Хирургический инструмент со схемой управления питанием

Хирургический инструмент со схемой управления питанием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Управление хирургическими устройствами традиционно осуществлялось вручную, причем сила срабатывания и/или управления инструментами определялась непосредственно врачом. Однако среди хирургических инструментов становится все больше хирургических инструментов с электропитанием, в которых сила срабатывания и/или управления инструментом обеспечиваются автоматизированным устройством, например, электрическим приводом, пневматическим или гидравлическим устройством и т.п. Примеры хирургических инструментов с электропитанием могут включать, например, пилы, зажимы и/или сшивающие инструменты. Такие инструменты с электропитанием позволяют разработчикам не задумываться над ограничением количества усилия, необходимого для срабатывания инструмента, в разумных пределах достижимого для врача. Инструменты с электропитанием также проще использовать врачам низкого роста и/или менее физически сильным врачам.

Однако одна значительная проблема инструментов с электропитанием заключается в отсутствии обратной связи с врачом. При использовании ручного хирургического инструмента врач может отслеживать состояние инструмента по количеству силы, которую он приложил к инструменту, положению спускового механизма рукоятки или другого устройства, к которому врач прикладывает силу, и т.п. Однако в инструменте с электропитанием такая обратная связь может отсутствовать. Таким образом, существует потребность в компенсации отсутствия обратной связи в хирургических инструментах с электропитанием.

ЧЕРТЕЖИ

Особенности различных вариантов осуществления указаны в прилагаемой формуле изобретения. Однако различные варианты осуществления, относящиеся как к устройству, так и к способам управления, а также их преимуществам, лучше всего будут понятны со ссылкой на следующее описание, приведенное в соответствии со следующими сопроводительными чертежами.

На фигуре 1 представлен один вариант осуществления хирургического сшивающего и рассекающего инструмента с пусковым элементом с электропитанием.

На фигуре 2 представлен один вариант осуществления концевого эффектора, представленного на фигуре 1.

На фигурах 3 и 4 представлены дополнительные виды одного варианта осуществления пускового стержня инструмента, представленного на фигуре 1.

На фигуре 5 представлен альтернативный вариант осуществления концевого эффектора, имеющего пусковой стержень без среднего штифта.

На фигуре 6 представлен вид сбоку в разрезе одного варианта осуществления хирургического инструмента, представленного на фигуре 1.

На фигуре 7 представлен вид с пространственным разделением компонентов одного варианта осуществления хирургического инструмента, демонстрирующий его различные компоненты.

На фигуре 8 представлен вид сбоку с меньшей глубиной разреза одного варианта осуществления хирургического инструмента, представленного на фигуре 1, демонстрирующий особенности компонентов, не показанных на виде сбоку в разрезе, представленном на фигуре 6.

На фигуре 9 представлен вид изнутри одного варианта осуществления хирургического инструмента, представленного на фигуре 1.

На фигуре 10 представлен частичный вид в сечении одного варианта осуществления хирургического инструмента, представленного на фигуре 1, с частичным удалением некоторых компонентов для более наглядного представления принципа действия втягивающего рычага.

На фигурах 11 и 12 представлен один вариант осуществления запорного кулачка хирургического инструмента, представленного на фигуре 1, в различных состояниях во время работы.

На фигурах 13-15 представлены различные варианты осуществления запорного кулачка, представленного на фигурах 11 и 2, и промежуточного передаточного механизма на трех стадиях работы.

На фигуре 16 представлен один вариант осуществления концевого эффектора инструмента, представленного на фигуре 1, в открытом положении при втягивании закрывающей гильзы с кассетой со скобами, установленной в удлиненном канале.

На фигуре 17 представлен один вариант осуществления рабочей части хирургического сшивающего и рассекающего инструмента, представленного на фигуре 1, в разобранном виде.

На фигуре 18 представлен один вариант осуществления концевого эффектора инструмента, представленного на фигуре 1, с удаленной частью кассеты со скобами.

На фигуре 19 представлен концевой эффектор, изображенный на фигуре 18, с полностью удаленной кассетой со скобами.

На фигуре 20 представлен один вариант осуществления концевого эффектора, представленного на фигуре 1, закрытого в положении фиксации ткани с неактивированным пусковым стержнем.

На фигуре 21 представлен один вариант осуществления верхней поверхности кассеты со скобами, изображенной на фигуре 16, с пусковым стержнем в неактивированном проксимальном положении.

