп, что требуемое размещение для отрезания обеспечено, в том числе между противоположными зажимами захвачено достаточное количество ткани. В противном случае противоположные зажимы могут быть сведены слишком близко, в частности с защемлением их дистальных концов, и следовательно, с неэффективным формированием сжатых скобок в отрезанной ткани. В другом крайнем случае излишнее количество зажатой ткани может вызвать заедание и неполную прошивку/отрезание.

Эндоскопические сшивающие скобками/режущие приспособления становятся сложнее и функциональнее с каждым поколением. Одной из главных причин этого является поиск пути снижения усилия прошивки/отрезания (FTP) до уровня, который способна обеспечить рука всех или подавляющего большинства хирургов. Одним известным решением по снижению FTF является использование двигателей на CO₂ или электродвигателей. Данные устройства оказались не намного лучше, чем традиционные устройства с ручным приводом, но по другой причине. Хирурги обычно предпочитают ощущать распределение усилия, соразмерное усилию, испытываемому концевым эффектором при формировании скобки, для уверенности в том, что цикл отрезания/сшивания скобками завершен при верхнем пределе, посильном для большинства хирургов (обычно около 15-30 фунтов). Хирурги обычно желают также сохранять управление установкой скобок и возможность останова в любой момент, если усилия, ощущаемые в рукоятке устройства, оказываются слишком большими, или по другой клинической причине. Упомянутые полезные результаты обратной связи с пользователем невозможно осуществить подходящим образом в существующих эндоскопических режущих инструментах с приводом от двигателя. В результате, эндоскопические режущие инструменты с приводом от двигателя, в которых операция отрезания/сшивания скобками включается простым нажатием кнопки, не получили всеобщего признания врачами.

В современных хирургических аппаратах состояние аппарата обычно не доводится до сведения пользователя хирургического аппарата во время процедуры. Например, в существующих механических эндоскопических режущих инструментах информация о присутствии кассеты для скобок, положении ножа, времени, прошедшем с момента зажима, величине отрезного/прошивного усилия и т.п. обычно не доводится до пользователя. В отсутствие визуальной и/или звуковой обратной связи каждый пользователь может полагаться на собственное «ощущение» для определения состояния хирургического аппарата, что порождает неэффективность, непоследовательность и риск повреждения хирургического аппарата.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним общим аспектом, настоящая заявка содержит описание модуля состояния для применения с хирургическим аппаратом, содержащим множество датчиков. В соответствии с различными вариантами осуществления, модуль состояния содержит корпус, множество контактов, схему и множество индикаторов. Корпус конструктивно выполнен с возможностью разъемного соединения с хирургическим аппаратом. Каждый отдельный контакт конструктивно выполнен с возможностью электрической связи с другим датчиком, когда корпус подсоединен к хирургическому аппарату. Схема находится в электрической связи с, по меньшей мере, одним из контактов. По меньшей мере, один из индикаторов электрически связан со схемой.

В соответствии с другим общим аспектом, настоящая заявка содержит описание хирургического аппарата. В соответствии с различными вариантами осуществления, хирургический аппарат содержит множество датчиков и модуль состояния, соединенный с возможностью разъема с хирургическим аппаратом. Модуль состояния содержит множество контактов, схему и множество индикаторов. Каждый отдельный контакт электрически связан с другим датчиком. Схема находится в электрической связи с, по меньшей мере, одним из контактов. По меньшей мере, один из индикаторов электрически связан со схемой.

ЧЕРТЕЖИ

В настоящей заявке представлены для примера описания различных вариантов осуществления в сочетании со следующими фигурами:

фигуры 1 и 2 - виды в перспективе хирургического отрезного и фиксирующего аппарата в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 3-5 - виды с пространственным разделением деталей концевого эффектора и стержня аппарата в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигура 6 - вид сбоку концевого эффектора в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигура 7 - вид с пространственным разделением деталей рукоятки аппарата в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 8 и 9 - местные виды в перспективе рукоятки в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигура 10 - вид сбоку рукоятки в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигура 11 - схематическое изображение электрической схемы, применяемой в аппарате в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 12-13 - виды сбоку рукоятки в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 14-22 - изображения различных механизмов для фиксации замыкающего рычага в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 23A-B - изображение универсального шарнира («u-шарнира»), который можно использовать в точке сочленения аппарата в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 24A-B - изображение торсионного троса, который можно использовать в точке сочленения аппарата в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 25-31 - изображение хирургического отрезного и фиксирующего аппарата с усилением в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 32-36 - изображение хирургического отрезного и фиксирующего аппарата с усилением в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 37-40 - изображение хирургического отрезного и фиксирующего аппарата с тактильной обратной связью в соответствии с различными вариантами осуществления;

