Роботизированный ультразвуковой хирургический инструмент с шарнирным концевым эффектором

Роботизированный ультразвуковой хирургический инструмент с шарнирным концевым эффектором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Разнообразные хирургические инструменты включают концевой эффектор, имеющий режущий элемент, который вибрирует на ультразвуковых частотах для рассечения и/или запечатывания ткани (например, путем денатурации белков в клетках тканей). Эти инструменты включают пьезоэлектрические элементы, преобразующие электрическую энергию в ультразвуковые вибрации, которые передаются по акустическому волноводу на режущий элемент. Примеры таких ультразвуковых хирургических инструментов включают ультразвуковые ножницы HARMONIC ACE®, ультразвуковые ножницы HARMONIC WAVE®, ультразвуковые ножницы HARMONIC FOCUS® и ультразвуковые лезвия HARMONIC SYNERGY®, все производства компании Ethicon Endo-Surgery, Inc., г. Цинциннати, штат Огайо, США. Другие примеры таких устройств и связанные с ними понятия описаны в патенте США № 5,322,055, озаглавленном «Зажимная коагулирующая/разрезающая система для ультразвуковых хирургических инструментов», выпущенном 21 июня 1994 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патент США № 5,873,873, озаглавленный «Ультразвуковое зажимное коагулирующее устройство, имеющее улучшенный зажимной механизм», выпущенный 23 февраля 1999 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патент США № 5,980,510, озаглавленный «Ультразвуковой зажимной коагулирующий аппарат с улучшенным креплением зажимного рычага», поданный 10 октября 1997 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патент США № 6,325,811, озаглавленный «Лезвия с функциональными асимметриями баланса для применения с ультразвуковыми хирургическими инструментами», выпущенный 4 декабря 2001 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патент США № 6,783,524, озаглавленный «Роботизированный хирургический инструмент с ультразвуковым инструментом для каутеризации и рассечения», выпущенный 31 августа 2004 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; публикацию США № 2006/0079874, озаглавленную «Тканевая пластина для применения с ультразвуковым хирургическим инструментом», опубликованную 13 апреля 2006 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикацию США № 2007/0191713, озаглавленную «Ультразвуковое устройство для рассечения и коагуляции», опубликованную 16 августа 2007 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикацию США № 2007/0282333, озаглавленную «Ультразвуковой волновод и лезвие», опубликованную 6 декабря 2007 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикацию США № 2008/0200940, озаглавленную «Ультразвуковое устройство для рассечения и коагуляции», опубликованную 21 августа 2008 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикацию США № 2010/0069940, озаглавленную «Ультразвуковое устройство с управлением за счет прикосновения», опубликованную 18 марта 2010 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; и публикацию США № 2011/0015660, озаглавленную «Вращающееся крепление преобразователя для ультразвуковых хирургических инструментов», опубликованную 20 января 2011 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; заявку на патент США № 13/538,588, поданную 29 июня 2012 года, озаглавленную «Хирургические инструменты с шарнирными ручками», описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; и заявку на патент США № 13/657,553, поданную 22 октября 2012 года, озаглавленную «Гибкие гармонические волноводы/лезвия для хирургических инструментов», описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. Кроме того, некоторые из вышеуказанных хирургических инструментов могут оснащаться беспроводным преобразователем, описание которого приведено в заявке на патент США № 61/410,603, поданной 5 ноября 2010 года, озаглавленной «Хирургические инструменты на основе использования энергии», описание которой включено в настоящий документ путем ссылки.