На фигуре 22 представлен один вариант осуществления концевого эффектора, изображенного на фигуре 1, рядом с шарниром, где показано, что удлиненный канал имеет противоположные наклонные части, которые вместе с упором препятствуют защемлению ткани в концевом эффекторе.

На фигуре 23 представлен один вариант осуществления концевого эффектора, изображенного на фигуре 1, с тканью, расположенной между кассетой со скобами и упором.

На фигурах 24-26 представлен один вариант осуществления концевого эффектора, изображенного на фигуре 1, на различных стадиях активации.

На фигурах 27-29 схематически представлен один вариант осуществления аккумуляторного блока и части инструмента, изображенного на фигуре 1, демонстрирующий присоединение аккумуляторного блока к инструменту и отсоединение от него.

На фигуре 30 представлен график уровня напряжения одного варианта осуществления аккумуляторного блока, изображенного на фигурах 27, 28 и 29, во времени по результатам измерения с момента присоединения к инструменту, изображенному на фигуре 1.

На фигуре 31 представлен один вариант осуществления упрощенной коммутационной схемы аккумуляторного блока одного варианта осуществления, содержащего ключ.

На фигуре 32 представлен один вариант осуществления упрощенной коммутационной схемы аккумуляторного блока одного варианта осуществления, содержащего первый ключ и второй ключ.

На фигурах 33-36 представлены виды в перспективе одного варианта осуществления аккумуляторного блока.

На фигурах 37 и 38 представлены виды в сечении одного варианта осуществления аккумуляторного блока, изображенного на фигурах 33-36, включая ключ, выполненный с возможностью поступательного перемещения.

На фигурах 39-42 представлено множество видов одного варианта осуществления док-станции аккумуляторов.

На фигуре 43 представлен вид в перспективе одного варианта осуществления ключа, выполненного с возможностью поступательного перемещения, изображенного на фигурах 37 и 38.

На фигуре 44 представлен один вариант осуществления аккумуляторного блока, изображенного на фигурах 33-36, присоединенного к док-станции аккумуляторов, причем различные компоненты опущены для наглядности.

На фигурах 45 и 46 представлен один вариант осуществления аккумуляторного блока, причем различные компоненты опущены для наглядности.

На фигурах 48 и 47 представлен один вариант осуществления аккумуляторного блока, причем различные компоненты опущены для наглядности.

На фигуре 49 представлен вид в перспективе одного варианта осуществления аккумуляторного блока с одним аккумуляторным элементом.

На фигурах 50 и 51 представлены виды изнутри аккумуляторного блока, изображенного на фигуре 49, на различных стадиях работы с различными компонентами, которые были опущены для наглядности.

На фигуре 52 представлен один вариант осуществления схемы управления, которая может управлять присоединением аккумуляторного блока или другого блока питания к приводу или другому приводному устройству для срабатывания инструмента, изображенного на фигуре 1.

На фигуре 53 представлен один вариант осуществления схемы управления, изображенной на фигуре 52, с дополнительными переключателями и элементами.

На фигуре 54 представлена блок-схема одного варианта осуществления последовательности работы инструмента, изображенного на фигуре 1, с использованием схемы управления, изображенной на фигуре 53.

На фигуре 55 представлен вид в перспективе одного варианта осуществления печатной платы для реализации схемы управления, изображенной на фигурах 52 или 53, соединенной с аккумуляторным блоком, изображенным на фигуре 36.

На фигуре 56 представлен вид в разрезе одного варианта осуществления инструмента, изображенного на фигуре 1, с переключателем окна аварийного доступа.

На фигуре 57 представлен другой вид в разрезе одного варианта осуществления инструмента, изображенного на фигуре 1, с фиксирующим переключателем.

На фигуре 58 представлен другой вид в разрезе одного варианта осуществления инструмента, изображенного на фигуре 1, с переключателем ограничения хода.

На фигуре 59 представлен другой вид в разрезе одного варианта осуществления инструмента, изображенного на фигуре 1, с переключателем ограничения хода/реверсивным переключателем привода.