фигуры 41-42 - изображение различных вариантов осуществления пропорционального датчика;

фигура 43 - изображение различных вариантов осуществления хирургического аппарата;

фигура 44 - принципиальная схема хирургического аппарата, показанного на фигуре 43; и

фигуры 45-47 - изображение различных вариантов осуществления участка хирургического аппарата, показанного на фигуре 43.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Следует понимать, что, по меньшей мере, некоторые из фигур и характеристик предлагаемого изобретения упрощены для иллюстрации элементов, которые важны для четкого понимания предлагаемого изобретения, при исключении для ясности других элементов. Специалистам со средним уровнем компетентности в данной области техники будет, однако, очевидно, что данные и другие элементы могут быть желательными. Однако поскольку данные элементы общеизвестны в данной области техники, и поскольку они не способствуют более полному пониманию предлагаемого изобретения, данные элементы не рассматриваются в настоящем описании.

На фигурах 1 и 2 изображен хирургический отрезной и фиксирующий аппарат 10 в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Изображенный вариант осуществления представляет собой эндоскопический аппарат и, в общем, описанные здесь варианты осуществления аппарата 10 являются эндоскопическими хирургическими отрезными и фиксирующими аппаратами. Следует отметить, однако, что, в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, аппарат может быть не эндоскопическим хирургическим отрезным и фиксирующим аппаратом, например лапароскопическим аппаратом.

Хирургический аппарат 10, изображенный на фигурах 1 и 2, содержит рукоятку 6, стержень 8 и шарнирно-поворотный концевой эффектор 12, шарнирно соединенный со стержнем 8 в шарнире 14 сочленения. Вблизи рукоятки 6 может быть обеспечено устройство 16 управления шарнирным поворотом для осуществления поворота концевого эффектора 12 на шарнире 14 сочленения. В показанном варианте осуществления концевой эффектор 12 выполнен с возможностью выполнения функции эндоскопического режущего инструмента для сжатия, отрезания и сшивания скобками ткани, хотя в других вариантах осуществления можно применять концевые эффекторы других типов, например концевые эффекторы для хирургических устройств других типов, например захваты, режущие приспособления, сшивающие скобками аппараты, приспособления для наложения зажимов, устройства доступа, устройства для доставки лекарства генной терапии к месту действия, ультразвуковые, RF- или лазерные устройства и т.п.

Рукоятка 6 аппарата 10 может содержать замыкающий рычаг 18 и рычаг 20 прошивки для приведения в действие концевого эффектора 12. Специалистам в данной области техники очевидно, что аппараты, содержащие концевые эффекторы, предназначенные для разных хирургических целей, могут содержать разные количества или типы рычагов или других подходящих элементов управления для манипулирования концевым эффектором 12. Концевой эффектор 12 показан отделенным от рукоятки 6 предпочтительно удлиненным стержнем 8. В одном варианте осуществления врач или хирург, оперирующий аппаратом 10, может шарнирно поворачивать концевой эффектор 12 относительно стержня 8 с помощью устройства 16 управления шарнирным поворотом, как более подробно описано в находящейся на рассмотрении заявке на патент США № 11/329020, поданной 10 января 2006 г., «Surgical Instrument Having An Articulating End Effector», изобретателей Geoffrey C. Hueil et al., которая включена в настоящее описание путем отсылки.

