Хирургический отрезной и фиксирующий аппарат с приводом от двигателя и адаптивной обратной связью с пользователем

Хирургический отрезной и фиксирующий аппарат с приводом от двигателя и адаптивной обратной связью с пользователем

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:

MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH USER FEEDBACK SYSTEM; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, John Ouwerkerk и Jerome R. Morgan (Attn Docket № 050519/END5687USNP);

MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH LOADING FORCE FEEDBACK; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, John N. Ouwerkerk, Jerome R. Morgan и Jeffrey S. Swayze (Atty. Docket № 050516/END5692USNP);

MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH TACTILE POSITION FEEDBACK; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, John N. Ouwerkerk, Jerome R. Morgan и Jeffrey S. Swayze (Atty. Docket № 050515/END5693USNP);

MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH ARTICULATABLE END EFFECTOR; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV и Christoph L. Gillum (Atty. Docket № 050692/END5769USNP);

MOTOR-DRIVEN SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH MECHANICAL CLOSURE SYSTEM; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV и Christoph L. Gillum (Atty. Docket № 050693/END5770USNP);

SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENT WITH CLOSURE TRIGGER LOCKING MECHANISM; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV and Kevin R. Doll (Atty. Docket № 050694/END5771USNP)

GEARING SELECTOR FOR A POWERED SURGICAL CUTTING AND FASTENING STAPLING INSTRUMENT; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, Jeffrey S. Swayze, Eugene L. Timperman (Atty. Docket № 050697/END5772USNP);

SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, John N. Ouwerkerk и Eugene L. Timperman (Atty. Docket № 050698/END5773USNP);

SURGICAL INSTRUMENT HAVING A REMOVABLE BATTERY; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, Kevin R. Doll, Jeffrey S. Swayze и Eugene Timperman (Atty. Docket № 050699/END5774USNP);

ELECTRONIC LOCKOUTS AND SURGICAL INSTRUMENT INCLUDING SAME; изобретатели: Jeffrey S. Swayze, Frederick E. Shelton, IV, Kevin R. Doll (Atty. Docket № 050700/END5775USNP);

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, и Leslie M. Fugikawa (Atty. Docket № 050701END5776USNP);

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 и Eugene L. Timperman (Atty. Docket № 050702/END5777USNP);

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 (Atty. Docket № 050703/END5778USNP);

SURGICAL INSTRUMENT HAVING A FEEDBACK SYSTEM; изобретатели: Frederick E. Shelton, IV, Jerome R. Morgan, Kevin R. Doll, Jeffrey S. Swayze и Eugene Timperman (Atty. Docket № 050705/END5780USNP).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится, в общем, к хирургическим отрезным и фиксирующим аппаратам и, в частности, к хирургическим отрезным и фиксирующим аппаратам 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 одновременно 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 типа endocutter 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 одним прошивным движением или несколькими прошивными движениями, в зависимости от устройства. Приведение в действие хирургического аппарата для наложения скобок приводит к отрезанию и прошиванию скобками ткани. 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 позиционирование 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 ненамного 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.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним общим аспектом целью настоящего изобретения является хирургический отрезной и фиксирующий аппарат с приводом от двигателя, который обеспечивает пользователя обратной связью по положению, усилию и/или срабатыванию концевого эффектора. Аппарат в разных вариантах осуществления позволяет также оперирующему хирургу управлять концевым эффектором, в том числе, при желании, с возможностью останова срабатывания. Аппарат может содержать два рычага на его рукоятке - замыкающий рычаг и рычаг прошивки - с раздельными приводящими движениями. Когда оперирующий хирург отводит назад замыкающий рычаг аппарата, ткань, находящаяся в концевом эффекторе, может зажиматься концевым эффектором. Затем, когда оперирующий хирург отводит назад рычаг прошивки, электродвигатель может приводить в действие, через цепь зубчатых передач привода, узел главного поворотного ведущего вала, который вынуждает режущий инструмент в концевом эффекторе отрезать зажатую ткань.

В разных вариантах осуществления аппарат может содержать бустерную систему с обратной связью по усилию нагрузки и системой управления для ослабления необходимого усилия прошивки, прилагаемого оперирующим хирургом для выполнения операции отрезания. В данных вариантах осуществления рычаг прошивки может быть включен в цепь зубчатых передач привода узла главного ведущего вала. При этом оперирующий хирург может воспринимать реакцию обратной связи по усилию, прилагаемому к режущему инструменту. То есть усилие нагрузки на рычаг прошивки может быть связано с усилием нагрузки, испытываемым режущим инструментом. Кроме того, в данных вариантах осуществления, поскольку рычаг прошивки включен в цепь зубчатых передач привода, усилие, прилагаемое оператором, может быть дополнительным к усилию, прилагаемому электродвигателем.