Кроме того, различные хирургические инструменты включают в себя стволы с шарнирной секцией и обладают расширенными возможностями для позиционирования рабочего концевого эффектора, расположенного на противоположном конце от шарнирной части. Примеры таких устройств включают в себя различные модели эндоскопических режущих инструментов ENDOPATH® от производителя Ethicon Endo-Surgery, Inc, Цинциннати, штат Огайо. Другие примеры таких устройств и связанные с ними понятия описаны в патенте США № 7,380,696, озаглавленном «Шарнирный хирургический сшивающий инструмент со встроенным двухкомпонентным спусковым механизмом с трехрогим элементом», выпущенном 3 июня 2008 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,404,508, озаглавленном «Хирургическое режуще-сшивающее устройство», выпущенном 29 июля 2008 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,455,208, озаглавленном «Хирургический инструмент с шарнирным стволом с жесткими опорами стержня спускового механизма», выпущенном 25 ноября 2008 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,506,790, озаглавленном «Хирургический инструмент с шарнирным механизмом на электрическом приводе», выпущенном 24 марта 2009 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,549,564, озаглавленном «Хирургический сшивающий аппарат с шарнирным концевым эффектором», выпущенном 23 июня 2009 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,559,450, озаглавленном «Хирургический инструмент с гидравлически управляемым шарнирным механизмом», выпущенном 14 июля 2009 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,654,431, озаглавленном «Хирургический инструмент продольно контролируемым подвижным шарнирным элементом», выпущенном 2 февраля 2010 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,780,054, озаглавленном «Хирургический инструмент с продольно перемещаемым приводом ствола, связанным с шарнирным сочленением», выпущенном 24 августа 2010 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,784,662, озаглавленном «Хирургический инструмент с шарнирным стволом с затвором с одним стержнем и заземлением корпуса с двумя стержнями», выпущенном 31 августа 2010 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; и патенте США № 7,798,386, озаглавленном «Крышка шарнирного сочленения хирургического инструмента», выпущенном 21 сентября 2010 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки.

Некоторые хирургические системы обеспечивают роботизированное управление хирургическими инструментами. С помощью минимально инвазивных методов роботизированной хирургии хирургические операции можно выполнять через небольшие разрезы в теле пациента. Роботизированные хирургические системы могут использоваться с различными типами хирургических инструментов, в том числе хирургическими сшивающими инструментами, ультразвуковыми инструментами, электрохирургическими инструментами и/или различными другими типами инструментов, подробное описание которых будет приведено ниже. Примером роботизированной хирургической системы является система DAVINCI™ производства компании Intuitive Surgical, Inc., г. Саннивейл, Калифорния, США. В качестве дополнительного примера, описание одного или нескольких аспектов роботизированных хирургических систем приведено в следующих документах: патенте США № 5,792,135, озаглавленном «Шарнирно повернутый хирургический инструмент для выполнения минимально инвазивных операций с улучшенными функциональными возможностями и чувствительностью», выпущенном 11 августа 1998 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 5,817,084, озаглавленном «Устройство удаленного центрального расположения с гибким приводом», выпущенном 6 октября 1998 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 5,878,193, озаглавленном «Автоматическая эндоскопическая система для оптимального расположения», выпущенном 2 марта 1999 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 6,231,565, озаглавленном «Одноразовые загрузочные элементы (disposable loading unit, DLU) роботизированного рычага для выполнения хирургических задач», выпущенном 15 мая 2001 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 6,783,524, озаглавленном «Роботизированный хирургический инструмент с ультразвуковым инструментом для каутеризации и рассечения», выпущенном 31 августа 2004 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 6,364,888, озаглавленном «Выравнивание ведущего и подчиненного механизмов в минимально инвазивном хирургическом устройстве», выпущенном 2 апреля 2002 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,524,320, озаглавленном «Система интерфейса механического исполнительного механизма для роботизированных хирургических инструментов», выпущенном 28 апреля 2009 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,691,098, озаглавленном «Манжетный механизм для связи с основной системой прибора», выпущенном 6 апреля 2010 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,806,891, озаглавленном «Изменение положения и переориентировка отношения ведущего/подчиненного механизмов при минимально инвазивной дистанционной хирургии», выпущенном 5 октября 2010 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; и патенте США № 7,824,401, озаглавленном «Хирургический инструмент с однополюсными электрохирургическими концевыми эффекторами», выпущенном 2 ноября 2010 года, описание которого включено в настоящий документ путем ссылки.