В настоящем примере концевой эффектор 12 содержит помимо прочего желоб 22 для скобок и зажимной элемент с возможностью поворотно-поступательного перемещения, например упор 24, которые удерживаются на некотором разделяющем их расстоянии, которое обеспечивает эффективное сшивание скобками и отрезание ткани, зажатой в концевом эффекторе 12. Рукоятка 6 содержит ручку 26 пистолетного типа, к которой замыкающий рычаг 18 подтягивается поворотным движением врачом для осуществления зажима или примыкания упора 24 к желобу 22 для скобок концевого эффектора 12, чтобы тем самым зажимать ткань, расположенную между упором 24 и желобом 22. Рычаг 20 прошивки находится дальше снаружи от замыкающего рычага 18. После того, как замыкающий рычаг 18 зафиксируется в положении примыкания, как дополнительно поясняется ниже, рычаг 20 прошивки может сделать небольшой поворот к ручке 26 пистолетного типа настолько, что его сможет достать оперирующий хирург, работающий одной рукой. Затем оперирующий хирург может подтянуть поворотным движением рычаг 20 прошивки к ручке 26 пистолетного типа для осуществления сшивания скобками и отрезания ткани, зажатой в концевом эффекторе 12. В других вариантах осуществления возможно применение зажимных элементов других типов, кроме упора 24, например противостоящего зажима и т.п.

Далее следует понимать, что в настоящем описании термины «проксимальный» и «дистальный» применяют для обозначения положения относительно захвата практикующим врачом рукоятки 6 аппарата 10. Следовательно, концевой эффектор 12 является дистальным относительно более проксимальной рукоятки 6. Дополнительно следует понимать, что для удобства и ясности специальные термины, обозначающие пространственное положение, например «вертикальный» и «горизонтальный», использованы в настоящем описании применительно к чертежам. Однако существует множество пространственно-угловых положений применения хирургических аппаратов, и упомянутые термины не предполагают ограничительного и абсолютного значения.

Замыкающий рычаг 18 может быть приведен в действие первым. После того, как врач удостоверится в удовлетворительном положении концевого эффектора 12, врач может подтянуть назад замыкающий рычаг 18 в его фиксируемое положение полного примыкания в непосредственной близости от ручки 26 пистолетного типа. Затем можно приводить в действие рычаг 20 прошивки. Рычаг 20 прошивки возвращается в разжатое положение (см. фигуры 1 и 2), когда врач прекращает нажатие, как более полно описано ниже. Деблокирующая кнопка 160 на рукоятке 6, в данном примере на ручке 26 пистолетного типа рукоятки 6, при нажатии может отпустить зафиксированный замыкающий рычаг 18.

На фигуре 3 представлен вид с пространственным разделением деталей концевого эффектора 12 в соответствии с различными вариантами осуществления. Как показано в представленном варианте осуществления, концевой эффектор 12 может содержать, в дополнение к вышеупомянутым желобу 22 и упору 24, режущий инструмент 32, скользящий блок 33, кассету 34 для скобок, которая установлена с возможностью извлечения в желобе 22, и винтовой шпиндель 36. Режущий инструмент 32 может представлять собой, например, нож. Упор 24 может быть поворотно-размыкаемым и смыкаемым вокруг оси 25 поворота, соединенной с проксимальным концом желоба 22. Упор 24 может также содержать лапку 27 на своем проксимальном конце, которая вставлена в компонент механической смыкающей системы (дополнительно описанной ниже) для размыкания и смыкания упора 24. Когда замыкающий рычаг 18 приводится в действие, то есть подтягивается пользователем аппарата 10, упор 24 может поворачиваться вокруг оси 25 поворота в сжатое или сомкнутое положение. Если зажатие концевым эффектором 12 является удовлетворительным, то оперирующий хирург может привести в действие рычаг 20 прошивки, который, как более подробно поясняется ниже, приводит нож 32 и скользящий блок 33 в продольное движение по желобу 22, с отрезанием тем самым ткани, зажатой внутри концевого эффектора 12. Перемещение скользящего блока 33 по желобу 22 вызывает выталкивание скобок из кассеты 34 для скобок сквозь отрезанную ткань к сомкнутому упору 24, который загибает скобки для фиксации отрезанной ткани. Патент США № 6978921, «Surgical stapling instrument incorporating an E-beam firing mechanism», который включен в настоящее описание путем отсылки, обеспечивает дополнительные сведения о такого рода двухходовых отрезных и сшивающих аппаратах. В соответствии с различными вариантами осуществления, скользящий блок 33 может быть составной частью кассеты 34, чтобы, когда нож 32 отводится после операции отрезания, скользящий блок 33 не отводился.

