ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники
Настоящее изобретение относится к хирургическим инструментам и, в различных вариантах осуществления - к инструментам для малоинвазивной хирургии, имеющим шарнирный концевой эффектор.
Предпосылки создания изобретения
Инструменты для эндоскопической и другой малоинвазивной хирургии обычно включают в себя концевой эффектор, расположенный на дистальном конце удлиненного стержня, и рукоятку на проксимальном конце удлиненного стержня, позволяющую врачу манипулировать концевым эффектором. При использовании концевой эффектор проводят в операционное поле через канюлю или троакар. В операционном поле концевой эффектор зацепляет ткань любым количеством способов для достижения диагностического или терапевтического эффекта. Инструменты для эндоскопической хирургии часто предпочитают инструментам для традиционной открытой хирургии, поскольку они требуют меньших разрезов, заживление которых по существу требует меньшего времени послеоперационного восстановления по сравнению с разрезами при традиционной открытой хирургии. В силу указанных и других преимуществ эндоскопической хирургии значительные усилия были направлены на разработку ряда инструментов для эндоскопической хирургии с концевыми эффекторами, которые зацепляют ткань для решения ряда хирургических задач. Например, разработаны концевые эффекторы, выполняющие функции эндоскопических режущих устройств, зажимов, скальпелей, сшивающих инструментов, клипсонакладывателей, устройств доступа, устройств доставки лекарственных/генных препаратов, устройств, излучающих ультразвуковую, радиочастотную или лазерную энергию, и других хирургических инструментов.
При использовании возможности позиционирования концевого эффектора в операционном поле могут ограничиваться канюлей троакара. По существу удлиненный стержень устройства позволяет врачу вводить концевой эффектор на требуемую глубину и поворачивать концевой эффектор вокруг продольной оси стержня. Это позволяет в некоторой степени регулировать позиционирование концевого эффектора в операционном поле. Например, при грамотном размещении троакара и при использовании зажимов, вводимых через другой троакар, такие возможности позиционирования часто могут оказаться достаточными. Однако в зависимости от вида проводимой операции может потребоваться корректировка позиционирования концевого эффектора инструмента для эндоскопической хирургии. В частности, часто требуется возможность ориентации концевого эффектора под одним из множества углов относительно продольной оси удлиненного стержня инструмента.
Перемещение концевого эффектора под множеством углов относительно стержня инструмента принято называть «шарнирным поворотом». Возможность шарнирного поворота обычно обеспечивается размещением шарнирного (или поворотного) сочленения в удлиненном стержне непосредственно рядом с концевым эффектором. Это позволяет врачу удаленно шарнирно поворачивать концевой эффектор в любую сторону для лучшего хирургического размещения крепежных элементов на ткани и упрощает работу с тканью и ее ориентацию. Шарнирный концевой эффектор в ряде случаев облегчает врачу зацепление ткани, располагающейся, например, за органом. Кроме того, преимуществом является то, что возможность шарнирного поворота при позиционировании позволяет разместить эндоскоп за концевым эффектором без блокирования его удлиненным стержнем.
Подходы к созданию шарнирных концевых эффекторов обычно довольно сложны, поскольку механизмы, управляющие шарнирным поворотом, должны быть интегрированы с механизмами, обеспечивающими работу концевого эффектора. Например, концевые эффекторы, имеющие открытые и закрываемые элементы бранши, закрывающую гильзу, приводной элемент и механизмы для шарнирного поворота, должны быть выполнены в пределах небольшого диаметра стержня инструмента. Одна из стандартных конструкций предыдущего уровня техники включает в себя гофрированный шарнирный механизм («гибкая шейка»), поворот которого достигается путем избирательного вытягивания одного из двух соединительных штоков через стержень инструмента, причем каждый шток смещен соответственно в противоположные стороны относительно центральной линии стержня. Соединительные штоки могут с помощью храпового механизма переходить через последовательные дискретные положения.
Со временем были разработаны и другие формы конструкций шарнирного концевого эффектора. Например, в патенте США № 7,670,334 под названием «Хирургический инструмент с шарнирным концевым эффектором» и в патенте США № 7,819,298 под названием «Хирургическое сшивающее устройство с управляющими элементами, контролируемыми одной рукой», содержание каждого из которых полностью включено в настоящий документ путем ссылки, раскрыты различные хирургические инструменты, в которых используются конструкции шарнирного концевого эффектора и в которых эффективно устранены многие из недостатков предыдущих инструментов с шарнирными концевыми эффекторами.
Во многих из предыдущих конструкций хирургических инструментов также используется компонент, обычно называемый «конусом», который поддерживается с возможностью вращения на рукоятке инструмента и прикреплен к удлиненному стержню. Когда врачу требуется повернуть концевой эффектор относительно оси стержня, он просто поворачивает конус относительно рукоятки. Когда врачу также требуется шарнирно повернуть концевой эффектор, он должен активировать направляющую планку или иной элемент управления шарнирным сочленением для выполнения требуемого шарнирного поворота. Манипуляции с такими устройствами управления (например, конусом и конструкцией управления шарнирным сочленением) обычно требуют использования обеих рук.
При выполнении многих хирургических процедур желательно иметь возможность выполнить требуемый шарнирный поворот концевого эффектора и его вращение с использованием только одной руки. Например, многие операции на сосудах требуют точного управления концевым эффектором. В таких случаях было бы желательно иметь хирургический инструмент, в котором используется единый управляющий механизм для избирательного шарнирного поворота и вращения концевого эффектора, который можно легко активировать с использованием той же руки, которая удерживает рукоятку инструмента.
Приведенные выше пояснения даны исключительно для описания некоторых недостатков, обнаруженных в настоящее время в области применения изобретения, и не ограничивают объем изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с общими аспектами по меньшей мере одной формы, в настоящем изобретении предлагается хирургический инструмент, имеющий удлиненный стержень, который образует продольную ось. С удлиненным стержнем соединен концевой эффектор с возможностью избирательного шарнирного перемещения относительно стержня. Концевой эффектор имеет по меньшей мере одну подвижную часть, которая реагирует на открывающие и закрывающие движения. С подвижной частью концевого эффектора сопряжен закрывающий элемент для избирательного приложения к ней закрывающего движения. С концевым эффектором функционально сопряжена система управления шарнирным сочленением для приложения к нему шарнирных движений. С системой управления шарнирным сочленением и указанным закрывающим элементом сопряжена система блокировки шарнирного поворота. Система блокировки шарнирного поворота выполнена с возможностью перемещения из разблокированного положения, в котором система управления шарнирным сочленением прикладывает шарнирные движения к концевому эффектору, в заблокированное положение, в котором система блокировки шарнирного поворота не позволяет системе управления шарнирным сочленением прикладывать шарнирные движения к концевому эффектору при приложении закрывающего движения к закрывающему элементу.
В соответствии с другими общими аспектами по меньшей мере одной формы, в настоящем изобретении предлагается хирургический инструмент, имеющий удлиненный стержень, который образует продольную ось. С удлиненным стержнем соединен концевой эффектор с возможностью избирательного шарнирного перемещения относительно стержня в различные повернутые в шарнирном сочленении положения. Концевой эффектор имеет по меньшей мере одну часть, которая выполнена с возможностью перемещения в ответ на закрывающие и открывающие движения. С подвижной частью концевого эффектора сопрягается закрывающий элемент для приложения к ней закрывающего движения при перемещении закрывающего элемента в направлении закрытия. Закрывающий элемент дополнительно прикладывает открывающее движение к подвижной части концевого эффектора при перемещении закрывающего элемента в направлении открытия. Первый удлиненный шарнирный элемент поддерживается с возможностью перемещения относительно закрывающего элемента и выполнен с возможностью приложения первого шарнирного движения к концевому эффектору, когда первый удлиненный шарнирный элемент перемещают в первом направлении активации, и приложения второго шарнирного движения к концевому эффектору, когда первый шарнирный элемент перемещают во втором направлении активации. С закрывающим элементом и первым удлиненным шарнирным элементом функционально сопряжен блокирующий элемент таким образом, что при перемещении закрывающего элемента в направлении закрытия блокирующий элемент входит в блокирующее зацепление с первым удлиненным шарнирным элементом для предотвращения его перемещения в первом и втором направлениях активации, а при перемещении закрывающего элемента в направлении открытия блокирующий элемент освобождает первый шарнирный элемент из зацепления и позволяет первому шарнирному элементу перемещаться в первом и втором направлениях активации.
В соответствии с другими общими аспектами по меньшей мере одной формы, в настоящем изобретении предлагается способ управления хирургическим инструментом. В различных формах данный способ содержит обеспечение хирургического инструмента, имеющего концевой эффектор, который имеет по меньшей мере одну часть, которая выполнена с возможностью перемещения в ответ на приложенные к ней закрывающие и открывающие движения. Концевой эффектор также выполнен с возможностью шарнирного поворота относительно продольной оси с переходом во множество различных повернутых в шарнирном сочленении положений в ответ на приложенные к нему шарнирные движения. Способ дополнительно содержит приложение шарнирного движения к концевому эффектору для шарнирного поворота концевого эффектора в одно из повернутых в шарнирном сочленении положений и приложение закрывающего движения к концевому эффектору таким образом, что при приложении закрывающего движения концевой эффектор остается в повернутом в шарнирном сочленении положении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Перечисленные выше и иные особенности и преимущества настоящего изобретения, а также способы их осуществления будут очевидны, а суть изобретения станет более понятной после ознакомления со следующим описанием вариантов осуществления изобретения с сопроводительными фигурами.
На ФИГ. 1 представлен вид в перспективе хирургического инструмента с неограничивающим вариантом осуществления шарнирного концевого эффектора в соответствии с одной формой настоящего изобретения.