ОПИСАНИЕ

Различные варианты осуществления относятся к хирургическим инструментам, имеющим схемы управления для реализации электронной блокировки. Например, схема управления может содержать одно или более запирающих устройств, таких как, например, запирающее реле, транзистор и т.п. Хирургические устройства могут содержать концевой эффектор с первым и вторым элементами бранши, в которых по меньшей мере один из элементов бранши выполнен с возможностью поступательного перемещения (например, шарнирно или иным образом) в направлении другого элемента бранши. Хирургические инструменты также могут иметь пусковой стержень, выполненный с возможностью поступательного перемещения через концевой эффектор при смыкании элементов бранши (например, при перемещении в направлении друг к другу на шарнире). Элементы бранши концевого эффектора можно использовать для прижимания ткани. После фиксации ткани пусковой стержень может воздействовать на ткань. В различных осуществлениях дистальное перемещение пускового стержня может обеспечивать рассечение и/или сшивание ткани. Например, пусковой стержень может перемещать режущую кромку или скальпель для обеспечения рассечения ткани, прижатой между элементами бранши. Например, пусковой стержень также может приводить в действие клин или другой механизм для выталкивания скоб через ткань, зажатую между элементами бранши. В соответствии с различными вариантами осуществления пусковой стержень может выталкиваться за счет приводного устройства, такого как, например, электрический привод, пневматическое или гидравлическое устройство и т.п. Питание приводного устройства может осуществляться за счет источника питания, такого как, например, аккумулятор, и/или путем присоединения к внешнему источнику электропитания, такому как, например, сетевая розетка.

На фигуре 1 представлен один вариант осуществления хирургического сшивающего и рассекающего инструмента 102 с пусковым элементом с электропитанием. Представленный на фигуре вариант осуществления представляет собой эндоскопический инструмент, и в целом варианты осуществления инструмента 102, описанные в настоящем документе, представляют собой хирургические рассекающие и сшивающие инструменты. Однако следует отметить, что в соответствии с другими вариантами осуществления изобретения инструмент может представлять собой неэндоскопический хирургический рассекающий и сшивающий инструмент, такой как, например, инструмент для лапароскопических или открытых хирургических процедур. Инструмент 102 может содержать концевой эффектор 104, который можно использовать для наложения скоб и рассечения ткани в результате контролируемых действий врача, удерживающего инструмент за рукоятку 106. На фигуре 2 представлен один вариант осуществления концевого эффектора 104 инструмента 102. В соответствии с различными вариантами осуществления в инструменте 102 можно использовать трехрогий пусковой механизм или пусковой стержень 108, который может контролировать разведение концевого эффектора 104. Например, первый элемент бранши или удлиненный канал 110 и выполненный с возможностью поступательного перемещения на шарнире второй элемент бранши или упор 112 могут быть зафиксированы на таком расстоянии, которое обеспечивает эффективное сшивание и рассечение.

Инструмент 102 может содержать рукоятку 106 и рабочую часть 114. Рабочая часть 114 может соединяться с рукояткой 106 и может содержать ствол 116, дистально заканчивающийся в концевом эффекторе 104. Рукоятка 106 может содержать пистолетную рукоятку 118. Закрывающий спусковой механизм 120 может быть расположен таким образом, чтобы врач имел возможность шарнирно повернуть закрывающий спусковой механизм 120 в направлении пистолетной рукоятки 118, чтобы обеспечить фиксацию или закрытие упора 112 в направлении удлиненного канала 110 концевого эффектора 104. Пусковой крючок 122 может быть расположен далее за пределами закрывающего спускового механизма 120 и может шарнирно поворачиваться врачом для обеспечения сшивания и рассечения ткани, зажатой в концевом эффекторе 104. Как описано ниже, при сшивании и рассечении ткани, зажатой в концевом эффекторе 104, можно использовать электрический привод.

Предполагается, что термины «проксимальный» и «дистальный» в настоящем документе используются по отношению к врачу, удерживающему рукоятку инструмента. Таким образом, концевой эффектор 104 расположен дистально по отношению к более проксимальной рукоятке 106. Для удобства и большей наглядности по отношению к фигурам в настоящем документе дополнительно предполагается использовать такие пространственные термины, как «вертикальный» и «горизонтальный». Однако хирургические инструменты используются во множестве ориентаций и положений, поэтому данные термины не являются абсолютными и не ограничивают настоящее изобретение.