Дополнительные примеры инструментов, которые могут быть включены в состав роботизированной хирургической системы, описаны в публикации США № 2013/0012957, озаглавленной «Автоматическая система перезаряжения компонентов концевого эффектора», опубликованной 10 января 2013 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0199630, озаглавленной «Роботизированный хирургический инструмент с возможностью форсированной обратной связи», опубликованной 9 августа 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0132450, озаглавленной «Смещаемый стыковочный элемент выталкивателя для роботизировано контролируемого хирургического инструмента», выпущенной 31 мая 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0199633, озаглавленной «Хирургические сшивающие инструменты с конструкциями с кулачковым приводом для размещения скоб», выпущенной 9 августа 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0199631, озаглавленной «Роботизированная хирургическая система концевого эффектора с электроприводом», выпущенной 9 августа 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0199632, озаглавленной «Роботизированный хирургический инструмент с избирательно шарнирно поворачиваемым концевым эффектором», опубликованной 9 августа 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0203247, озаглавленной «Роботизированная хирургическая система концевого эффектора», выпущенной 9 августа 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0211546, озаглавленной «Стыковочный элемент выталкивателя для функционального соединения управляемого хирургического инструмента с автоматическим устройством», выпущенной 23 августа 2012 г.; публикации США № 2012/0138660, озаглавленной «Кабельные роботизированные хирургические концевые эффекторы», выпущенной 7 июня 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0205421, озаглавленной «Роботизированная хирургическая система концевого эффектора с поворотно активируемыми закрывающими системами», выпущенной 16 августа 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; заявке на патент США № 13/443 101, озаглавленном «Управляющий интерфейс для лапароскопического сшивающего аппарата», поданной 10 апреля 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; и предварительной заявке на патент США № 61/597,603, озаглавленной «Роботизированные хирургические инструменты», поданной 10 февраля 2012 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки.

Несмотря на то, что некоторые хирургические инструменты и системы изготавливаются и применяются, считается, что никто до авторов изобретения не создавал или не применял настоящее изобретение, описанное в приложенных пунктах формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Хотя описание завершается формулой изобретения, которая конкретно указывает и четко описывает эту технологию, считается, что данная технология будет более понятна из следующего описания некоторых примеров в сочетании с приложенными рисунками, на которых похожие числовые обозначения идентифицируют одинаковые элементы, причем:

на ФИГ. 1 показана блок-схема примера роботизированной хирургической системы;

на ФИГ. 2 показан вид в перспективе примера контроллера системы, изображенной на ФИГ. 1;

на ФИГ. 3 показан вид в перспективе примера роботизированного штатива системы, изображенной на ФИГ. 1;

на ФИГ. 4 показан вид в перспективе примера хирургического инструмента, подходящего включения в состав системы, изображенной на ФИГ. 1;

на ФИГ. 5 показан вид в перспективе нижней стороны основания в сборе инструмента, изображенного на ФИГ. 4;

на ФИГ. 6 показан вид в перспективе концевого эффектора и шарнирной части ствола инструмента, изображенного на ФИГ. 4;

на ФИГ. 7 показан в разобранном виде концевой эффектор и шарнирная часть, изображенные на ФИГ.. 6;

на ФИГ. 8 показан вид сбоку в поперечном сечении концевого эффектора и шарнирной части, изображенных на ФИГ.. 6;

на ФИГ. 9 показан вид в перспективе концевого эффектора и шарнирной части, изображенных на ФИГ.. 6, без кожуха и зажимной пластины;

на ФИГ. 10 показано поперечное сечение концевого эффектора и шарнирной части, изображенных на ФИГ. 6, выполненное по линии 10-10 на ФИГ. 8;

на ФИГ. 11 показано поперечное сечение концевого эффектора и шарнирной части, изображенных на ФИГ. 6, выполненное по линии 11-11 на ФИГ. 8;

на ФИГ. 12 показан вид в перспективе проксимального конца ствола инструмента, изображенного на ФИГ. 4;

на ФИГ. 13 показан в разобранном виде проксимальный конец ствола инструмента, изображенного на ФИГ. 4;

на ФИГ. 14 показан вид в перспективе проксимального конца инструмента, изображенного на ФИГ.4, без кожуха;

на ФИГ. 15 показан вид сверху проксимального конца инструмента, изображенного на ФИГ.4, без кожуха;