Следует отметить, что хотя в вариантах осуществления описанного здесь аппарата 10 применяется концевой эффектор 12, который сшивает скобками отрезанную ткань, в других вариантах осуществления возможно применение отличающихся методов фиксации или скрепления отрезанной ткани. Например, можно также применять концевые эффекторы, которые используют RF-энергию или клеи для фиксации отрезанной ткани. В патенте США № 5810811, «Electrosurgical Hemostatic Device», который включен в настоящее описание путем отсылки, предлагается режущий инструмент, который использует RF-энергию для фиксации отрезанной ткани. В заявке на патент США № 11/267811, «Surgical Stapling Instruments Structured For Delivery Of Medical Agents», и заявке на патент США № 11/267383, «Surgical Stapling Instruments Structured For Pump-Assisted Delivery Of Medical Agents», каждая из которых включена в настоящее описание путем отсылки, предлагается режущий инструмент, который использует клеи для фиксации отрезанной ткани. Соответственно, хотя настоящее описание относится к операциям отрезания/сшивания скобками и подобным нижеследующим, следует понимать, что настоящий вариант осуществления является примерным и не предполагает ограничения. Возможно также использование других методов фиксации тканей.

На фигурах 4 и 5 представлены виды с пространственным разделением деталей, и на фигуре 6 представлен вид сбоку концевого эффектора 12 и стержня 8 в соответствии с различными вариантами осуществления. Как показано в представленных вариантах осуществления, стержень 8 может содержать проксимальную замыкающую трубку 40 и дистальную замыкающую трубку 42, соединенные между собой с возможностью поворота поворотно-соединительными звеньями 44. Дистальная замыкающая трубка 42 содержит отверстие 45, в которое вставлена лапка 27 на упоре 24 для размыкания и смыкания упора 24, как дополнительно поясняется ниже. Внутри замыкающих трубок 40, 42 может быть расположена проксимальная несущая трубка 46. Внутри проксимальной несущей трубки 46 может быть расположен главный поворотный (или проксимальный) ведущий вал 48, который взаимодействует со вспомогательным (или дистальным) ведущим валом 50 через коническую зубчатую передачу 52. Вспомогательный ведущий вал 50 соединен с ведущим зубчатым колесом 54, которое находится в зацеплении с проксимальным ведущим зубчатым колесом 56 винтового шпинделя 36. Когда главный ведущий вал 48 приводят во вращение приведением в действие рычага прошивки (как более подробно поясняется ниже), коническая зубчатая передача 52a-c приводит во вращение вспомогательный ведущий вал 50, который, в свою очередь, вследствие зацепления ведущих зубчатых колес 54, 56 приводит во вращение винтовой шпиндель 36, который вынуждает элемент 32 привода ножа/скользящего блока продольно перемещаться по желобу 22 для отрезания любой ткани, зажатой внутри концевого эффектора 12. Вертикальная коническая шестерня 52b может располагаться и поворачиваться в отверстии 57 в дистальном конце проксимальной несущей трубки 46. Можно применить дистальную несущую трубку 58 для вмещения вспомогательного ведущего вала 50 и ведущих зубчатых колес 54, 56. Главный ведущий вал 48, вспомогательный ведущий вал 50 и шарнирно-поворотный узел (например, коническая зубчатая передача 52a-c) иногда в настоящем описании совместно именуются «узлом главного ведущего вала».

Подшипник 38 установлен на резьбе на винтовом шпинделе 36. Подшипник 38 соединен также с ножом 32. Когда винтовой шпиндель 36 вращается вправо, подшипник 38 движется по винтовому шпинделю 36 в дистальном направлении, с приведением в движение режущего инструмента 32, и в процессе этого движения скользящий блок 33 выполняет операцию отрезания/прошивания скобками. Скользящий блок 33 может быть выполнен, например, из пластика и может иметь скошенную дистальную поверхность. По мере того, как скользящий блок 33 движется по желобу 22, скошенная передняя поверхность может выдвигать вверх или выталкивать скобки из кассеты 34 для скобок сквозь зажатую ткань к упору 24. Упор 24 загибает скобки и тем самым сшивает скобками отрезанную ткань. Когда нож 32 отводится, нож 32 и скользящий блок 33 могут расцепляться, при этом скользящий блок 33 остается на дистальном конце желоба 22.