В соответствии с различными вариантами осуществления, когда рычаг прошивки отводят назад на подходящее расстояние (например, на пять градусов), возможно приведение в действие двухпозиционного переключателя, который посылает в электродвигатель сигнал на вращение с заданной частотой, с инициированием, таким образом, приведения в движение узла ведущего вала и концевого эффектора. В соответствии с другими вариантами осуществления возможно применение пропорционального датчика. Пропорциональный датчик может посылать в электродвигатель сигнал на вращение с частотой, пропорциональной усилию, прилагаемому к рычагу прошивки оперирующим хирургом. При этом угловое положение рычага прошивки обычно пропорционально положению, в котором режущий инструмент находится в концевом эффекторе (например, при полном срабатывании или полном отведении). Кроме того, оперирующий хирург может прекратить отведение назад рычага прошивки в некоторой точке в процессе хода для останова электродвигателя и, тем самым, останова движения отрезания. Дополнительно возможно применение датчиков для определения начала хода концевого эффектора (например, полностью отведенного положения) и конца хода (например, положения полного срабатывания) соответственно. Следовательно, датчики могут обеспечивать адаптивную систему управления для управления срабатыванием концевого эффектора, которая не входит в замкнутую систему электродвигателя, цепи зубчатых передач привода и концевого эффектора.

В других вариантах осуществления рычаг прошивки может быть выполнен без непосредственного включения в цепь зубчатых передач привода, используемого для приведения в действие концевого эффектора. В данных вариантах осуществления можно применить второй электродвигатель для приложения усилий к рычагу прошивки для имитации срабатывания режущего инструмента в концевом эффекторе. Управление вторым электродвигателем может осуществляться по увеличению числа оборотов, совершенных узлом главного ведущего вала, которое может измеряться кодовым датчиком угла поворота. В данном варианте осуществления угловое положение рычага прошивки может быть связано с положением режущего инструмента в концевом эффекторе. Кроме того, возможно применение двухпозиционного переключателя или пропорционального переключателя для управления главным электродвигателем (т.е. электродвигателем, который приводит в действие главный ведущий вал).

В разных вариантах исполнения в концевом эффекторе возможно применение цилиндрического приводного винта в основании концевого эффектора для приведения в движение режущего инструмента (например, ножа). Кроме того, концевой эффектор может содержать кассету для скобок для сшивания скобками отрезанной ткани. В соответствии с другими вариантами осуществления возможно применение других средств для фиксации (или скрепления) отрезанной ткани, включая радиочастотную (RF) энергию и клеи.

Кроме того, аппарат может содержать механическую смыкающую систему. Механическая смыкающая система может содержать удлиненный желоб с зажимным элементом, например, упором, соединенным с возможностью поворота с желобом, для зажима ткани, позиционированной в концевом эффекторе. Пользователь может запускать зажимное действие концевого эффектора отведением назад замыкающего рычага, который, посредством механической смыкающей системы, вызывает зажимное действие концевого эффектора. После фиксации зажимного элемента в заданном положении оперирующий хирург может запустить операцию отрезания отведением назад отдельного рычага прошивки. Тем самым можно привести режущий инструмент в движение в продольном направлении по желобу для отрезания ткани, зажатой концевым эффектором.

В разных вариантах осуществления аппарат может содержать узел главного поворотного ведущего вала для приведения в действие концевого эффектора. Кроме того, главный ведущий вал может содержать шарнирно-поворотное сочленение, чтобы можно было шарнирно поворачивать концевой эффектор. Шарнирно-поворотное сочленение может содержать, например, коническую зубчатую передачу, универсальный шарнир или гибкий торсионный трос, способные передавать торсионное усилие на концевой эффектор.

Другие аспекты настоящего изобретения относятся к различным механизмам для фиксации замыкающего рычага к нижнему участку ручки пистолетного типа в рукоятке. Данные варианты осуществления предусматривают свободное пространство в рукоятке непосредственно над рычагами и позади них для других компонентов аппарата, включая компоненты цепи зубчатых передач привода и механической смыкающей системы.