на ФИГ. 16 показан в разобранном виде проксимальный конец инструмента, изображенного на ФИГ.4, без кожуха;

На ФИГ. 17 показан вид сбоку в поперечном сечении проксимальной части проксимального конца инструмента, изображенного на ФИГ. 4, выполненный по линии 17-17 на ФИГ. 15;

На ФИГ. 18 показан вид сбоку в поперечном сечении дистальной части проксимального конца инструмента, изображенного на ФИГ. 4, выполненный по линии 18-18 на ФИГ. 15;

Предполагается, что фигуры ни в какой степени не являются ограничительными, и считается, что различные варианты осуществления технологии можно реализовать множеством других способов, включая те, которые не обязательно показаны на рисунках. Приложенные фигуры составляют часть описания и включены в него, показывая несколько аспектов настоящей технологии, и вместе с описанием служат для пояснения принципов технологии. Однако следует понимать, что данная технология не ограничена точными показанными конфигурациями.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следующее описание некоторых примеров технологии не следует использовать для ограничения объема настоящего изобретения. Другие примеры, элементы, аспекты, варианты осуществления и преимущества технологии станут понятны специалистам в данной области из следующего описания, в котором для целей иллюстрации предложен один из лучших способов реализации технологии. После реализации технология, описанная в настоящем документе, может иметь другие разные и очевидные аспекты, все из которых не выходят за рамки технологии. Соответственно, рисунки и описания следует рассматривать как по сути иллюстративные и не ограничивающие.

Дополнительно следует понимать, что любая одна или более из идей, выражений, вариантов осуществления, примеров и т.д., описанных в настоящем документе, могут быть скомбинированы с одной или более из других идей, выражений, вариантов осуществления, примеров и т.д., описанных в настоящем документе. Таким образом, описанные ниже идеи, выражения, варианты осуществления, примеры и т.д. не следует рассматривать в отдельности друг от друга. Различные подходящие способы, в которых можно скомбинировать идеи, представленные в настоящем документе, будут очевидны обычным специалистам в данной области в свете идей, представленных в настоящем документе. Предполагается, что такие модификации и варианты включены в объем формулы изобретения.

Для ясности описания, термины «проксимальный» и «дистальный» определены в настоящем документе относительно роботизированного хирургического привода, состоящего из проксимального корпуса, имеющего интерфейс, который механически и электрически соединяется с хирургическим инструментом, оснащенным дистальным хирургическим концевым эффектором. Термин «проксимальный» относится к положению элемента ближе к корпусу роботизированного хирургического привода, а термин «дистальный» относится к положению элемента ближе к хирургическому концевому эффектору хирургического инструмента и дальше в сторону от корпуса.

I. Обзор примера роботизированной хирургической системы

На ФИГ. 1 показан пример роботизированной хирургической системы (10). Система (10) состоит, как минимум, из одного контроллера (14) и, как минимум, одного штатива (18). Штатив (18) механически и/или электрически соединен с одним или несколькими роботизированными манипуляторами или рычагами (20). Каждый роботизированный рычаг (20) состоит из одного или нескольких хирургических инструментов (22), предназначенных для выполнения различных хирургических задач на пациенте (24). Управление штативом (18), включая рычагами (20) и инструментами (22) может осуществляться врачом (12) с помощью контроллера (14). В некоторых примерах второй врач (12’) также может управлять штативом (18) с помощью второго контроллера (14’) одновременно с первым врачом (12'). Например, каждый врач (12, 12') может управлять различными рычагами (20) штатива или, в некоторых случаях, полное управление штативом (18) может переключаться на одного из врачей (12, 12'). В некоторых примерах на пациенте (24) могут применяться дополнительные штативы (не показано). Эти дополнительные штативы могут управляться с помощью одного или нескольких контроллеров (14, 14').