Вследствие отсутствия у пользователя обратной связи при операции отрезания/сшивания скобками, хирургические аппараты с приводом от двигателя, в которых операция отрезания/сшивания скобками включается простым нажатием кнопки, не получили всеобщего признания врачами. Напротив, в вариантах осуществления настоящего изобретения эндоскопический режущий инструмент с приводом от двигателя обеспечивает пользователя обратной связью по срабатыванию, усилию и/или положению режущего инструмента в концевом эффекторе.

На фигурах 7-10 представлен примерный вариант осуществления эндоскопического режущего инструмента с приводом от двигателя и, в частности, его рукоятки 6, в котором пользователь обеспечен обратной связью по срабатыванию и усилию нагрузки режущего инструмента в концевом эффекторе. Кроме того, данный вариант осуществления может использовать мощность, развиваемую пользователем при отведении назад рычага 20 прошивки, для подачи мощности в устройство (в, так называемом, «бустерном (с усилением)» режиме). Как показано в представленном варианте осуществления, рукоятка 6 содержит внешние нижние боковины 59, 60 и внешние верхние боковины 61, 62, которые собираются с образованием общего внешнего облика рукоятки 6. Батарейка 64, например ионная литиевая батарейка, может быть установлена в участок 26 ручки пистолетного типа рукоятки 6. Батарейка 64 питает электродвигатель 65, расположенный внутри верхнего участка, относящегося к участку 26 ручки пистолетного типа рукоятки 6. В соответствии с разными вариантами осуществления, электродвигатель 65 может быть приводным щеточным электродвигателем постоянного тока с максимальной частотой вращения приблизительно 5000 об/мин. Электродвигатель 65 может приводить в движение 90° коническую зубчатую передачу 66, содержащую первую коническую шестерню 68 и вторую коническую шестерню 70. Коническая зубчатая передача 66 может приводить в движение планетарную зубчатую передачу 72. Планетарная зубчатая передача 72 может содержать ведущую шестерню 74, соединенную с ведущим валом 76. Ведущая шестерня 74 может приводить в движение сопряженный зубчатый венец 78, который приводит в движение барабан 80 винтовой передачи посредством ведущего вала 82. Кольцо 84 может быть посажено на резьбе на барабан 80 винтовой передачи. Следовательно, когда электродвигатель 65 вращается, кольцо 84 приводится в движение по барабану 80 винтовой передачи посредством промежуточной конической зубчатой передачи 66, планетарной зубчатой передачи 72 и зубчатого венца 78.

Рукоятка 6 может также содержать датчик 110 включения электродвигателя, связанный с рычагом 20 прошивки, для определения, когда рычаг 20 прошивки подтянут (или «прижат») к участку 26 ручки пистолетного типа рукоятки 6 оперирующим хирургом, и тем самым для запуска исполнения операции отрезания/сшивания скобками концевым эффектором 12. Датчик 110 может быть пропорциональным датчиком, например реостатом или переменным резистором. Когда рычаг 20 прошивки прижимают, датчик 110 определяет перемещение и передает электрический сигнал, характеризующий напряжение (или мощность) для подачи на электродвигатель 65. Когда датчик 110 является переменным резистором или чем-то подобным, частота вращения электродвигателя 65 может быть, в общем, пропорциональна величине перемещения рычага 20 прошивки. То есть, если оперирующий хирург лишь немного подтягивает или нажимает на рычаг 20 прошивки, то частота вращения электродвигателя 65 является относительно низкой. Когда рычаг 20 прошивки полностью подтянут (или находится в полностью нажатом положении), частота вращения электродвигателя 65 является максимальной. Другими словами, чем сильнее пользователь подтягивает рычаг 20 прошивки, тем более высокое напряжение подается на электродвигатель 65, что обуславливает более высокие частоты вращения.

Рукоятка 6 может содержать среднюю деталь 104 рукоятки, прилегающую к верхнему участку рычага 20 прошивки. Рукоятка 6 может также содержать оттягивающую пружину 112, закрепленную между штырьками на средней детали 104 рукоятки и рычаге 20 прошивки. Оттягивающая пружина 112 может оттягивать рычаг 20 прошивки к его полностью разомкнутому положению. При этом, когда оперирующий хирург отпустит рычаг 20 прошивки, оттягивающая пружина 112 оттянет рычаг 20 прошивки в его разомкнутое положение, что прекращает воздействие на датчик 110 и тем самым останавливает вращение электродвигателя 65. Более того, благодаря оттягивающей пружине 112, каждый раз, когда пользователь прижимает рычаг 20 прошивки, пользователь будет ощущать сопротивление операции прижима, что обеспечивает пользователя обратной связью по значению частоты вращения, развиваемой электродвигателем 65. Кроме того, оперирующий хирург может прекратить отведение назад рычага 20 прошивки для снятия тем самым усилия с датчика 110 и тем самым для останова электродвигателя 65. По существу, пользователь может остановить срабатывание концевого эффектора 12, с обеспечением оперирующего хирурга, в какой-то степени, возможностью управления операцией отрезания/фиксации.