В процессе использования врач может сначала активировать закрывающий спусковой механизм 120. Например, когда хирурга устраивает положение концевого эффектора 104, он может оттянуть закрывающий спусковой механизм 120 в полностью закрытое, фиксированное положение в непосредственной близости к пистолетной рукоятке 118. Затем врач может активировать пусковой крючок 122, чтобы инициировать рассечение и сшивание с электропитанием ткани, зажатой между упором 112 и удлиненным каналом 110. Например, пусковой стержень 108 может подаваться вперед для рассечения ткани и выталкивания скоб, как описано ниже в настоящем документе. Когда врач перестает прикладывать усилие к пусковому крючку 122, пусковой стержень 108 может вернуться в положение до срабатывания, изображенное на фигуре 2. Для высвобождения закрывающего спускового механизма 120 врач может активировать кнопку высвобождения 124 на рукоятке 106. Затем врач может высвободить закрывающий спусковой механизм, что в свою очередь высвободит упор 112 и удлиненный канал 110, которые расходятся на шарнире, возвращаясь в положение, изображенное на фигуре 2.

На фигуре 1 представлен ствол 116, который может содержать раму 126, заключенную в закрывающую гильзу 128. Пусковой приводной элемент 130 может быть размещен внутри рамы 126 и может проходить от рукоятки 106 до пускового стержня 108. Приводной элемент 130 может быть выполнен в виде единого компонента или может быть изготовлен из множества компонентов. Рама 126 может соединять рукоятку 106 с концевым эффектором 104. Если закрывающая гильза 128 будет проксимально отведена под воздействием закрывающего спускового механизма 120, как показано на фигурах 1 и 2, под воздействием пружины упор 112 может раскрываться, поворачиваясь на шарнире от удлиненного канала 110 и проксимально поступательно перемещаясь вместе с закрывающей гильзой 128.

Удлиненный канал 110 может принимать кассету со скобами 132, которая может срабатывать под воздействием пускового стержня 108 для выталкивания скоб в формирующий контакт с упором 112. Предполагается, что, хотя в настоящем документе преимущественно описана легко сменяемая кассета со скобами 132, в соответствии с различными вариантами осуществления такая кассета со скобами 132 может быть постоянно закреплена или может представлять собой неотъемлемую часть удлиненного канала 110, например, если большая часть концевого эффектора 104 заменяется после каждого пуска.

На фигурах 3 и 4 представлены дополнительные виды одного варианта осуществления пускового стержня 108. Как показано на фигурах 2-4, пусковой стержень 108 может включать три вертикально разнесенных штифта, которые контролируют разведение концевого эффектора 104 во время пуска. Верхний штифт 134 может быть расположен таким образом, чтобы входить в углубление упора 136 рядом с шарниром между упором 112 и удлиненным каналом 110. При срабатывании с закрытым упором 112 верхний штифт 134 может дистально продвигаться вперед в продольном пазе упора 138, проходя дистально через упор 112. В соответствии с различными вариантами осуществления незначительным отклонениям упора 112 вверх может препятствовать направленная вниз сила, передаваемая на упор 112 верхним штифтом 134. Пусковой стержень 108 также может включать нижний штифт или колпачок пускового стержня 140, который может проходить вверх в зацепление с пазом канала 142 в удлиненном канале 110, посредством этого помогая верхнему штифту 134 прижимать упор 112 и удлиненный канал 110 друг к другу, если между ними будет прижато избыточное количество ткани.

Пусковой стержень 108 также может содержать средний штифт 144, который может проходить через паз пускового привода 146, образованный на нижней поверхности кассеты 132 и верхней поверхности удлиненного канала 110. Таким образом, как описано ниже, средний штифт 144 может инициировать выталкивание скоб. При скольжении вдоль удлиненного канала 110 средний штифт 144 может сопротивляться возможному защемлению концевого эффектора 104 в закрытом положении на дистальном конце. Для иллюстрации преимуществ использования среднего штифта 144 на фигуре 5 представлен альтернативный вариант осуществления концевого эффектора 148, имеющего пусковой стержень 150 без среднего штифта. Как показано на фигуре 5, концевой эффектор 148 может защемляться в закрытом состоянии на дистальном конце, что может способствовать искажению необходимой формы скобы.

На фигурах 2-4 представлен пусковой стержень 108, который может содержать дистально расположенную режущую кромку 152 между верхним и средним штифтами 134, 144. При пуске концевого эффектора 104 режущая кромка 152 может проходить через проксимально расположенный вертикальный паз 154 в кассете 132 и рассекать зафиксированную ткань между упором 112 и удлиненным каналом 110. Правильное расположение пускового стержня 108 относительно удлиненного канала 110 и упора 112 может повысить вероятность точного разреза.