На ФИГ. 2 представлен общий вид с пространственным разделением компонентов неограничивающего варианта осуществления концевого эффектора в соответствии с по меньшей мере одной формой настоящего изобретения.
На ФИГ. 3 представлен общий вид неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением в соответствии с по меньшей мере одной формой настоящего изобретения.
На ФИГ. 4 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 3.
На ФИГ. 5 представлен вид в перспективе части неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 3 и 4.
На ФИГ. 6 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 3-5, часть которого приведена в поперечном сечении.
На ФИГ. 7 представлен вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 3-6, в котором концевой эффектор шарнирно повернут в первом направлении шарнирного поворота.
На ФИГ. 8 представлен другой вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 3-7, в котором концевой эффектор показан в неповернутой ориентации.
На ФИГ. 9 представлен другой вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 3-8, в котором концевой эффектор шарнирно повернут во втором направлении шарнирного поворота.
На ФИГ. 10 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением в соответствии с по меньшей мере одной другой формой настоящего изобретения.
На ФИГ. 11 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 10, с опущенным для ясности вращающимся конусом.
На ФИГ. 12 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 10 и 11, некоторые компоненты которого приведены в поперечном сечении.
На ФИГ. 13 представлен общий вид с пространственным разделением компонентов неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 10-12.
На ФИГ. 14 представлен вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 10-13, в котором концевой эффектор шарнирно повернут в первом направлении шарнирного поворота.
На ФИГ. 15 представлен другой вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 10-14, в котором концевой эффектор показан в неповернутой ориентации.
На ФИГ. 16 представлен другой вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 10-15, в котором концевой эффектор шарнирно повернут во втором направлении шарнирного поворота.
На ФИГ. 17 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением в соответствии с по меньшей мере одной другой формой настоящего изобретения.
На ФИГ. 18 представлен другой вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 17, некоторые компоненты которого приведены в поперечном сечении.
На ФИГ. 19 представлен общий вид с пространственным разделением компонентов неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 17 и 18, некоторые компоненты которого приведены в поперечном сечении.
На ФИГ. 20 представлен другой общий вид с пространственным разделением компонентов неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 17-19, некоторые компоненты которого приведены в поперечном сечении.
На ФИГ. 21 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 17-20, в котором правая часть конуса перемещена в первом направлении активации.
На ФИГ. 22 представлен вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 17-21, в котором концевой эффектор шарнирно повернут в первом направлении шарнирного поворота.
На ФИГ. 23 представлен другой вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 17-22, в котором концевой эффектор шарнирно повернут во втором направлении шарнирного поворота.
На ФИГ. 24 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления узла конуса в соответствии с другой формой настоящего изобретения.
На ФИГ. 25 представлен вид в сечении узла конуса, показанного на ФИГ. 24, вдоль линии 25-25 на ФИГ. 24.
На ФИГ. 26 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением в соответствии с по меньшей мере одной другой формой настоящего изобретения.
На ФИГ. 27 представлен вид в перспективе части неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 26.
На ФИГ. 28 представлен другой вид в перспективе части неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 27, часть которого показана в поперечном сечении.
На ФИГ. 29 представлен общий вид с пространственным разделением компонентов неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 26-28.
[0001]На ФИГ. 30 представлен вид в вертикальной проекции сбоку части неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 26-29.
На ФИГ. 31 представлен вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 26-30, в котором концевой эффектор шарнирно повернут в первом направлении шарнирного поворота.
На ФИГ. 32 представлен другой вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 26-31, в котором концевой эффектор показан в неповернутой ориентации.
На ФИГ. 33 представлен другой вид в горизонтальной проекции в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 26-32, в котором концевой эффектор шарнирно повернут во втором направлении шарнирного поворота.
[0002]На ФИГ. 34 представлен вид в перспективе неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением в соответствии с по меньшей мере одной другой формой настоящего изобретения.
На ФИГ. 35 представлен вид в перспективе части неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 34.
На ФИГ. 36 представлен вид в перспективе сзади неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 34 и 35.
На ФИГ. 37 представлен вид в перспективе в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 34-36.
На ФИГ. 38 представлен общий вид с пространственным разделением компонентов неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 34-37.
На ФИГ. 39 представлен вид в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 34-38.
На ФИГ. 40 представлен другой вид в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 34-39, в котором концевой эффектор шарнирно повернут в первом направлении шарнирного поворота.
На ФИГ. 41 представлен другой вид в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 34-40.
На ФИГ. 42 представлен вид в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 34-41, в котором концевой эффектор шарнирно повернут во втором направлении шарнирного поворота.
На ФИГ. 43 представлен вид в перспективе другого неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением настоящего изобретения.
На ФИГ. 44 представлен общий вид с пространственным разделением компонентов неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 43.
На ФИГ. 45 представлен другой общий вид с пространственным разделением компонентов неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 43 и 44.
На ФИГ. 46 представлен другой общий вид с пространственным разделением компонентов неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 43-45.
На ФИГ. 47 представлен вид в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 43-46, в разблокированном положении.
На ФИГ. 48 представлен увеличенный вид в сечении части неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 43-47, в разблокированном положении.
На ФИГ. 49 представлен вид в сечении неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 43-48, в заблокированном положении.
На ФИГ. 50 представлен увеличенный вид в сечении части неограничивающего варианта осуществления системы управления шарнирным сочленением, показанного на ФИГ. 43-49, в заблокированном положении.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Автору настоящей заявки также принадлежит заявка на патент США № __________ под названием «ХИРУРГИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ С ШАРНИРНЫМ И ВРАЩАЮЩИМСЯ КОНЦЕВЫМ ЭФФЕКТОРОМ», досье № END6846USNP/100531, поданная в тот же день и включенная в настоящий документ в полном объеме путем ссылки.
Для общего понимания конструкции, принципов работы, производства и использования инструментов и способов, описанных в настоящем документе, ниже приведено описание отдельных примеров осуществления настоящего изобретения. Один или более примеров таких вариантов осуществления представлены на сопроводительных фигурах. Специалистам в данной области будет понятно, что устройства и способы, подробно описанные в настоящем документе и представленные на сопроводительных фигурах, являются неограничивающими примерами осуществления, и объем различных вариантов осуществления настоящего изобретения определяет только формула изобретения. В настоящем документе ссылка на «различные варианты осуществления», «некоторые варианты осуществления», «один вариант осуществления», «один из вариантов осуществления» и т.п. означает, что конкретная конструктивная особенность, элемент конструкции или характеристика, описанные в связи с данным вариантом осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, фразы «в различных вариантах осуществления», «в некоторых вариантах осуществления», «в одном варианте осуществления», «в одном из вариантов осуществления» и т.п., используемые в настоящем документе, не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, конкретные элементы, структуры или характеристики могут быть скомбинированы любым подходящим способом в одном или более вариантах осуществления. Таким образом, конкретные элементы, структуры или характеристики, показанные или описанные в связи с одним вариантом осуществления, могут без ограничений быть скомбинированы, полностью или частично, с элементами, структурами или характеристиками одного или более других вариантов осуществления. Предполагается, что такие модификации и варианты, а также их соответствующие эквиваленты включены в объем различных вариантов осуществления изобретения, описанных в настоящем документе.
Термины «проксимальный» и «дистальный» в настоящем документе определяются относительно врача, управляющего рукояткой хирургического инструмента. Термин «проксимальный» относится к части, находящейся ближе к врачу, а термин «дистальный» относится к части, удаленной от врача. Дополнительно предлагается для удобства и ясности применительно к фигурам использовать в настоящем документе такие пространственные термины, как «вертикальный», «горизонтальный», «верх», «низ», «право» и «лево». Однако хирургические инструменты можно использовать во многих ориентациях и положениях, поэтому указанные термины не являются абсолютными и/или не ограничивают настоящее изобретение.
В настоящем документе предложены различные примеры инструментов и способов проведения лапароскопических и минимально инвазивных хирургических процедур. Однако специалисту в данной области будет понятно, что различные способы и инструменты, описанные в настоящем документе, можно использовать для проведения множества хирургических процедур, а также во многих сферах применения, включая, например, связанные с проведением «открытых» хирургических процедур. По ходу данного подробного описания специалисты с достаточным опытом работы в данной области смогут в еще большей мере оценить, что разнообразные инструменты, описанные в настоящем документе, могут быть введены в тело пациента любым способом - как через естественное отверстие, так и через разрез или пункционное отверстие, выполненное в ткани, и т.п. Рабочие части или части концевых эффекторов таких инструментов могут быть введены непосредственно в тело пациента или могут быть введены через такое устройство доступа, как троакар, имеющий рабочий канал, через который можно провести концевой эффектор и удлиненный стержень хирургического инструмента.
Обратимся к фигурам, на которых одинаковые компоненты обозначены одними и теми же номерами. На ФИГ. 1 изображен один вариант осуществления хирургического режущего и сшивающего инструмента 10, выполненного с возможностью применения различных уникальных преимуществ по меньшей мере одной формы настоящего изобретения. Различные части инструмента 10 могут быть идентичны частям устройств, описанных в патенте США № 7,670,334, который включен в настоящий документ путем ссылки, и/или в патенте США № 7,000,818 под названием «Хирургический сшивающий инструмент с отдельными независимыми закрывающей и режуще-сшивающей системами», содержание которого полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
Как показано на ФИГ. 1, в одной неограничивающей форме хирургический инструмент 10 по существу включает в себя рукоятку 12, стержень 14 и шарнирный концевой эффектор 20, который шарнирно соединен со стержнем 14 в шарнирном сочленении 16. Предусмотрено устройство управления шарнирным сочленением 200, обеспечивающее вращение концевого эффектора 20 на шарнирном сочленении 16. Как показано на фигуре, концевой эффектор 20 выполнен с возможностью выполнения функции эндоскопического режущего устройства для фиксации, рассечения и сшивания ткани. Однако специалисты в данной области определят, что различные варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя концевые эффекторы (на фигуре не показано), выполненные с возможностью выполнения функции других хирургических устройств, таких как, например, зажимы, скальпели, сшивающие устройства, клипсонакладыватели, устройства доступа, устройства доставки лекарственных/генных препаратов, устройства, излучающих ультразвуковую, радиочастотную или лазерную энергию и т.п.