ЧЕРТЕЖИ

В настоящей заявке представлены для примера описания различных вариантов осуществления в сочетании со следующими фигурами, на которых

Фиг. 1 и 2 - виды в перспективе хирургического отрезного и фиксирующего аппарата в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3-5 - виды с пространственным разделением деталей концевого эффектора и стержня аппарата в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 - вид сбоку концевого эффектора в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 - вид с пространственным разделением деталей рукоятки аппарата в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 и 9 - местные виды в перспективе рукоятки в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 - вид сбоку рукоятки в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 11 - схематическое изображение электрической схемы, применяемой в аппарате в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 12-13 - виды сбоку рукоятки в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 14-22 - изображения различных механизмов для фиксации замыкающего рычага в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

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

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

Фиг. 25-31 - изображение хирургического отрезного и фиксирующего аппарата с усилением в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 32-36 - изображение хирургического отрезного и фиксирующего аппарата с усилением в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 37-40 - изображение хирургического отрезного и фиксирующего аппарата с тактильной обратной связью в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 41-42 - изображение пропорционального датчика, который можно использовать в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На Фиг. 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 неэндоскопическим хирургическим отрезным и фиксирующим аппаратом, например, лапароскопическим аппаратом.

Хирургический аппарат 10, изображенный на Фиг. 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 типа endocutter 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 поворотно-поступательным перемещением, 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, зажать ткань, позиционированную 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 расжатое положение (смотри Фиг. 1 и 2), когда врач прекращает нажатие, как более полно описано ниже. Деблокирующая кнопка на рукоятке 6, при нажатии, может отпустить зафиксированный замыкающий рычаг 18. Деблокирующая кнопка может иметь разные формы исполнения, например, в виде сдвижной деблокирующей кнопки 160, показанной на Фиг. 14, и/или кнопки 172, показанной на Фиг. 16.

На Фиг. 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, которая загибает скобки для фиксации отрезанной ткани. В разных вариантах осуществления скользящий блок 33 может быть неразъемным компонентом кассеты 34. 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. 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 № 5709680, «ELECTROSURGICAL HEMOSTATIC DEVICE», изобретателей Yates et al., и патенте США № 5688270, «ELECTROSURGICAL HEMOSTATIC DEVICE WITH RECESSED AND/OR OFFSET ELECTRODES», изобретателей Yates et al., которые включены в настоящее описание путем отсылки, предлагается эндоскопический режущий инструмент, который использует RF-энергию для скрепления отрезанной ткани. В заявке на патент США № 11/267811 изобретателей Jerome R. Morgan, et al. и заявке на патент США № 11/267383 изобретателей Frederick E. Shelton, IV, et al., которые также включены в настоящее описание путем отсылки, предлагается эндоскопический режущий инструмент, в котором применяются клеи для скрепления 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 Фиг. 4 и 5 представлены виды с пространственным разделением деталей, и на Фиг. 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 с 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. Вертикальная коническая шестерня 52b может располагаться и поворачиваться в отверстии 57 в дистальном конце проксимальной несущей трубки 46. Дистальная несущая трубка 58 может служить для размещения 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, расположенный на дистальном конце желоба 22 для скобок, вмещает винтовой шпиндель 36 и, тем самым, обеспечивает возможность свободного вращения винтового ведущего шпинделя 36 относительно желоба 22. Винтовой шпиндель 36 может сопрягаться с резьбовым отверстием (не показано) ножа 32 таким образом, что вращение шпинделя 36 вызывает поступательное перемещение ножа 32 в дистальном или проксимальном направлении (в зависимости от направления вращения) по желобу 22 для скобок. Соответственно, когда главный ведущий вал 48 приводится во вращение приведением в действие рычага 20 прошивки (как подробнее изложено ниже), коническая зубчатая передача 52a-c вынуждает вращаться вспомогательный ведущий вал 50, который, в свою очередь, благодаря зацеплению ведущих зубчатых колес 54, 56 приводит во вращение винтовой шпиндель 36, что вызывает продольное перемещение ведущего элемента 32 ножа по желобу 22 и, тем самым, отрезание любой ткани, зажатой внутри концевого эффектора. 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 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.

Как указано выше, вследствие отсутствия у пользователя обратной связи при операции отрезания/сшивания скобками эндоскопические режущие инструменты 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 Фиг. 7-10 представлен примерный вариант осуществления эндоскопического режущего инструмента с приводом от двигателя и, в частности, его рукоятки, 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 64 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 «приближен») 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 приближает рычаг 20 прошивки, то частота вращения электродвигателя 65 является относительно низкой. Когда рычаг 20 прошивки полностью подтянут (или находится в полностью примкнутом 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 разных 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 к