Дистальный конец барабана 80 винтовой передачи содержит дистальный ведущий вал 120, который приводит в движение зубчатый венец 122, который сопрягается с ведущей шестерней 124. Ведущая шестерня 124 соединена с главным ведущим валом 48 узла главного ведущего вала. При этом вращение электродвигателя 65 вызывает вращение узла главного ведущего вала, что приводит в действие концевой эффектор 12 вышеописанным способом.

Кольцо 84, посаженное на резьбе на барабан 80 винтовой передачи, может содержать штырек 86, который расположен внутри прорези 88 в прорезанной кулисе 90. Прорезанная кулиса 90 содержит отверстие 92 на противоположном конце 94, которое вмещает шарнирный палец 96, который присоединен между внешними боковинами 59, 60 рукоятки. Шарнирный палец 96 расположен также с проходом через отверстие 100 в рычаге 20 прошивки и отверстие 102 в средней детали 104 рукоятки.

Кроме того, рукоятка 6 может содержать датчик 130 реверса электродвигателя (или конца хода) и датчик 142 останова электродвигателя (или начала хода). В различных вариантах осуществления датчик 130 реверса электродвигателя может быть концевым переключателем, расположенным на дистальном конце барабана 80 винтовой передачи, так что кольцо 84, установленное на резьбе на барабане 80 винтовой передачи, входит в контакт с датчиком 130 реверса электродвигателя и включает его, когда кольцо 84 достигает дистального конца барабана 80 винтовой передачи. Датчик 130 реверса электродвигателя при включении посылает в электродвигатель 65 сигнал на реверсирование направления его вращения и тем самым на отведение ножа 32 концевого эффектора 12 по окончании операции отрезания.

Датчик 142 останова электродвигателя может быть, например, нормально замкнутым концевым переключателем. В разных вариантах осуществления упомянутый датчик может располагаться на проксимальном конце барабана 80 винтовой передачи, чтобы кольцо 84 размыкало датчик 142, когда кольцо 84 достигнет проксимального конца барабана 80 винтовой передачи.

Во время работы, когда хирург, оперирующий аппаратом 10, подтягивает назад рычаг 20 прошивки, датчик 110 определяет расположение рычага 20 прошивки и посылает сигнал в электродвигатель 65 для включения переднего вращения электродвигателя 65 с частотой, например, пропорциональной тому, насколько сильно оперирующий хирург подтягивает рычаг 20 прошивки. Переднее вращение электродвигателя 65, в свою очередь, обуславливает вращение зубчатого венца 78 на дистальном конце планетарной зубчатой передачи 72 и тем самым приводит к вращению барабана 80 винтовой передачи, что вызывает движение кольца 84, установленного на резьбе на барабане 80 винтовой передачи, в дистальном направлении по барабану 80 винтовой передачи. Вращение барабана 80 винтовой передачи приводит во вращение также вышеописанный узел главного ведущего вала, что, в свою очередь, вызывает срабатывание ножа 32 в концевом эффекторе 12. То есть, нож 32 и скользящий блок 33 приводятся в продольное движение по желобу 22 с отрезанием тем самым ткани, зажатой в концевом эффекторе 12. Кроме того, вынуждается выполнение операции сшивания скобками концевым эффектором 12 в тех вариантах осуществления, в которых применяется сшивающий скобками концевой эффектор.

К моменту, когда операция отрезания/сшивания скобками концевым эффектором 12 будет закончена, кольцо 84 на барабане 80 винтовой передачи продвинется до дистального конца барабана 80 винтовой передачи и тем самым вызовет включение датчика 130 реверса электродвигателя, который посылает сигнал в электродвигатель 65 для осуществления реверсирования вращения электродвигателя 65. Это, в свою очередь, вызывает отведение ножа 32, а также приводит кольцо 84 на барабане 80 винтовой передачи в обратное движение к проксимальному концу барабана 80 винтовой передачи.