[0003]Рукоятка 12 инструмента 10 может включать в себя закрывающий спусковой механизм 30 и пусковой крючок 40 для активации концевого эффектора 20. Следует понимать, что инструменты с концевыми эффекторами, предназначенные для выполнения различных хирургических манипуляций, могут иметь различное количество или типы спусковых механизмов или иных соответствующих средств управления концевым эффектором. На фигуре концевой эффектор 20 отделен от рукоятки 12 удлиненный стержнем 14, который образует продольную ось «A-A». Врач может шарнирно поворачивать концевой эффектор 20 относительно стержня 14 вокруг оси шарнирного поворота «B-B», которая по существу перпендикулярна продольной оси «A-A» (шарнирное сочленение 16), используя устройство управления шарнирным сочленением 200, как более подробно описано ниже. При использовании в настоящем документе фраза «по существу перпендикулярен продольной оси», где «продольная ось» представляет собой ось стержня 14, означает направление, которое практически перпендикулярно продольной оси. Однако следует понимать, что направления, которые несколько отличаются от перпендикулярного продольной оси, также являются по существу поперечными продольной оси.
На ФИГ. 2 показан вид с пространственным разделением компонентов концевого эффектора 20 и удлиненного стержня 14, включая различные внутренние компоненты. Рама концевого эффектора 90 и рама стержня 100 выполнены с возможностью соединения в шарнирном сочленении 50, которое образует ось шарнирного поворота «B-B» (ФИГ. 1). Рама стержня 100 поддерживается рукояткой 12 известным способом. Таким образом, конструкция рамы стержня 100 не будет подробно описываться в настоящем документе в объеме, выходящем за необходимый для понимания различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Например, в различных вариантах осуществления рама концевого эффектора 90 имеет выполненную с ней заодно или иным образом прикрепленную к ней бобышку 96, которая связана с дистально направленным хвостовиком 102 на раме стержня 100, образующим отверстие 104. Отверстие 104 может быть расположено таким образом, чтобы сопрягаться с шарнирным штифтом (на фигуре не показан), включенным в раму концевого эффектора 90, позволяя раме концевого эффектора 90 шарнирно поворачиваться относительно рамы стержня 100 и, соответственно, концевому эффектору 20 шарнирно поворачиваться относительно стержня 14. В собранном виде различные компоненты могут шарнирно поворачиваться в шарнирном сочленении 50 вокруг оси шарнирного поворота «B-B», как показано на ФИГ. 1.
Как дополнительно показано на ФИГ. 2, в одной неограничивающей форме концевой эффектор 20 включает в себя удлиненный канал 110, выполненный по форме и размеру с возможностью поддерживать внутри себя с возможностью удаления кассету со скобами 120. Удлиненный канал 110 прикреплен к раме концевого эффектора 90 парой язычков рамы 93, которые проходят в соответствующие пазы 115 в удлиненном канале 110. Кассета со скобами 120 может содержать формованный корпус кассеты 122, который функционально поддерживает множество скоб 124, уложенных на соответствующие выталкиватели скоб 126 внутри соответствующих открытых вверх отверстий для скоб 128. В данном неограничивающем варианте осуществления концевой эффектор 20 также включает в себя упор 130, соединенный с удлиненным каналом 110. В удлиненном канале 110 может быть предусмотрена пара отверстий 112 для приема с возможностью перемещения цапф или штифтов 132 на упоре 130, что позволяет упору 120 шарнирно поворачиваться из открытого положения в закрытое положение относительно удлиненного канала 110 и кассеты со скобами 120 в ответ на открывающие и закрывающие движения, поступающие от узла закрывающей трубки 140. Такие закрывающие движения можно также использовать для эффективной активации бранш концевых эффекторов другого типа, как хорошо известно специалистам.
Как также показано на ФИГ. 2, в узле закрывающей трубки 140 использован узел двухшарнирной закрывающей гильзы 142. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конструкцией двухшарнирной закрывающей гильзы и может включать в себя любое соответствующее исполнение закрывающей гильзы. Например, в различных неограничивающих вариантах осуществления узел двухшарнирной закрывающей гильзы 142 включает в себя проксимальный сегмент закрывающей трубки 141, который имеет дистально выступающие верхний и нижний хвостовики 146, 148. Часть закрывающей трубки концевого эффектора 150 включает в себя подковообразное отверстие 152 и язычок 154 для зацепления открывающего язычка 134 упора 130. Как хорошо известно специалистам, когда часть закрывающей трубки концевого эффектора 150 продвигается дистально по раме концевого эффектора 90, подковообразное отверстие прикладывает закрывающее движение к язычку 134 для перемещения упора 130 к кассете со скобами 120. Когда часть закрывающей трубки концевого эффектора 150 вытягивается в проксимальном направлении, язычок 154 входит в зацепление с язычком 134 и перемещает упор 130 от кассеты со скобами 120 в открытое положение. На фигуре показано, что часть закрывающей трубки 150 имеет проксимально выступающие верхний 156 и нижний (не виден) язычки.
Часть закрывающей трубки концевого эффектора 150 шарнирно прикреплена к части проксимального сегмента закрывающей трубки 141 с помощью верхнего двухшарнирного звена 160 и нижнего двухшарнирного звена 170. Верхнее двухшарнирное звено 160 включает в себя выступающие вверх дистальный и проксимальный шарнирные штифты 162, 164, которые входят в зацепление соответственно с верхним штифтовым отверстием 157 в верхнем проксимально выступающем язычке 156 и с верхним проксимальным штифтовым отверстием 147 в верхнем дистально выступающем язычке 146. Нижнее двухшарнирное звено 170 включает в себя выступающие вниз дистальный и проксимальный шарнирные штифты (на фигуре не показаны), которые входят в зацепление соответственно с нижним дистальным штифтовым отверстием в нижнем проксимально выступающем язычке и с нижним проксимальным штифтовым отверстием 149 в нижнем дистально выступающем язычке 148. При использовании узел закрывающей гильзы 140 поступательно дистально перемещают для закрытия упора 130, например, в ответ на активацию закрывающего спускового механизма 30.
Устройство 10 дополнительно включает в себя пусковую планку 180, выполненную с возможностью продольного поступательного перемещения по стержню 14, через гибкое шарнирное сочленение закрывающей трубки и шарнирной рамы 50 и через пусковую щель 91 в раме концевого эффектора 90 внутрь концевого эффектора 20. Пусковую планку 180 можно изготовить в виде одной сплошной детали, или, в различных вариантах осуществления, из многослойного материала, содержащего, например, пакет стальных пластин 182. Следует понимать, что изготовление пусковой планки 180 из многослойного материала может снизить усилие, требуемое для шарнирного поворота концевого эффектора 20. Дистально выступающий конец пусковой планки 180 прикреплен к трехрогому элементу 184, который облегчает удержание упора 130 на расстоянии от кассеты со скобами 120 при нахождении упора 130 в закрытом положении. Заостренный режущий край 186 трехрогого элемента 184 также можно использовать для рассечения ткани.
При использовании инструмента трехрогий элемент 184 активирует кассету со скобами 120. Трехрогий элемент 184 дистально проталкивает клиновидные салазки 190, которые скользят по лотку кассеты 192, удерживающему вместе различные компоненты сменной кассеты со скобами 120. Клиновидные салазки 192 поднимают вверх выталкиватели скоб 126 для выталкивания скоб 124 в деформирующий контакт с упором 130, в то время как режущая поверхность 186 трехрогого элемента 184 рассекает зафиксированную ткань. Пусковая планка 180 поддерживается с возможностью перемещения внутри стержня 14 таким образом, что он проходит через кассету 120 при активации инструмента 10. Между тем, по меньшей мере в одном неограничивающем варианте осуществления пусковая планка 180 размещена внутри стержня 14 таким образом, что весь корпус элемента пусковой планки 180 или его часть при активации инструмента удерживается в пазу (на фигуре не показан) упора 130. Поскольку упор 130 может быть прочнее кассеты 120, удерживание элемента в пазу может предотвратить продольное изгибание пусковой планки 180, даже при приложении к дистальному концу пусковой планки 180 значительного усилия. Это может быть полезно в вариантах осуществления, в которых элемент пусковой планки 182 включает в себя слоистые пластины 182.
Различные конфигурации трехрогого элемента также включают в себя верхние штифты 188, которые выполнены с возможностью вхождения в зацепление с упором 130 при активации инструмента, когда средние штифты 185 и пятка 187 входят в зацепление с различными частями корпуса кассеты 122, лотка кассеты 192 и удлиненного канала 110. При использовании размещенный по центру корпуса кассеты 122 паз 123 совмещен с пазом 193 в лотке кассеты 190 и пазом 113 в удлиненном канале 110. Передний край трехрогого элемента 184 скользит через совмещенные пазы 123, 193 и 113. При дистальном продвижении пусковой планки 180 пятка 187 упирается в дно канала 110, а верхние штифты 180 упираются в канавку 131 на нижней поверхности упора 130, предотвращая расхождение упора 130 и канала 110 друг от друга из-за сопротивления ткани. Затем пусковую планку 180 проксимально вытягивают, одновременно вытягивая трехрогий элемент 184, что позволяет упору 130 открыться и высвободить две сшитые и рассеченные части ткани (на фигуре не показаны).