Правильное вертикальное разнесение трехрогого пускового стержня 108 может быть подходящим в случае ограниченного размера, допустимого для эндоскопических устройств. Более того, трехрогий пусковой стержень 108 может позволить изготавливать упор 112 с прогибом, который создает вертикальное отклонение на дистальном конце, аналогичное положению, показанному на фигуре 5. Такой упор с прогибом 112 может способствовать созданию необходимого зазора в концевом эффекторе 104 даже при уменьшенной толщине упора 112, что, таким образом, может в большей степени соответствовать ограниченным размерам эндоскопического устройства. Трехрогий пусковой стержень 108 может дополнительно обеспечивать более широкий набор применений, особенно в комбинации с диапазоном конфигураций кассет со скобами. Например, врач может выбрать серую кассету со скобами с зазором между тканями 0,02 мм, белую кассету со скобами с зазором между тканями 0,04 мм, синюю кассету со скобами с зазором между тканями 0,06 мм или зеленую кассету со скобами с зазором между тканями 0,102 мм. Вертикальный размер каждой соответствующей кассеты со скобами в комбинации с длиной скоб и встроенной направляющей клина (более подробно описаны ниже) может задавать такую необходимую толщину ткани при соответствующем вертикальном разнесении упора 112, которое устанавливается трехрогим пусковым стержнем 108.

На фигурах 6-9 представлены различные внутренние компоненты рукоятки 106 одного варианта осуществления хирургического инструмента 102. Например, на фигуре 6 представлен вид сбоку в разрезе одного варианта осуществления хирургического инструмента 102. На фигуре 7 представлен вид с пространственным разделением компонентов одного варианта осуществления хирургического инструмента 102, показывающий часть компонентов. На фигуре 8 представлен вид сбоку в разрезе одного варианта осуществления хирургического инструмента 102 с меньшей глубиной разреза, чем разрез на фигуре 6, для отображения особенностей компонентов, не показанных на виде сбоку в разрезе, представленном на фигуре 6. На фигуре 9 представлен вид изнутри одного варианта осуществления хирургического инструмента 102.

Рукоятка 106, представленная на фигурах 6-9, может содержать первую и вторую основные секции 156 и 158, которые могут быть сформованы из полимерного материала, такого как стеклонаполненный поликарбонат. Внутри первой и второй основных секций 156, 158 могут находиться первая и вторая секции рамы 160, 162. Поворотная ручка 164 может содержать отверстие 166, проходящее через нее, для зацепления и вращения рабочей части 114 вокруг ее продольной оси. Поворотная ручка 164 может включать выдающийся вовнутрь выступ 168, проходящий по меньшей мере вдоль части отверстия 166. Выдающийся выступ 168 входит в продольный паз 170, образованный в проксимальной части закрывающей гильзы 128 таким образом, чтобы вращение поворотной ручки 164 вызывало вращение закрывающей гильзы 128. Предполагается, что выступ 168 может дополнительно проходить через раму 126 и вступать в контакт с частью пускового приводного элемента 130, чтобы также воздействовать на его вращение. Таким образом, концевой эффектор 104 может поворачиваться вместе с поворотной ручкой 164.

Проксимальный конец 172 рамы 126 может проксимально проходить через поворотную ручку 164 и может иметь круговую прорезь 174, которая входит в зацепление с противоположными фиксирующими элементами канала 176, проходящими от секций рамы 160 и 162 соответственно. Фиксирующие элементы канала 176, проходящие от секций рамы 160, 162, могут служить для фиксации рамы 126 к рукоятке 106 таким образом, чтобы рама 126 не перемещалась продольно относительно рукоятки 106.

Закрывающий спусковой механизм 120 может содержать рукоятку 178, секцию рычага 180 и промежуточную секцию 182. Через промежуточную секцию 182 может проходить отверстие 184. Цилиндрический опорный элемент 186 может проходить через отверстие 184 для шарнирной установки закрывающего спускового механизма 120 на рукоятке 106 (например, на секциях рамы 160, 162). Второй цилиндрический опорный элемент 188 может проходить через отверстие 190 пускового крючка 122 для шарнирной установки пускового крючка 122 на рукоятке 106.