Штатив(ы) (18) и контроллеры (14, 14') могут быть связаны друг с другом по каналу связи (16), который может быть реализован с помощью любого подходящего типа проводного и/или беспроводного интерфейса связи, по которому передается любой подходящий тип сигнала (например, электрический, оптический, инфракрасный и т.д.) с помощью любого подходящего протокола связи. Канал связи (16) может быть фактическим физическим каналом или логическим каналом, который использует один или несколько фактических физических каналов. Если в качестве канала связи используется логический канал, в качестве физического канала может использовать, канал передачи данных, канал восходящей связи, канал нисходящей связи, волоконно-оптический канал или двухточечное соединение, например, которое используется при построении компьютерной сети для соединения сетевых узлов.

на ФИГ. 2 показан пример контроллера (30), который может использоваться в качестве контроллера (14) системы (10). В этом примере контроллер (30) обычно включает узел пользовательского ввода (32), имеющий элементы прецизионного пользовательского ввода (не показано), которые управляются хирургом и манипулируются в пространстве, пока хирург просматривает хирургическую процедуру на стереоскопическом дисплее (34). Эти элементы узла пользовательского ввода (32) могут включать ручные устройства ввода, которые перемещаются с различными степенями свободы; и которые включают рукоятку с приводом для инструментов с интуитивным управлением (например, для закрытия пилы с захватом, подачи электрического потенциала на электрод и т.д.). Контроллер (30) в настоящем примере также включает набор ножных переключателей (38), обеспечивающих дополнительное управление рычагами (20) и инструментами (22) для хирурга. Дисплей (34) может показывать изображения с одного или нескольких эндоскопов, направленных на операционное поле в теле пациента, и/или другие соответствующие изображения. Кроме того, дисплей (34) может использоваться для просмотра хирургом данных измерителя воздействия (36) и визуального отображения величины усилия, прилагаемого к компоненту инструмента (22) (например, режущему элементу, зажимному элементу и т.д.). Другие наборы датчиков могут использоваться для сигнализации контроллеру (30) наличия кассеты со скобками в концевом эффекторе инструмента (22), перемещения упора инструмента (22) в закрытое положение перед выпуском и/ли других рабочих состояний инструмента (22).

На ФИГ. 3 показан пример роботизированного штатива (40), который может использоваться в качестве штатива (18) системы (10). В этом примере штатив (40) позволяет управлять множеством хирургических инструментов (50). Хотя в этом примере показаны три инструмента (50), на штатив (40) могут устанавливаться любое подходящее количество хирургических инструментов (50). Каждый из хирургических инструментов (50) поддерживается рядом рычажных механизмов, шарнирно поворачиваемых вручную (по существу их называют настраиваемыми соединениями (44)), и роботизированным манипулятором (46). Данные структуры в настоящем документе показаны с защитными чехлами, направленными на большую часть роботизированного рычажного механизма. Эти защитные чехлы могут носить факультативный характер, а также могут быть ограничены в размерах или полностью устранены в некоторых вариантах исполнения для минимизации инерции, с которой сталкиваются элементы сервоприводов, используемые для манипулирования такими устройствами, для ограничения объема движущихся компонентов, чтобы избежать столкновения, и для ограничения общего веса штатива (40).

Каждый роботизированный манипулятор (46) подключается к поворотной, вращающейся инструментальной платформе (70), которая перемещается с помощью манипулятора (46). Каждая платформа состоит из инструментальной панели (72) которая движется вдоль пары направляющих (74) для позиционирования инструмента (50). В этом примере перемещение осуществляется с помощью электропривода. Каждая инструментальная панель (72) состоит из механического и электрического интерфейсов, используемых для подключения к узлу взаимодействия (52) инструмента (50). Только в качестве примера, панель (72) может состоять из четырех поворотных выходов, которые подключаются к сопряженным поворотным входам интерфейсного блока (52). Такие элементы поворотного привода могут использоваться для управления различными операциями инструмента (50), как описано в различных ссылках, приведенных в настоящем документе, и/или как подробно описано ниже. Электрические интерфейсы могут использоваться для установления связи через физический контакт, индукционную муфту и/или иным способом; и могут обеспечивать подачу электропитания для управления одним или несколькими элементами инструмента (50), передачу команд и/или данных на инструмент (50) и/или передачу команд и/или данных с инструмента (50). Различные подходящие способы, с помощью которых инструментальная панель (72) может механически и электрически подключаться к узлу взаимодействия (52) инструмента (50), будут очевидны обычным специалистам в данной области в свете идей, представленных в настоящем документе. Также следует понимать, что инструмент (50) может иметь один или несколько кабелей, которые подключаются к отдельному источнику питания и/или блоку управления и обеспечивают передачу электропитания и/или команд/данных на инструмент (50) и от него.