В различных неограничивающих вариантах осуществления на раме концевого эффектора 90 установлен пружинный зажим 195, выполняющий функцию блокировки для пусковой планки 180. Дистальное и проксимальное квадратные отверстия 192, 193, образованные на верхней части рамы концевого эффектора 90, могут образовывать между собой планку зажима 196, которая принимает верхнюю часть 197 пружинного зажима 195, чья нижняя дистально выступающая часть 198 создает направленное вниз усилие на приподнятую часть 183 пусковой планки 180, как хорошо известно специалистам. Следует понимать, что различные варианты осуществления могут включать в себя другие типы блокирующих устройств или вовсе не содержать блокирующих устройств.
В различных вариантах осуществления, показанных на ФИГ. 1 и 3-9, концевой эффектор 20 выполнен с возможностью избирательного вращения вокруг продольной оси «A-A» и избирательного шарнирного поворота вокруг оси шарнирного поворота «B-B» относительно проксимального сегмента стержня 141 с использованием системы управления шарнирным сочленением 200. В различных неограничивающих вариантах осуществления система управления шарнирным сочленением 200 включает в себя конус 210, который поддерживается с возможностью вращения относительно рукоятки 12. В вариантах осуществления, показанных на ФИГ. 3-9, конус 210 имеет проксимальную концевую часть 212, которая сужается к дистальной концевой части 214. Чтобы облегчить вращение конуса 210 вокруг продольной оси «A-A» с использованием части той же руки, в которой врач держит рукоятку 12 инструмента, как показано на фигуре, по периметру проксимального конца 212 конуса 210 расположено множество радиально выступающих активирующих кнопок 216. Тогда врач может поворачивать конус 210 относительно рукоятки своим указательным пальцем, другим пальцем или частью руки, в которой он удерживает рукоятку 12.
Как показано на ФИГ. 3 и 4, для облегчения сборки устройства конус 210 может быть выполнен в виде нескольких частей. Например, в показанном на фигуре варианте осуществления конус 210 образован нижней частью конуса 211 и верхней частью конуса 213. Верхняя и нижняя части конуса 211, 213 могут быть изготовлены, например, из армированного стеклом поликарбоната или другого подходящего материала и могут быть соединены друг с другом с использованием соответствующего адгезива, сварки, защелок, винтов, фиксируемых на трении штифтов и т.п. В различных неограничивающих вариантах осуществления конус 210 шарнирно закреплен на проксимальном сегменте закрывающей трубки 141 верхним и нижним штифтами 220, 222 соответственно. Проксимальный сегмент закрывающей трубки 141 для облегчения сборки устройства может быть изготовлен в виде нескольких сегментов. Специалистам в данной области будет понятно, что проксимальная часть проксимального сегмента закрывающей трубки 141 будет сопрягаться с известными компонентами для закрепления или взаимодействия с закрывающим спусковым механизмом устройства. Например, такие конструкции описаны в патенте США № 7,000,818, который включен в настоящий документ путем ссылки. Однако активацией узла закрывающей трубки можно управлять с использованием множества других известных конструкций спусковых механизмов и рукоятки без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 3-6, проксимальный сегмент закрывающей трубки 141 состоит из нижнего сегмента стержня 143 и верхнего сегмента стержня 145. В различных вариантах осуществления нижний и верхний сегменты стержня 143, 145 могут быть изготовлены из нержавеющей стали или другого подходящего материала и соединены друг с другом с использованием соответствующего адгезива или иных подходящих крепежных элементов для образования по существу пустотелой трубчатой структуры, в которой можно разместить различные компоненты системы управления шарнирным сочленением 200, такие как узел шарнирного поворота 230, а также пусковую планку 182, раму стержня 100 и т.п.
Как показано на ФИГ. 3 и 6, в различных неограничивающих вариантах осуществления верхний штифт 220 входит с возможностью вращения в отверстие 149 в верхнем сегменте стержня 145, а нижний штифт 222 входит с возможностью вращения в нижнее отверстие 147 в нижнем сегменте стержня 143. Верхний и нижний штифты 220, 222 выровнены коаксиально относительно друг друга и образуют ось конуса «C-C», вокруг которой конус 210 может шарнирно поворачиваться относительно проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Как лучше всего видно на ФИГ. 6, через проксимальный конец 214 конуса 210 проходит отверстие 219. Размер отверстия 219 выбран относительно размера проксимального сегмента закрывающей трубки 141 таким образом, чтобы позволить конусу 210 шарнирно поворачиваться относительно оси конуса «C-C», как более подробно описано ниже.
В неограничивающем варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, система управления шарнирным сочленением 200 включает в себя узел шарнирного поворота 230. В по меньшей мере одном варианте осуществления узел шарнирного поворота 230 может содержать правый шарнирный шток 232 и левый шарнирный шток 234. Правый и левый шарнирные штоки 232, 234 могут быть выполнены как показано на ФИГ. 2 и 3 и могут быть изготовлены из нержавеющей стали или другого подходящего материала. Узел шарнирного поворота 230 содержит правый шарнирный шток 232 и левый шарнирный шток 234, которые, при введении их внутрь проксимального сегмента закрывающей трубки 141, можно перемещать аксиально относительно друг друга внутри трубки, как более подробно описано ниже. Как показано на ФИГ. 2, правый и левый шарнирные штоки 232, 234 образуют расположенный по центру удлиненный паз 236, который выполнен с возможностью аксиального перемещения между ними пусковой планки 180. Из дистального конца 233 правого шарнирного штока 232 дистально выходит правый тяж шарнирного поворота 238, а из дистального конца 239 левого шарнирного штока 234 дистально выходит левый тяж шарнирного поворота 240. См. ФИГ. 2. В различных неограничивающих вариантах осуществления тяжи шарнирного поворота 238, 240 прикреплены к бобышке 96. Например, тяжи 238, 240 могут быть шарнирно закреплены штифтами на бобышке 96.
Узел шарнирного поворота 230 выполнен с возможностью сопряжения с конусом 210 таким образом, что шарнирное перемещение конуса 210 вокруг оси конуса «C-C» приводит к аксиальной активации правого и левого шарнирных штоков 232, 234, что, в конечном итоге, приводит к шарнирному повороту концевого эффектора 20 вокруг оси шарнирного поворота «B-B». Более конкретно и с отсылкой к ФИГ. 3, 5 и 6-9, правый шарнирный шток 232 имеет правый шарнирный штифт 250, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через правый паз 251 проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Конец правого шарнирного штифта 250 проходит в правое гнездо или отверстие 252 конуса 210. Аналогичным образом, левый шарнирный шток 234 имеет левый шарнирный штифт 254, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через левый паз 255 проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Конец левого шарнирного штифта 254 проходит в левое гнездо или отверстие 256 конуса 210.
Работу системы управления шарнирным сочленением 200 можно понять по ФИГ. 7-9. На ФИГ. 7 показан шарнирный поворот концевого эффектора 20 влево относительно шарнирного сочленения 50 (вокруг оси шарнирного поворота «B-B», как показано на ФИГ. 1). Для получения такого диапазона шарнирного поворота врач шарнирно поворачивает конус 210 в первом направлении активации, указанном стрелкой «E» на ФИГ. 7. При шарнирном повороте конуса 210 в направлении «E» правый шарнирный шток 232 перемещается в дистальном направлении «DD», а левый шарнирный шток 234 перемещается в проксимальном направлении «PD». Такое перемещение правого и левого шарнирных штоков 232, 234 приводит к приложению выталкивающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 238 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 240, что приводит к показанному на фигуре шарнирному повороту концевого эффектора 20. На ФИГ. 8 показан концевой эффектор 20, коаксиально совмещенный со стержнем 14 (т.е. в не повернутом положении). Такую ориентацию концевого эффектора можно использовать, например, при вставке концевого эффектора 20 через канюлю троакара (на фигуре не показано) или другое отверстие в теле пациента. На ФИГ. 9 показан шарнирный поворот концевого эффектора 20 вправо относительно шарнирного сочленения 50 (вокруг оси шарнирного поворота «B-B», как показано на ФИГ. 1). Для получения такого диапазона шарнирного поворота врач шарнирно поворачивает конус 210 во втором направлении активации, указанном стрелкой «F» на ФИГ. 9. При шарнирном повороте конуса 210 в направлении «F» правый шарнирный шток 232 перемещается в проксимальном направлении «PD», а левый шарнирный шток 234 перемещается в дистальном направлении «DD». Такое перемещение правого и левого шарнирных штоков 232, 234 приводит к приложению выталкивающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 240 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 238, что приводит к показанному на фигуре шарнирному повороту концевого эффектора 20. Концевой эффектор 20 можно вращать вокруг продольной оси путем вращения конуса 210 вокруг продольной оси «A-A». Это движение можно выполнять частью той же руки, которая удерживает рукоятку устройства, тем самым избегая необходимости в использовании обеих рук для вращения концевого эффектора вокруг продольной оси. Хотя в описанном варианте узла шарнирного поворота 230 используются два удлиненных шарнирных штока или элемента, в альтернативных вариантах осуществления возможно использование только одного удлиненного шарнирного элемента.