Закрывающая направляющая траверса 192 может располагаться в рукоятке 106 для обеспечения возвратно-поступательного перемещения в элементе и служит для передачи момента перемещения от закрывающего спускового механизма 120 на закрывающую гильзу 128. Закрывающая направляющая траверса 192 может быть соединена с рукояткой 106 через соответствующие части рамы 160, 162. Проксимальный конец 194 закрывающей гильзы 128 имеет фланец 196, который защелкивается при введении в принимающую выемку 198, образованную на направляющей траверсе 192. Дистальный конец принимающей траверсы 192 может быть соединен со вспомогательной направляющей траверсой 200 через смещающий элемент, такой как пружина 202. Проксимальный конец направляющей траверсы 192 может образовывать отверстие 204, в которое входит тяга 206. Проксимальный конец тяги 206 может быть связан с закрывающим спусковым механизмом 120. Например, тяга 206 может содержать отверстие для штифта 188. При этом, когда врач проксимально перемещает ручку 178 закрывающего спускового механизма 120 в направлении пистолетной рукоятки 118, тяга 206 может проталкиваться дистально, вызывая соответствующее дистальное перемещение вспомогательной направляющей траверсы 200, которое приводит к сжатию пружины 202, проксимально смещающей направляющую траверсу и в свою очередь дистально подающей направляющую траверсу 192 и закрывающую гильзу 128. Дистальное перемещение закрывающей гильзы 128 может вызывать поворотное поступательное перемещение упора 112 дистально в сторону удлиненного канала 110 концевого эффектора 104, и проксимальное перемещение обеспечивает смыкание, как описано ниже.

Когда закрывающий спусковой механизм 120 подается в направлении пистолетной рукоятки 118, часть рычага 180 спускового механизма 120 может поступательно перемещаться дистально. Если закрывающий спусковой механизм 120 будет полностью прижат к пистолетной рукоятке 118, переключатель зажима 124 может поворачиваться на шарнире вокруг штифта зажима 208 для фиксации закрывающего спускового механизма 120 в прижатом положении. Например, переключатель зажима 124 может смещаться под воздействием пружины (не показана) для вращения на шарнире вокруг штифта 208. Врач может разблокировать закрывающий спусковой механизм 120, например, активировав переключатель зажима 124, приводя к его повороту на шарнире вокруг штифта зажима 208 (по часовой стрелке, как показано на фигурах 6 и 8). При этом становится возможным возврат закрывающего спускового механизма 120 в открытое положение, что вызывает проксимальное перемещение закрывающей гильзы и поворот на шарнире упора 112 в проксимальном направлении и от удлиненного канала 110 концевого эффектора 104, как описано ниже.

По мере перемещения закрывающего спускового механизма 120 в сторону пистолетной рукоятки 118 его промежуточная секция 182 может продвигаться проксимально, заставляя пусковой крючок 122 также перемещаться проксимально в положение срабатывания. В положении срабатывания пусковой крючок 122 может быть размещен под углом приблизительно 45° к пистолетной рукоятке 118. Для срабатывания инструмента 102 врач сначала может отключить предохранитель пускового крючка 210. Например, предохранитель 210 может быть шарнирно соединен с закрывающим спусковым механизмом 120 вокруг штифта 212. Дистальная часть предохранителя 210 может входить в полость 214 пускового крючка 122, препятствуя активации пускового крючка 122. Врач может отключить предохранитель 210, извлекая его из полости 214 и проксимально поворачивая на шарнире предохранитель 210. При этом у врача появляется возможность активировать пусковой крючок 122.

Пусковой крючок 122 можно перевести в положение «выключен» с помощью смещающего элемента, такого как пружина 216 (фигура 9). При активации (например, в противовес воздействию пружины 216) пусковой крючок 122 может поворачиваться по часовой стрелке, как показано на фигуре 9. Контакторная часть 218 спускового механизма может активировать переключатель спускового механизма 220, например, с помощью привода 221, что может инициировать пуск инструмента 102. Активация переключателя спускового механизма 220 может активировать привод 222. Привод 222 может быть соединен с редуктором 224, содержащим корпус 226 и блок передаточного механизма 228. Редуктор 224 может замедлять работу привода 222. В одном варианте осуществления привод 222 может вращаться со скоростью 106000 об/мин, тогда как редуктор 224 может обеспечивать соотношение 509:1.