Средняя деталь 104 рукоятки имеет задний заплечик 106, который входит в зацепление с прорезанной кулисой 90, как лучше всего показано на фигурах 8 и 9. Средняя деталь 104 рукоятки имеет также передний упор 107 перемещения, который входит в зацепление с рычагом 20 прошивки. Перемещение прорезанной кулисы 90 регулируется, как поясняется выше, вращением электродвигателя 65. Когда прорезанная кулиса 90 поворачивается против часовой стрелки (CCW) в то время, как кольцо 84 движется от проксимального конца барабана 80 винтовой передачи к дистальному концу, средняя деталь 104 рукоятки будет иметь свободу поворота против часовой стрелки. Следовательно, по мере того, как пользователь будет прижимать рычаг 20 прошивки, рычаг 20 прошивки будет входить в зацепление с передним упором 107 перемещения средней детали 104 рукоятки и тем самым будет вынуждать среднюю деталь 104 рукоятки вращаться против часовой стрелки. Однако вследствие зацепления заднего заплечика 106 с прорезанной кулисой 90, средняя деталь 104 рукоятки сможет поворачиваться против часовой стрелки лишь настолько, насколько допускает прорезанная кулиса 90. При этом, если электродвигатель 65 должен перестать вращаться по какой-либо причине, то прорезанная кулиса 90 перестанет поворачиваться, и пользователь не сможет дальше прижимать рычаг 20 прошивки, так как средняя деталь 104 рукоятки не будет свободно поворачиваться против часовой стрелки из-за прорезанной кулисы 90.

На фигурах 41 и 42 представлено изображение двух состояний датчика переменной величины, который можно использовать в качестве датчика 110 включения электродвигателя в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Датчик 110 может содержать лобовой участок 280, первый электрод (A) 282, второй электрод (B) 284 и сжимаемый диэлектрический материал 286 (например, EAP (электроактивный полимер)) между электродами 282, 284. Датчик 110 может быть расположен так, что лобовой участок 280 контактирует с рычагом 20 прошивки при его отведении назад. Соответственно, когда рычаг 20 прошивки отводят назад, диэлектрический материал 286 сжимается, как показано на фигуре 42, так что электроды 282, 284 сближаются. Поскольку расстояние «b» между электродами 282, 284 непосредственно связано с полным сопротивлением между электродами 282, 284, то чем больше расстояние, тем больше полное сопротивление, и чем короче расстояние, тем меньше полное сопротивление. При этом величина усилия сжатия диэлектрика 286 из-за отведения назад рычага 20 прошивки (обозначенного как усилие «F» на фигуре 42) пропорционально полному сопротивлению между электродами 282, 284, которое можно использовать для пропорционального управления электродвигателем 65.

Компоненты примерной смыкающей системы для смыкания (или сжатия) упора 24 концевого эффектора 12 посредством отведения назад замыкающего рычага 18 также показаны на фигурах 7-10. В представленном варианте осуществления смыкающая система содержит вилку 250, соединенную с замыкающим рычагом 18 с помощью пальца 251, который вставлен сквозь совмещенные отверстия как в замыкающем рычаге 18, так и в вилке 250. Шарнирный палец 252, на котором поворачивается замыкающий рычаг 18, вставлен сквозь другое отверстие в замыкающем рычаге 18, которое смещено от места, где палец 251 вставлен сквозь замыкающий рычаг 18. Следовательно, отведение назад замыкающего рычага 18 вынуждает верхнюю часть замыкающего рычага 18, к которой вилка 250 прикреплена пальцем 251, поворачиваться против часовой стрелки. Дистальный конец вилки 250 соединен пальцем 254 с первой замыкающей скобой 256. Первая замыкающая скоба 256 соединяется со второй замыкающей скобой 258. Замыкающие скобы 256, 258 вместе образуют отверстие, в которое посажен и зафиксирован проксимальный конец проксимальной замыкающей трубки 40 (см. фигуру 4) так, что продольное перемещение замыкающих скоб 256, 258 вызывает продольное перемещение проксимальной замыкающей трубки 40. Аппара