На ФИГ. 10-17 показан другой неограничивающий вариант осуществления системы управления шарнирным сочленением настоящего изобретения, по существу обозначенной номером 300, который аналогичен описанной выше системе управления шарнирным сочленением 200, за исключением отмеченных ниже различий. Компоненты, совпадающие с компонентами, используемыми в описанных выше вариантах осуществления, будут отмечаться теми же номерами, и специалист в данной области может обратиться к описанию, изложенному выше в настоящем документе, которое разъясняет их конструкцию и принцип действия. Как показано на ФИГ. 10, в системе управления шарнирным сочленением 300 используется отдельный вращающийся конус 302 для управления вращением (стрелка «G» на ФИГ. 10) узла закрывающей трубки 140 и, в конечном итоге, концевого эффектора 12. Как показано на ФИГ. 13, в по меньшей мере одном варианте осуществления вращающийся конус 302 состоит из верхней части вращающегося конуса 303 и нижней части вращающегося конуса 304, которая прикреплена к верхней части вращающегося конуса 303 с помощью, например, штифтов, удерживаемых на трении в гнездах 341, 343. Однако части конуса 303, 304 можно скрепить вместе другими подходящими способами, например, с помощью адгезива, сварки, защелок, винтов и т.п. Верхняя часть вращающегося конуса 303 и нижняя часть вращающегося конуса 304 прикреплены к проксимальному сегменту закрывающей трубки 141. Например, в по меньшей мере одном варианте осуществления верхняя часть вращающегося конуса 303 зафиксирована на верхнем сегменте стержня 145 клином 305, который проходит через отверстие 306 в верхнем сегменте ствола 145, а нижняя часть вращающегося конуса 304 зафиксирована на нижнем сегменте ствола 143 клином 307, который проходит через отверстие 308 в нижнем сегменте стержня 143. Однако вращающийся конус 302 может быть прикреплен к проксимальному сегменту закрывающей трубки 141 без возможности вращения с использованием других подходящих средств таким образом, что вращение вращающегося конуса 302 приводит к вращению концевого эффектора 20 вокруг продольной оси «A-A».
Как показано на ФИГ. 13, для облегчения сборки устройства конус шарнирного поворота 310 может быть выполнен в виде нескольких частей. Например, в показанном на фигуре варианте осуществления конус шарнирного поворота 310 образован правой частью конуса 311 и левой частью конуса 313. Правую и левую части конуса 311, 313 можно изготовить, например, из армированного стеклом поликарбоната и соединить друг с другом с помощью штифтов, удерживаемых на трении в гнездах 345, 347. Однако правую и левую части конуса 311, 313 можно скрепить вместе с помощью соответствующего адгезива, сварки, защелок, винтов и т.п. В различных неограничивающих вариантах осуществления конус шарнирного поворота 310 шарнирно установлен на верхнем и нижнем штифтах 220, 222 соответственно. Верхний штифт 220 прикреплен к верхнему сегменту стержня 145, а нижний штифт 222 прикреплен к нижнему сегменту стержня 143. Верхний и нижний штифты 220, 222 выровнены коаксиально относительно друг друга и образуют ось конуса «C-C», вокруг которой конус шарнирного поворота 310 может шарнирно поворачиваться относительно проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Как лучше всего видно на ФИГ. 11, через проксимальный конец 314 конуса шарнирного поворота 310 проходит отверстие 319. Размер отверстия 319 выбран относительно размера сегмента закрывающей трубки 141 таким образом, чтобы позволить конусу шарнирного поворота 310 шарнирно поворачиваться относительно оси конуса «C-C», как более подробно описано ниже.
[0004]В не ограничивающем варианте осуществления, показанном на ФИГ. 13, система управления шарнирным сочленением 300 включает в себя узел шарнирного поворота 230. В по меньшей мере одном варианте осуществления узел шарнирного поворота 230 может содержать правый шарнирный шток 232 и левый шарнирный шток 234. Правый и левый шарнирные штоки 232, 234 могут быть выполнены как показано на ФИГ. 14 и могут быть изготовлены из нержавеющей стали или другого подходящего материала. Как обсуждалось выше, при введении правого и левого шарнирных штоков внутрь проксимального сегмента закрывающей трубки 141 их можно перемещать внутри аксиально относительно друг друга. При введении внутрь проксимального сегмента закрывающей трубки 141 правый и левый шарнирные штоки 232, 234 образуют расположенный по центру удлиненный паз 236, который выполнен с возможностью аксиального перемещения пусковой планки 180. Из дистального конца 233 правого шарнирного штока 232 дистально выходит правый тяж шарнирного поворота 238, а из дистального конца 239 левого шарнирного штока 234 дистально выходит левый тяж шарнирного поворота 240. В различных не ограничивающих вариантах осуществления тяжи шарнирного поворота 238, 240 прикреплены к бобышке 96. Например, тяжи 238, 240 могут быть шарнирно закреплены штифтами на бобышке 96.
Узел шарнирного поворота 230 выполнен с возможностью сопряжения с конусом шарнирного поворота 310 таким образом, что шарнирное перемещение конуса шарнирного поворота 310 вокруг оси конуса «C-C» приводит к активации узла шарнирного поворота 230, что, в конечном итоге, приводит к шарнирному повороту концевого эффектора 20 вокруг оси шарнирного поворота «B-B» в шарнирном сочленении 50. Более конкретно и с отсылкой к ФИГ. 14-17, правый шарнирный шток 232 имеет правый шарнирный штифт 320, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через правый паз 251 стержневого сегмента закрывающей трубки 141. В различных неограничивающих вариантах осуществления на конце правого шарнирного штифта 320 может быть предусмотрен шар 321, входящий с возможностью вращения в отверстие 323 конуса шарнирного поворота 310. Аналогичным образом, левый шарнирный шток 234 имеет левый шарнирный штифт 330, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через левый паз 255 проксимального сегмента закрывающей трубки 141. На конце левого шарнирного штифта 330 может быть предусмотрен шар 332, входящий с возможностью вращения в отверстие 334 конуса шарнирного поворота 310.
Работу системы управления шарнирным сочленением 300 можно понять по ФИГ. 14-16. На ФИГ. 14 показан шарнирный поворот концевого эффектора 20 влево относительно шарнирного сочленения 50. Для получения такого диапазона шарнирного поворота врач шарнирно поворачивает конус шарнирного поворота 310 в направлении активации, указанном стрелкой «E» на ФИГ. 14. При шарнирном повороте конуса шарнирного поворота 310 в направлении «E» правый шарнирный шток 232 перемещается в дистальном направлении «DD», а левый шарнирный шток 234 перемещается в проксимальном направлении «PD». Такое перемещение правого и левого шарнирных штоков 232, 234 приводит к приложению выталкивающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 238 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 240, что приводит к показанному на фигуре шарнирному повороту концевого эффектора 20. На ФИГ. 15 показан концевой эффектор 20, коаксиально совмещенный со стержнем 14 (т.е. в неповернутом положении). Такую ориентацию концевого эффектора можно использовать, например, при вставке концевого эффектора 20 через канюлю троакара (на фигуре не показано) или другое отверстие в теле пациента. На ФИГ. 16 показан шарнирный поворот концевого эффектора 20 вправо относительно шарнирного сочленения 50. Для получения такого диапазона шарнирного поворота врач шарнирно поворачивает конус шарнирного поворота 310 в направлении активации, указанном стрелкой «F» на ФИГ. 15. При шарнирном повороте конуса шарнирного поворота 310 в направлении «F» правый шарнирный шток 232 перемещается в проксимальном направлении «PD», а левый шарнирный шток 234 перемещается в дистальном направлении «DD». Такое перемещение правого и левого шарнирных штоков 232, 234 приводит к приложению выталкивающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 240 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 238, что приводит к показанному на фигуре шарнирному повороту концевого эффектора 20. Хотя в описанном варианте узла шарнирного поворота 230 используются два удлиненных шарнирных штока или элемента, в альтернативных вариантах осуществления возможно использование только одного удлиненного шарнирного элемента.
На ФИГ. 17-23 показан другой неограничивающий вариант осуществления системы управления шарнирным сочленением настоящего изобретения, обозначенной по существу номером 400. Компоненты, совпадающие с компонентами, используемыми в описанных выше вариантах осуществления, будут отмечаться теми же номерами, и специалист в данной области может обратиться к описанию, изложенному выше в настоящем документе, которое разъясняет их конструкцию и принцип действия. В различных неограничивающих вариантах осуществления система управления шарнирным сочленением 400 включает в себя конус шарнирного поворота 410, состоящий из нескольких частей. Например, конус шарнирного поворота 410 имеет правую часть конуса 412, которая может аксиально перемещаться относительно левой части конуса 430. См. ФИГ. 21. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления правая часть конуса 412 состоит из верхней правой части 414 и нижней правой части 420. См. ФИГ. 19. Верхняя и нижняя правые части конуса 412, 414 могут быть изготовлены, например, из армированного стеклом поликарбоната или другого подходящего материала. Аналогичным образом, левая часть конуса 430 состоит из верхней левой части конуса 432 и нижней левой части конуса 440. Верхняя и нижняя правые части конуса 432, 440 могут быть изготовлены, например, из армированного стеклом поликарбоната или другого подходящего материала.
Как показано на ФИГ. 20, на верхней правой части конуса 414 предусмотрена пара отстоящих друг от друга сегментов удерживающих тяжей 416, а на нижней правой части конуса 420 предусмотрена пара отстоящих друг от друга сегментов удерживающих тяжей 422. При сведении верхней и нижней правых частей конуса 414, 420 вместе сегменты удерживающих тяжей 416 верхней части 414 объединяются с сегментами удерживающих тяжей 422 нижней части 420 с образованием сплошных кольцевых удерживающих тяжей, по существу обозначенных как 424, функция которых более подробно описана ниже. Аналогичным образом, на верхней левой части конуса 432 предусмотрена пара отстоящих друг от друга сегментов удерживающих тяжей 434, а на нижней левой части конуса 440 предусмотрена пара отстоящих друг от друга сегментов удерживающих тяжей 442. При сведении верхней и нижней левых частей конуса 432, 440 вместе сегменты удерживающих тяжей 434 верхней части 432 объединяются с сегментами удерживающих тяжей 442 нижней части 440 с образованием сплошных кольцевых удерживающих тяжей, по существу обозначенных как 444.