Выход из редуктора 224 может быть связан с промежуточным передаточным механизмом 230. Промежуточный передаточный механизм 230 может находиться в механическом соединении с приводным механизмом 232. Приводной механизм 232 может быть выполнен с возможностью вращения вокруг приводного стержня 234. Смещающий элемент, такой как пружина 236, может смещать приводной механизм 232 и/или приводной стержень 234 таким образом, чтобы обеспечить механическое соединение приводного механизма 232 с зубчатой поверхностью 240 рейки 238. Рейка 238 может быть связана с пусковым приводным элементом 130, который в конечном счете может находиться в механическом соединении с пусковым стержнем 108. Соответственно, вращение привода 222 может вызывать вращение редуктора 224, что приводит к вращению промежуточного передаточного механизма 230 и приводного механизма 232. Вращение приводного механизма 232 может вызывать дистальное или проксимальное перемещение рейки 238, приводного элемента 130 и толкающей штанги 108. Дистальное и проксимальное перемещение толкающей штанги 108 может вызывать срабатывание инструмента 102, например, как описано ниже в настоящем документе.

Рейка 238 может дистально перемещаться при срабатывании инструмента. Верхняя зубчатая поверхность 242 рейки 238 может быть соединена с зажимом 244, что приводит к дистальному перемещению зажима 244 вокруг шарнирного штифта 246. В дистальном положении зажим 244 может контактировать с фиксирующим переключателем 124, препятствуя его расцеплению, как описано выше. При этом обеспечивается механическая блокировка, которая не позволяет врачу высвобождать фиксирующий переключатель 124, пока инструмент 102 находится в активированном положении (например, толкающая штанга 108 проходит дистально).

В соответствии с различными вариантами осуществления хирургический инструмент 102 может содержать механизмы, позволяющие врачу отключать привод 222 и вручную расцеплять пусковой стержень 108. Например, инструмент 102 может содержать окно аварийного доступа 248. Как описано ниже, окно доступа 248 может быть соединено с переключателем таким образом, чтобы электропитание привода 222 могло отключаться, когда врач открывает окно доступа 248. Под окном доступа 248 устройство 102 может содержать ручной втягивающий рычаг 250. Втягивающий рычаг 250 может быть выполнен с возможностью поворота вокруг шарнирного штифта 252. Запорный кулачок 254 также может быть выполнен с возможностью поворота вокруг штифта 252. После того как врач открыл и/или снял окно доступа 248, у него появляется возможность потянуть на себя втягивающий рычаг 250. При этом рычаг 250 может поворачиваться вокруг штифта 252 (по часовой стрелке, как показано на фигуре 9, и против часовой стрелки, как показано на фигуре 6). Сначала запорный кулачок 254 может поворачиваться вместе с втягивающим рычагом 250. По мере вращения запорного кулачка 254 запорный рычаг 256 кулачка 254 может контактировать с верхней поверхностью 258 приводного механизма 232, противодействуя смещению пружины 236 и сдвигая приводной механизм 232 вниз, расцепляя его с зубчатой поверхностью 240 рейки 238. При этом может происходить расцепление привода 222 и рейки 238, приводного элемента 130 и толкающей штанги 108. Когда запорный кулачок 254 поворачивается на заданном уровне, запорный рычаг 256 может фиксироваться на приводном механизме 232, препятствуя обратному вращению запорного кулачка 254.

На фигурах 10-15 представлена дополнительная информация по работе запорного кулачка 254. На фигуре 10 представлен частичный вид в сечении одного варианта осуществления хирургического инструмента 102 с удалением различных компонентов для более наглядного представления принципа действия втягивающего рычага 250. На фигуре 10 представлен вид в сечении рейки 238. На фигурах 11 и 12 представлен один вариант осуществления запорного кулачка 254 в различных состояниях во время работы. Запорный кулачок 254 может содержать часть корпуса 260. Запорный кулачок 256 может поворачиваться или иным образом разгибаться относительно части корпуса 260 вокруг шарнирной части 262. Шарнирная часть 262 может содержать, например, гибкий шарнир. В одном варианте осуществления часть корпуса 260 и запорный рычаг 256 могут представлять собой единое целое и могут быть образованы из одного фрагмента материала. Запорный кулачок 254 может образовывать пространство 264, которое позволяет запорному рычагу 256 поворачиваться на шарнире в сторону части корпуса 260. Запорный рычаг 256 может иметь зубец 266, который принимает прорезь 268 в части корпуса 260. На соответствующих внешних периферийных зонах часть корпуса 260 может иметь первую контактирующую поверхность 270, а запорный рычаг 256 может иметь вторую контактирующую поверхность 272. В закрытом положении (фигура 11) первая контактирующая поверхность 270 по существу может быть совмещена со второй контактирующей поверхностью 272 таким образом, чтобы внешняя периферийная зона запорного кулачка 254 имела по существу непрерывную криволинейную поверхность. В открытом положении (фигура 12) запорный рычаг 256 поворачивается на шарнире в сторону от части корпуса 260 для увеличения пространства 264. Зазор 258 образуется между первой контактирующей поверхностью 270 и второй контактирующей поверхностью 272.