Штатив (40) в настоящем примере также состоит из основания (48), которое перемещается (например, одним оператором) в установки штатива (40) в выбранное положение относительно пациента. Штатив (40), как правило, может иметь размеры, подходящие для его транспортировки между операционными. Штатив (40) может быть выполнен с возможностью прохода через стандартные двери операционной в стандартные лифты больниц. В некоторых вариантах исполнения автоматизированная система перезарядки инструментов (не показана) также может устанавливаться в рабочей зоне (60) штатива (40) или рядом с ней, для выборочной перезарядки компонентов (например, кассет со скобками и т.д.) инструментов (50).

В дополнение к вышеупомянутому следует понимать, что один или несколько аспектов системы (10) могут быть разработаны в соответствии с, по меньшей мере, некоторыми из идей, представленными в патенте США № 5,792,135; патенте США № 5,817,084; патенте США № 5,878,193; патенте США № 6,231,565; патенте США № 6,783,524; патенте США № 6,364,888; патенте США № 7,524,320; патенте США № 7,691,098; патенте США № 7,806,891; патенте США № 7,824,401; и/или публикации США № 2013/0012957. Описание каждого из указанных выше патентов США и публикаций патентов США включено в настоящий документ путем ссылки. Другие подходящие элементы и функциональности, которые могут быть включены в систему (10), будут очевидны обычным специалистам в данной области в свете идей, представленных в настоящем документе.

II Пример ультразвукового хирургического инструмента с шарнирным элементом

На ФИГ. 4-18 показан пример ультразвукового хирургического инструмента (100) который может использоваться, по меньшей мере, в качестве одного инструмента (50) в системе (10). По меньшей мере, часть инструмента (100) может быть создана и функционировать, по меньшей мере, с некоторыми идеями, представленными в патенте США № 5,322,055; патенте США № 5,873,873; патенте США № 5,980,510; патенте США № 6,325,811; патенте США № 6,783,524; публикации США № 2006/0079874; публикации США № 2007/0191713; публикации США № 2007/0282333; публикации США № 2008/0200940; публикации США № 2010/0069940; публикации США № 2011/0015660; заявке на патент США № 13/538,588; заявке на патент США № 13/657,553; и/или заявке на патент США 61/410,603. Описания каждого из вышеуказанных патентов, публикаций и заявок включены в настоящий документ путем ссылки. Как описано в указанных документах и как будет подробнее описано ниже, инструмент (100) выполнен с возможностью практически одновременно резать и скреплять ткань (например, кровеносный сосуд и т. д.). Иными словами, инструмент (100) работает аналогично сшивающему аппарату типа эндоскопического резца, за исключением того, что инструмент (100) обеспечивает сварку тканей путем применения ультразвуковой энергии колебаний вместо линий скобок для соединения тканей. Эта же ультразвуковая энергия колебаний также разделяет ткани аналогично их рассечению с помощью перемещающегося элемента хирургического ножа. Также следует понимать, что у инструмента (100) могут иметься различные признаки структурного и функционального сходства с ультразвуковыми ножницами HARMONIC ACE®, ультразвуковыми ножницами HARMONIC WAVE®, ультразвуковыми ножницами HARMONIC FOCUS® и/или ультразвуковыми лезвиями HARMONIC SYNERGY®. Более того, у инструмента (100) могут иметься различные структурные и функциональные сходства с устройствами, описанными в любом из других документов, процитированных и включенных в настоящий документ путем ссылки.