В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления система управления шарнирным сочленением 400 включает в себя узел шарнирного поворота 230. В по меньшей мере одном варианте осуществления узел шарнирного поворота 230 может содержать правый шарнирный шток 232 и левый шарнирный шток 234. Правый и левый шарнирные штоки 232, 234 могут быть выполнены как показано на ФИГ. 19 и могут быть изготовлены из нержавеющей стали или другого подходящего материала. Правый и левый шарнирные штоки 232, 234, при удерживании с возможностью перемещения внутри проксимального сегмента закрывающей трубки 141, как показано на фигуре, образуют расположенный по центру удлиненный паз 236, который выполнен с возможностью аксиального перемещения пусковой планки 180. Из дистального конца 233 правого шарнирного штока 232 дистально выходит правый тяж шарнирного поворота 238, а из дистального конца 239 левого шарнирного штока 234 дистально выходит левый тяж шарнирного поворота 240. В различных неограничивающих вариантах осуществления тяжи шарнирного поворота 238, 240 прикреплены к бобышке 96. Например, тяжи 238, 240 могут быть шарнирно закреплены штифтами на бобышке 96. Правый и левый шарнирные штоки 232, 234 вставляют с возможностью скольжения внутрь полого проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Правый шарнирный шток 232 имеет правый шарнирный штифт 450, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через правый паз 251 стержневого сегмента закрывающей трубки 141. Аналогичным образом, левый шарнирный шток 234 имеет левый шарнирный штифт 460, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через левый паз 255 стержневого сегмента закрывающей трубки 141. Такая конструкция позволяет правому шарнирному штоку 232 и второму шарнирному штоку независимо аксиально перемещаться внутри проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Конец правого шарнирного штифта 450 выполнен с возможностью приема в отверстии 452, образованном сведенными вместе верхней и нижней правыми частями конуса 414, 420. Аналогичным образом, конец левого шарнирного штифта 460 выполнен с возможностью приема в отверстии 462, образованном верхней и нижней левыми частями конуса 432, 440.
Для сборки по меньшей мере одного варианта осуществления верхние части конуса 414, 432 сводят вместе для образования временного узла верхней части конуса 433, но оставляют их не скрепленными друг с другом, как показано на ФИГ. 19. Как также показано на ФИГ. 19, нижние части конуса 420, 440 сводят вместе для образования временного узла нижней части конуса 443, но оставляют их не скрепленными друг с другом. Затем временный узел верхней части конуса 433 объединяют с временным узлом нижней части конуса 443 поверх проксимального сегмента закрывающей трубки 141, захватывая при этом правый шарнирный штифт 450 в правое отверстие 452 и левый шарнирный штифт 460 в левое отверстие 462. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления на правой верхней части конуса 414 предусмотрены крепежные штифты 415 (ФИГ. 20), размер которых обеспечивает их посадку на трении в крепежные отверстия 425 в нижней правой части конуса для скрепления этих двух частей 414, 420 вместе с образованием правой части конуса 412. Аналогичным образом, на нижней левой части конуса 440 предусмотрены крепежные штифты 445, размер которых обеспечивает их посадку на трении в крепежные отверстия 435 в верхней левой части конуса 432 для скрепления этих двух частей 440, 432 вместе с образованием левой части конуса 430. Однако для скрепления верхней правой части конуса 414 и нижней правой части конуса 420, а также верхней левой части конуса 432 и нижней левой части конуса 440 можно использовать и другие конструкции крепежных элементов и/или адгезив.
Работу системы управления шарнирным сочленением 400 можно понять по ФИГ. 22 и 23. На ФИГ. 22 показан шарнирный поворот концевого эффектора 20 влево относительно шарнирного сочленения 50. Для получения такого диапазона шарнирного поворота врач аксиально перемещает правую часть конуса 412 в дистальном направлении «DD» и левую часть конуса 430 в проксимальном направлении «PD», что заставляет правый шарнирный штифт 232 и левый шарнирный штифт 234 переместить концевой эффектор влево относительно шарнирного сочленения 50. Такое перемещение правого и левого шарнирных штоков 232, 234 приводит к приложению выталкивающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 238 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 240, что приводит к показанному на фигуре шарнирному повороту концевого эффектора 20. На ФИГ. 23 показан шарнирный поворот концевого эффектора 20 вправо относительно шарнирного сочленения 50. Для получения такого диапазона шарнирного поворота врач аксиально перемещает правую часть конуса 412 в проксимальном направлении «PD» и левую часть конуса 430 в дистальном направлении «DD», что заставляет правый шарнирный штифт 232 и левый шарнирный штифт 234 переместить концевой эффектор 20 вправо относительно шарнирного сочленения 50. Такое перемещение правого и левого шарнирных штоков 232, 234 приводит к приложению выталкивающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 240 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 238, что приводит к показанному на фигуре шарнирному повороту концевого эффектора 20. Хотя в описанном варианте узла шарнирного поворота 230 используются два удлиненных шарнирных штока или элемента, в альтернативных вариантах осуществления возможно использование только одного удлиненного шарнирного элемента.
На ФИГ. 24 и 25 показан альтернативный вариант осуществления конуса 410', который можно использовать вместо описанного выше варианта осуществления конуса 410. В данном варианте осуществления конус 410' состоит из правой части конуса 412', выполненной с возможностью аксиального перемещения относительно левой части конуса 430'. Как показано на этих фигурах, в левой части конуса 430' имеется левое аксиальное отверстие 460, которое образует левый аксиальный выступ 462, выполненный с возможностью скользящего зацепления с правой частью фиксатора 470. Аналогичным образом, в правой части конуса 412' имеется правое аксиальное отверстие 472, которое имеет правый аксиальный выступ 474, выполненный с возможностью скользящего зацепления с левой частью фиксатора 464. Такая конструкция обеспечивает соединение правой части конуса 412' и левой части конуса 430' вместе вокруг проксимального закрывающего стержня 141, при этом позволяя данным частям аксиально перемещаться относительно друг друга. В правой части конуса 412' имеется правое отверстие 452' для принятия в него правого шарнирного штифта 450, а в левой части конуса 430' имеется левое отверстие 462' для принятия в него левого шарнирного штифта 460. Альтернативный вариант конуса 410' в остальном функционирует аналогично описанным выше вариантам конуса и обеспечивает шарнирный поворот концевого эффектора 20 в шарнирном сочленении 50 вокруг оси шарнирного поворота «B-B».
На ФИГ. 26-33 показан другой неограничивающий вариант осуществления системы управления шарнирным сочленением настоящего изобретения, обозначенной по существу номером 500. Компоненты, совпадающие с компонентами, используемыми в описанных выше вариантах осуществления, будут отмечаться теми же номерами, и специалист в данной области может обратиться к описанию, изложенному выше в настоящем документе, которое разъясняет их конструкцию и принцип действия. В по меньшей мере одном варианте осуществления система управления шарнирным сочленением 500 включает в себя конус шарнирного поворота 510, состоящий из нескольких частей. Например, конус шарнирного поворота 510 имеет правую часть конуса 512, которая выполнена с возможностью прикрепления к левой части конуса 530. См. ФИГ. 29. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления на правой части конуса 512 могут быть предусмотрены образованные на ней крепежные штифты 513, размер которых обеспечивает их посадку на трении в соответствующие крепежные отверстия (не показаны) в левой части конуса 530. Аналогичным образом, в правой части конуса 512 могут быть предусмотрены крепежные отверстия 515, размер которых обеспечивает зацепление на трении соответствующих крепежных штифтов 531 на левой части конуса 530 для соединения вместе правой и левой частей конуса 512, 530. См. ФИГ. 29. Для скрепления вместе правой и левой частей конуса могут использоваться другие способы крепления, такие как адгезив, сварка, механические крепежные элементы, защелки и т.п. В различных неограничивающих вариантах осуществления правая часть конуса 512 имеет проксимальный конец 514 с образованными на нем активирующими кнопками или выступами 516. Правая часть конуса 512 дополнительно имеет дистальный конец 517 с образованным на нем клином 518 для приема в соответствующее отверстие для клина 519 на проксимальном сегменте закрывающей трубки 141 для закрепления правой части конуса 512 без возможности вращения на проксимальном сегменте закрывающей трубки 141. Аналогичным образом, левая часть конуса 530 имеет проксимальный конец 534 с образованными на нем активирующими кнопками или выступами 516. Левая часть конуса 530 дополнительно имеет дистальный конец 537 с образованным на нем клином 538 для приема в отверстие для клина 539 на проксимальном сегменте закрывающей трубки 141 для закрепления левой части конуса 530 без возможности вращения на проксимальном сегменте закрывающей трубки 141. См. ФИГ. 31-33.