На фигурах 10, 11 и 12 при вращении рычага 250 в направлении, указанном стрелкой 274, запорный кулачок 254 поворачивается, и вторая внешняя поверхность 272 запорного рычага 256 первой контактирует с верхней поверхностью 258 промежуточного передаточного механизма 230. В результате такого контакта запорный рычаг 256 может поворачиваться на шарнире в сторону части корпуса 260 для образования по существу непрерывной периферической зоны. Когда запорный кулачок 254 продолжает вращаться, вторая контактирующая поверхность 272, а затем и первая контактирующая поверхность 270 прикладывают силу к промежуточному передаточному механизму 230 для преодоления смещающего усилия, приложенного пружиной 236. Таким образом, промежуточный передаточный механизм 230 проталкивается в направлении, указанном стрелкой 275, аналогично рычагу 250, который вращается в направлении, указанном стрелкой 274. Перемещение промежуточного передаточного механизма 230 может приводить к его отсоединению от зубчатой поверхности 240 рейки 260, что создает возможность для свободного перемещения рейки 260. После того как запорный рычаг 256 выходит из зацепления с верхней поверхностью 258 промежуточного передаточного механизма 230, он может поворачиваться на шарнире в открытое положение (фиг. 12), фиксируя на месте запорный кулачок 254. После открытого положения запорный кулачок 254 может препятствовать вращению в направлении, указанном стрелкой 276 (фигура 10), из-за сцепления запорного рычага 256 с промежуточным передаточным механизмом 230.

На фигурах 13-15 представлены различные варианты осуществления запорного кулачка 254 и промежуточного передаточного механизма 230 на трех стадиях работы. Различные компоненты были удалены и/или упрощены для наглядности. Как показано на фигурах, запорный кулачок 254 может быть изготовлен из цельного фрагмента материала. Запорный кулачок 254 содержит запорный рычаг 256, который выполнен с возможностью поворота на шарнире относительно части корпуса 260. На фигуре 13 представлен один вариант осуществления запорного кулачка 254 в расцепленном положении. В этом положении дистальная часть 278 запорного рычага 256 отделена от части корпуса 260. Как показано на фигуре 14, когда запорный кулачок 254 поворачивается в направлении, указанном стрелкой 274, запорный рычаг 256 поворачивается к части корпуса 260 для образования по существу непрерывного периферического перекрытия запорного рычага 256 и части корпуса 260. После того как запорный кулачок 254 входит в контакт с верхней поверхностью 258 промежуточного передаточного механизма 230, передаточный механизм 230 может перемещаться в направлении, указанном стрелкой 280. Пока запорный кулачок 254 продолжает вращаться в направлении, указанном стрелкой 274, в конечном счете запорный рычаг 256 проходит над приводным стержнем 234. Как показано на фигуре 15, когда дистальная часть 278 запорного рычага 256 отделяется от части корпуса 260, она входит в зацепление с зубцами промежуточного передаточного механизма 230 для закрепления запорного кулачка 254 в сцепленном положении. Соответственно, в различных вариантах осуществления, если запорный кулачок 254 может быть изготовлен из цельного куска материала, он может функционировать в виде двух частей (например, кулачка и блокирующего механизма).

На фигуре 6 представлен втягивающий рычаг 250, который также может содержать рычаг храпового механизма 282, выполненный с возможностью поворота вокруг штифта храпового механизма 284. При поднятии втягивающего рычага 250 зубчатая часть 286 рычага храпового механизма 282 может контак