В той степени, в которой имеется некоторая степень совпадения между идеями документов, процитированных в настоящем документе, ультразвуковыми ножницами HARMONIC ACE®, ультразвуковыми ножницами HARMONIC WAVE®, ультразвуковыми ножницами HARMONIC FOCUS® и/или ультразвуковыми лезвиями HARMONIC SYNERGY®, а также представленными ниже идеями в отношении инструмента (100), какое-либо из описаний, представленных в настоящем документе, не следует считать предшествующим уровнем техники. Некоторые из идей в этом документе, по существу, выходят за сферу действия идей приведенных ссылок и ультразвуковых ножниц HARMONIC ACE®, ультразвуковых ножниц HARMONIC WAVE®, ультразвуковых ножниц HARMONIC FOCUS® и ультразвуковых лезвий HARMONIC SYNERGY®.

Инструмент (100) в настоящем примере содержит интерфейсный блок (200), ствол (110), шарнирную часть (130) и концевой эффектор (150). Узел взаимодействия (200) подключается к панели (72) роботизированного штатива (40) и осуществляет функцию управления шарнирной частью (130) и концевым эффектором (150), как будет подробно описано ниже. Как будет также подробно описано ниже, инструмент (100) выполнен с возможностью перемещения концевого эффектора (150), обеспечивая его установку в требуемое положение относительно ткани (например, крупного кровеносного сосуда и т.д.) с дальнейшим применением ультразвуковой энергии колебаний к тканям с помощью концевого эффектора (150) для разрезания и скрепления ткани.

Как будет подробно описано ниже, инструмент (100) в настоящем примере состоит из ультразвукового преобразователя (120), который выполнен с возможностью преобразования электрической энергии в ультразвуковые колебания. В некоторых случаях преобразователь (120) получает электропитание непосредственно с панели (72). В некоторых других случаях преобразователь (120) состоит из отдельного кабеля (302), с помощью которого преобразователь (120) непосредственно подключается к генератору (300). Генератор (300) может включать источник питания и блок управления, который выполнен с возможностью передачи на преобразователь (120) того профиля мощности, который конкретно подходит для создания ультразвуковых вибраций при помощи преобразователя (120). Только в качестве примера генератор (300) может содержать GEN 300, продаваемый компанией Ethicon Endo-Surgery, Inc., Цинциннати, Огайо. Кроме того, или альтернативно, генератор (300) может быть сконструирован в соответствии с, по меньшей мере, некоторыми из идей, изложенных в публикации США № 2011/0087212, озаглавленной «Хирургический генератор для ультразвуковых и электрохирургических инструментов», опубликованной 14 апреля 2011 года, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. Генератор (300) может иметь другие подходящие формы, а также обеспечивать различные свойства и функции, которые будут очевидны обычным специалистам в данной области в свете идей, представленных в настоящем документе. Также следует понимать, что, по меньшей мере, часть функциональных возможностей генератора (300) может быть включена непосредственно в узел взаимодействия (200). Только в качестве примера, узел взаимодействия (200) может состоять из встроенной батареи или другого встроенного источника питания, а также любых электронных схем, необходимых для управления параметрами электропитания от батареи или другого встроенного источника питания, подключенного к ультразвуковому преобразователю (120).

A. Пример концевого эффектора и акустической передачи

Как показано на ФИГ. 6-8, концевой эффектор (150) в настоящем примере содержит зажимной рычаг (152) и ультразвуковое лезвие (160). Зажимной рычаг (152) состоит из зажимной пластины (154), которая крепится к нижней стороне зажимного рычага (152) по направлению к лезвию (160). Зажимной рычаг (152) шарнирно соединен с дистально выступающей лапкой (133) первой ребристой части корпуса (132), которая образует элемент шарнирной части (130), как будет подробно описано ниже. Зажимной рычаг (152) выполнен с возможностью поворота по направлению к лезвию (160) и от него в выбранное положение и зажатия ткани между зажимным рычагом (152) и лезвием (160). Пара рычагов (156) выступает в поперечном направлении к зажимному рычагу (152) и крепится к штифту (170), который выступает в продольном направлении между рычагами (156). Стержень (174) крепится к штифту (170). Стержень (174) выступает дистально от закрывающей трубки (176) и как единое целое крепится к закрывающей трубке (176).