В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления система управления шарнирным сочленением 500 включает в себя узел шарнирного поворота 230. В по меньшей мере одном варианте осуществления узел шарнирного поворота 230 может содержать правый шарнирный шток 232 и левый шарнирный шток 234. Правый и левый шарнирные штоки 232, 234 могут быть выполнены как показано на ФИГ. 29 и могут быть изготовлены из нержавеющей стали или другого подходящего материала. Правый и левый шарнирные штоки 232, 234, при удерживании с возможностью перемещения внутри проксимального сегмента закрывающей трубки 141, как показано на фигуре, образуют расположенный по центру удлиненный паз 236, который выполнен с возможностью аксиального перемещения пусковой планки 180. Из дистального конца 233 правого шарнирного штока 232 дистально выходит правый тяж шарнирного поворота 238, а из дистального конца 239 левого шарнирного штока 234 дистально выходит левый тяж шарнирного поворота 240. В различных вариантах осуществления тяжи шарнирного поворота 238, 240 прикреплены к бобышке 96. Например, тяжи 238, 240 могут быть шарнирно закреплены штифтами на бобышке 96. Правый и левый шарнирные штоки 232, 234 вставляют с возможностью скольжения внутрь полого проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Правый шарнирный шток 232 имеет правый шарнирный штифт 550, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через правый паз 251 проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Аналогичным образом, левый шарнирный шток 234 имеет левый шарнирный штифт 560, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через левый паз 255 проксимального сегмента закрывающей трубки 141.
В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления устройство управления шарнирным сочленением 500 включает в себя узел приводного устройства 562, выступающий через отверстия 564, 566 конуса 510 и выполненный с возможностью избирательного шарнирного поворота вокруг оси приводного устройства «H-H», по существу перпендикулярной к продольной оси «A-A». В различных формах узел приводного устройства 562 содержит первую часть приводного устройства 570, связанную со второй частью приводного устройства 580. Первая часть приводного устройства 570 имеет проходящее через нее шарнирное отверстие 571, выполненное с возможностью шарнирного приема первого штифта приводного устройства 590, соединенного с проксимальным сегментом закрывающей трубки 141. См. ФИГ. 28 и 19. Аналогичным образом, вторая часть приводного устройства 580 имеет проходящее через нее шарнирное отверстие 581, выполненное с возможностью шарнирного приема второго штифта приводного устройства 592, соединенного с проксимальным сегментом закрывающей трубки 141. Первый и второй штифты приводного устройства 590, 592 служат для образования оси приводного устройства «H-H», которая по существу перпендикулярна продольной оси «A-A» и вокруг которой может шарнирно поворачиваться узел приводного устройства 562. Первую часть приводного устройства 570 и вторую часть приводного устройства 580 можно скрепить различными способами. Например, в показанном на фигуре варианте первая часть приводного устройства 570 имеет пару крепежных штифтов 572, размер которых обеспечивает их посадку на трении в соответствующие крепежные отверстия (не показаны) во второй части приводного устройства 580. Аналогичным образом, вторая часть приводного устройства 580 может иметь крепежные штифты 580, размер которых обеспечивает их посадку на трении в крепежные отверстия 574 в первой части приводного устройства, так что при сведении вместе первой и второй частей приводного устройства 570, 580 они образуют узел приводного устройства 562. Однако для скрепления вместе первой и второй частей приводного устройства 570, 580 можно использовать любые подходящие средства, такие как адгезив, фиксаторы, защелки и т.п.
Как показано на ФИГ. 28 и 29, первая часть приводного устройства 570 функционально сопряжена с первым шарнирным штоком 232 для обеспечения его аксиального перемещения внутри проксимального сегмента закрывающей трубки 141 с использованием первого криволинейного паза 576, который выполнен с возможностью принятия в себя части правого шарнирного штифта 550. Таким образом, при шарнирном повороте первой части приводного устройства 570 вокруг оси приводного устройства «H-H» взаимодействие между первым криволинейным пазом 576 и правым шарнирным штифтом 550 вызовет аксиальное перемещение первого шарнирного штока 232 внутри проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Аналогичным образом, вторая часть приводного устройства 580 функционально сопряжена со вторым шарнирным штоком 234 для обеспечения его аксиального перемещения внутри проксимального сегмента закрывающей трубки 141 с использованием второго криволинейного паза 586, который выполнен с возможностью принятия в себя части левого шарнирного штифта 560. Таким образом, при шарнирном повороте второй части приводного устройства 580 вокруг оси приводного устройства «H-H» взаимодействие между вторым криволинейным пазом 586 и левым шарнирным штифтом 560 вызовет аксиальное перемещение второго шарнирного штока 234 внутри проксимального сегмента закрывающей трубки 141.
Работу системы управления шарнирным сочленением 500 можно понять по ФИГ. 26 и 31-33. Обращаясь сначала к ФИГ. 26, для вращения проксимального сегмента закрывающей трубки 141 и, в конечном итоге, концевого эффектора 20 (показанного на ФИГ. 31-33) вокруг продольной оси «A-A» врач просто вращает конус 510 вокруг продольной оси «A-A», как показано стрелкой «I» на ФИГ. 26. На ФИГ. 31 показан шарнирный поворот концевого эффектора 20 влево относительно шарнирного сочленения 50. Для получения такого диапазона шарнирного поворота врач просто шарнирно поворачивает узел приводного устройства 562 в направлении «J» (показанном на ФИГ. 30) вокруг оси приводного устройства «H-H». Такое перемещение узла приводного устройства 562 приводит к взаимодействию между правым шарнирным штифтом 550 и правым криволинейным пазом 576, которое вызывает аксиальное перемещение правого шарнирного штока 232 в дистальном направлении «DD». Такое перемещение узла приводного устройства 562 также приводит к взаимодействию между левым шарнирным штифтом 560 и левым криволинейным пазом 586, которое одновременно вызывает аксиальное перемещение левого шарнирного штока 234 в проксимальном направлении «PD». Такое перемещение правого и левого шарнирных штоков 232, 234 приводит к приложению выталкивающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 238 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 240, что приводит к показанному на фигуре шарнирному повороту концевого эффектора 20. На ФИГ. 33 показан шарнирный поворот концевого эффектора 20 вправо относительно шарнирного сочленения 50. Для получения такого диапазона шарнирного поворота врач шарнирно поворачивает узел приводного устройства 562 в направлении «K» (показанном на ФИГ. 30) вокруг оси приводного устройства «H-H». Такое перемещение узла приводного устройства 562 приводит к взаимодействию между правым шарнирным штифтом 550 и правым криволинейным пазом 576, которое вызывает аксиальное перемещение правого шарнирного штока 232 в проксимальном направлении «PD». Такое перемещение узла приводного устройства 562 также приводит к взаимодействию между левым шарнирным штифтом 560 и левым криволинейным пазом 586, которое одновременно вызывает аксиальное перемещение левого шарнирного штока 234 в дистальном направлении «DD». Такое перемещение правого и левого шарнирных штоков 232, 234 приводит к приложению выталкивающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 240 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 238, что приводит к показанному на фигуре шарнирному повороту концевого эффектора 20. Хотя в описанном варианте узла шарнирного поворота 230 используются два удлиненных шарнирных штока или элемента, в альтернативных вариантах осуществления возможно использование только одного удлиненного шарнирного элемента.
На ФИГ. 34-42 показан другой неограничивающий вариант осуществления системы управления шарнирным сочленением настоящего изобретения, обозначенной по существу номером 600. Компоненты, совпадающие с компонентами, используемыми в описанных выше вариантах осуществления, будут отмечаться теми же номерами, и специалист в данной области может обратиться к описанию, изложенному выше в настоящем документе, которое разъясняет их конструкцию и принцип действия. В данном варианте осуществления система управления шарнирным сочленением 600 включает в себя конус шарнирного поворота 610, состоящий из нескольких частей. Например, конус шарнирного поворота 610 имеет верхнюю часть конуса 612, которая выполнена с возможностью прикрепления к нижней части конуса 630. См. ФИГ. 38. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления на верхней части конуса 612 могут быть предусмотрены крепежные штифты (не показаны), размер которых обеспечивает их посадку на трении в соответствующие крепежные отверстия 631 в нижней части конуса 630. Для скрепления вместе верхней и нижней частей конуса 612, 630 могут использоваться другие способы крепления, такие как адгезив, механические фиксаторы, защелки и т.п. В различных неограничивающих вариантах осуществления верхняя часть конуса 612 имеет проксимальный конец 614 с образованными на нем активирующими кнопками или выступами 616. Аналогичным образом, нижняя часть конуса 630 имеет проксимальный конец 634 с образованными на нем активирующими кнопками или выступами 616.
В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления система управления шарнирным сочленением 600 включает в себя узел шарнирного поворота 700. В по меньшей мере одном варианте осуществления узел шарнирного поворота 700 может содержать правый тяж шарнирного поворота 710 и левый тяж шарнирного поворота 730, которые принимаются проксимальным сегментом закрывающей трубки 750. Правый тяж шарнирного поворота 710 имеет удлиненную часть правого тяжа 712 и проксимальную активирующую часть 714. Аналогичным образом, левый тяж шарнирного поворота 730 имеет удлиненную часть левого тяжа 732 и проксимальную активирующую часть 734. Правый и левый тяжи шарнирного поворота 710, 730 могут быть изготовлены из нержавеющей стали или другого подходящего материала. Проксимальный сегмент закрывающей трубки 750 содержит полую трубку, которая может быть изготовлена, например, из нержавеющей стали или другого подходящего материала. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления в стенке полого проксимального сегмента закрывающей трубки 750 выполнен проход для правого тяжа 752 и проход для левого тяжа 754. В центре проксимального сегмента закрывающей трубки 750 предусмотрен проход для размещения проксимальной части рамы или цапфы устройства (не показана), а также пусковой планки (не показана) различными описанными выше способами. Как показано на ФИГ. 38, удлиненная часть правого тяжа шарнирного поворота 712 поддерживается с возможностью скольжения в проходе для правого тяжа 752, а удлиненная часть левого тяжа шарнирного поворота 732 поддерживается с возможностью скольжения в проходе для левого тяжа 754. В различных неограничивающих вариантах осуществления тяжи шарнирного поворота 712, 732 прикреплены к бобышке 96. См. ФИГ. 40 и 42. Например, тяжи 238, 240 могут быть шарнирно закреплены штифтами на бобышке 96. Правый и левый шарнирные штоки 232, 234 вставляют с возможностью скольжения внутрь полого проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Правый шарнирный шток 232 имеет правый шарнирный штифт 550, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через правый паз 251 проксимального сегмента закрывающей трубки 141. Аналогичным образом, левый шарнирный шток 234 имеет левый шарнирный штифт 560, который прикреплен к нему и латерально выступает из него, проходя через левый паз 255 проксимального сегмента закрывающей трубки 141.