Приводное кольцо (178) крепится к проксимальному концу закрывающей трубки (176). В частности, как показано на ФИГ. 13, проксимальный конец закрывающей трубки (176) имеет поперечное отверстие (177), которое выполнено с возможность совмещения с поперечным отверстием (179) приводного кольца (178). Эти отверстия (177, 179) выполнены с возможностью установки стопорного винта (не показан) или другого элемента, который фиксирует приводное кольцо (178) на закрывающей трубке (176). Приводное кольцо (178) может соосно размещаться с возможностью скольжения снаружи кожуха (112); при этом закрывающая трубка (176) может соосно размещаться с возможностью скольжения внутри кожуха (112). Однако кожух (112) имеет паз (114), проходящий в продольном направлении, который выполнен с возможностью установки стопорного винта, который фиксирует приводное кольцо (178) на закрывающей трубке (176). Таким образом, паз (114) позволяет приводному кольцу (178) и закрывающей трубке (176) перемещаться вместе относительно кожуха (112). Положение стопорного винта в пазе (114) также обеспечивает вращение закрывающей трубки (176) и приводного кольца (178) вокруг продольной оси кожуха (112), когда он вращается вдоль своей продольной оси, как подробно описано ниже.

Как будет также подробно описано ниже, узел взаимодействия (200) включает элементы, которые выполнены с возможностью перемещения приводного кольца (178), закрывающей трубки (176) и стержня (174) в продольном направлении относительно кожуха (112) и шарнирной части (130). Следует понимать, что это перемещение приводного кольца (178), закрывающей трубки (176) и стержня (174) обеспечивает поворот зажимного рычага (152) по направлению к лезвию (160) (когда кольцо (178), трубка (176) и стержень (174)) перемещаются в проксимальном направлении); или от лезвия (160) (когда кольцо 178), трубка (176) и стержень (174) перемещаются в дистальном направлении). Стержень (174) имеет достаточную гибкость, чтобы изгибаться вместе с шарнирной частью (130). Однако стержень (174) имеет достаточную прочность на разрыв и сжатие, чтобы перемещать зажимной рычаг (152) когда перемещается стержень (174), независимо от того, находится ли шарнирная часть (130) в прямом или изогнутом положении.

Как показано на ФИГ. 7-8, пластинчатая пружина (172) удерживается между зажимным рычагом (152) и зажимной пластиной (172) и примыкает к дистальной поверхности лапки (133). Пластинчатая пружина (172) упруго смещается, перемещая зажимной рычаг (152) в направлении от лезвия (160) в открытое положение, показанное на ФИГ. 4, 6 и 8. Таким образом, пластинчатая пружина (172) также смещает трубку (176) и стержень (174) в дистальном направлении. Конечно, аналогично другим компонентам, описанным в настоящем документе, пластинчатая пружина (172) может быть при необходимости исключена. Кроме того, зажимной рычаг (152) и зажимная пластина (154) могут быть при необходимости исключены.

Лезвие (160) в настоящем примере выполнено с возможностью колебания на ультразвуковых частотах для обеспечения успешного разрезания и скрепления ткани, в частности, когда ткань зафиксирована между зажимной пластиной (154) и лезвием (160). Лезвие (160) располагается на дистальном конце акустической передачи. Эта акустическая передача состоит из преобразователя (120), жесткого акустического волновода (180) и гибкого акустического волновода (166). Как показано на ФИГ. 5 и 12-17, преобразователь (120) состоит из набора пьезоэлектрических дисков (122), расположенных проксимально к рупору (182) жесткого акустического волновода (180). Пьезоэлектрические диски (122) расположены соосно вдоль проксимально выступающего болта (181), который является цельным компонентом акустического волновода (180), расположенного проксимально к рупору (182). С помощью гайки (124) на болте (181) пьезоэлектрические диски (122) крепятся к жесткому акустическому волноводу (180). Как указывалось выше, пьезоэлектрические диски (122) выполнены с возможностью преобразования электрической энергии в ультразвуковые колебания, которые затем передаются по жесткому акустическому волноводу (180) на лезвие (160). Жесткий акустический волновод (180) лучше всего видно на ФИГ. 13 и 17-18. Как показано на ФИГ. 13, жесткий акусти