Конус 610 закреплен без возможности вращения на проксимальном сегменте закрывающей трубки 700 так, что вращение конуса 610 вокруг продольной оси «A-A» приведет к вращению концевого эффектора 20 вокруг продольной оси «A-A». В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления конус 610 имеет клин 613, проходящий в паз 751 на проксимальном сегменте закрывающей трубки 750. См. ФИГ. 38. Такая конструкция служит для закрепления конуса 610 без возможности вращения на проксимальном сегменте закрывающей трубки 750, одновременно позволяя конусу 610 аксиально перемещаться относительно него. Как также показано на ФИГ. 37 и 38, верхняя часть конуса 612 дополнительно имеет образованную в ней прорезь привода 640, выполненную с возможностью функционального зацепления с элементом шарнирного привода или шарнирной пластиной 650. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления шарнирная пластина 650 содержит правую часть шарнирной пластины 652 и левую часть шарнирной пластины 670. Правая часть шарнирной пластины имеет образованный в ней шарнирный штифт 654, выполненный с возможностью шарнирного приема в шарнирное отверстие 780 в проксимальном сегменте закрывающей трубки 750. См. ФИГ. 42. Аналогичным образом, левая часть шарнирной пластины 670 имеет образованный в ней правый шарнирный штифт 672, выполненный с возможностью шарнирного приема в шарнирное отверстие 682 в проксимальном сегменте закрывающей трубки 750. Правый и левый шарнирные штифты 654, 672 коаксиально выровнены относительно друг друга и образуют ось привода «L-L», вокруг которой может шарнирно поворачиваться шарнирная пластина 650 и которая по существу перпендикулярна продольной оси «A-A». Правая и левая части шарнирной пластины 650, 670 скреплены вместе штифтами (не показаны), удерживаемыми на трении в отверстиях 655. Правую и левую части шарнирной пластины 650, 670 также можно соединить с использованием адгезива или с помощью другого подходящего способа крепления. Как показано на ФИГ. 36, 37 и 39, в проксимальном сегменте закрывающей трубки 750 выполнены верхний и нижний формирующие зазор пазы 753, 755 для облегчения шарнирного перемещения шарнирной пластины 650 вокруг оси привода «L-L» (ФИГ. 36).
Как дополнительно показано на ФИГ. 37-40 и 41, правая часть шарнирной пластины 650 имеет нижний правый приводной паз 656, выполненный с возможностью совмещения с соответствующим нижним левым приводным пазом 674 в левой части шарнирной пластины 670 для образования нижнего приводного паза 676 в приводной пластине 650 для приема и функционального зацепления язычка привода 716, образованного на части привода 714 узла тяжа шарнирного поворота 710. Правая часть шарнирной пластины 650 имеет верхний правый приводной паз 658, выполненный с возможностью совмещения с соответствующим верхним левым приводным пазом (не показан) в левой части шарнирной пластины 670 для образования верхнего приводного паза 678 в приводной пластине 650 для приема и функционального зацепления язычка привода 736, образованного на части привода 734 узла тяжа шарнирного поворота 730.
Работу системы управления шарнирным сочленением 600 можно понять по ФИГ. 39-42. Обращаясь сначала к ФИГ. 39 и 40, для шарнирного поворота концевого эффектора 20 вправо относительно шарнирного сочленения 50 врач аксиально толкает конус 610 в дистальном направлении «DD». Такое перемещение конуса 610 в дистальном направлении «DD» приводит к шарнирному повороту шарнирной пластины 650 вокруг оси привода «L-L» в направлении «M» (ФИГ. 39), тем самым толкая левый узел тяжа шарнирного поворота 730 в дистальном направлении «DD» и вытягивая правый узел тяжа шарнирного поворота 750 в проксимальном направлении «PD». Такое аксиальное перемещение конуса 610 и правого и левого узлов тяжа шарнирного поворота 710, 730 приводит к приложению толкающего движения к бобышке 96 левым узлом тяжа шарнирного поворота 730 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 правым узлом тяжа шарнирного поворота 710, что приводит к показанному на ФИГ. 40 шарнирному повороту концевого эффектора 20. Аналогичным образом, для шарнирного поворота концевого эффектора 20 влево относительно шарнирного сочленения 50 (ФИГ. 42) врач вытягивает конус 610 в проксимальном направлении «PD». Такое перемещение конуса 610 в проксимальном направлении «PD» приводит к шарнирному повороту шарнирной пластины 650 вокруг оси привода «L-L» в направлении «N» (ФИГ. 41), тем самым толкая правый узел тяжа шарнирного поворота 710 в дистальном направлении «DD» и вытягивая левый узел тяжа шарнирного поворота 750 в проксимальном направлении «PD». Такое аксиальное перемещение конуса 610 и правого и левого узлов тяжа шарнирного поворота 710, 730 приводит к приложению толкающего движения к бобышке 96 правым узлом тяжа шарнирного поворота 710 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 левым узлом тяжа шарнирного поворота 730, что приводит к показанному на ФИГ. 42 шарнирному повороту концевого эффектора 20. Для вращения концевого эффектора 20 вокруг продольной оси «A-A» врач просто вращает конус 610 вокруг продольной оси «A-A». Это движение можно выполнять частью той же руки, которая удерживает рукоятку устройства. Хотя в описанном варианте узла шарнирного поворота 230 используются два удлиненных шарнирных штока или элемента, в альтернативных вариантах осуществления возможно использование только одного удлиненного шарнирного элемента.
На ФИГ. 43-50 показан другой вариант осуществления системы управления шарнирным сочленением настоящего изобретения, по существу обозначенной номером 800. Компоненты, совпадающие с компонентами, используемыми в описанных выше вариантах осуществления, будут отмечаться теми же номерами, и специалист в данной области может обратиться к описанию, изложенному выше в настоящем документе, которое разъясняет их конструкцию и принцип действия. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления система управления шарнирным сочленением 800 включает в себя конус шарнирного поворота 810, состоящий из нескольких частей. Например, конус шарнирного поворота 810 имеет первую часть конуса 812, которая выполнена с возможностью прикрепления ко второй части конуса 830. См. ФИГ. 44-46. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления правая часть конуса 812 и левая часть конуса 830 скреплены группой штифтов 813, которые удерживаются на трении в соответствующих отверстиях 815. Для скрепления вместе первой и второй частей конуса 812, 830 можно использовать другие способы крепления, такие как адгезив, механические фиксаторы, защелки и т.п. В различных неограничивающих вариантах осуществления первая часть конуса 812 имеет проксимальный конец 814 с образованными на нем активирующими кнопками или выступами 816. Аналогичным образом, вторая часть конуса 830 имеет проксимальный конец 834 с образованными на нем активирующими кнопками или выступами 816.
В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления система управления шарнирным сочленением 800 включает в себя избирательно блокируемый узел шарнирного поворота 900. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления узел шарнирного поворота 900 может содержать правый тяж шарнирного поворота 910 и левый тяжа шарнирного поворота 930, которые введены в сегмент цапфы 850, закрепленный на рукоятке инструмента (не показана). Правый тяж шарнирного поворота 910 имеет удлиненную часть правого тяжа 912 и проксимальную активирующую часть 914, на которой образован правый язычок привода 916. Аналогичным образом, левый тяж шарнирного поворота 930 имеет удлиненную часть левого тяжа 932 и проксимальную активирующую часть 934, на которой образован левый язычок привода 936. Правый и левый тяжи шарнирного поворота 910, 930 могут быть изготовлены из нержавеющей стали или другого подходящего материала.
В различных неограничивающих вариантах осуществления сегмент цапфы 850 содержит полую трубку, которая может быть изготовлена, например, из нержавеющей стали или другого подходящего материала. В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления в стенке полого сегмента цапфы 850 выполнен проход для правого тяжа 852 и проход для левого тяжа 854. В центре сегмента цапфы 850 предусмотрен проход 851, выполненный по форме и размеру с возможностью размещения проксимальной части рамы или цапфы 100 устройства (показана на ФИГ. 2), а также пусковой планки 180 (показана на ФИГ. 2) различными описанными выше способами. Как показано на ФИГ. 47, удлиненная часть правого тяжа шарнирного поворота 912 поддерживается с возможностью скольжения в проходе для правого тяжа 852, а удлиненная часть левого тяжа шарнирного поворота 932 поддерживается с возможностью скольжения в проходе для левого тяжа 854. В различных неограничивающих вариантах осуществления тяжи шарнирного поворота 912, 932 прикреплены к бобышке 96 рамы концевого эффектора 90, как описано выше.
Как показано на ФИГ. 44-47 и 49, в по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления правый и левый язычки привода 916, 936 выполнены с возможностью функционального зацепления с приводной или шарнирной пластиной 980. В различных вариантах осуществления шарнирная пластина 980 содержит первую часть шарнирной пластины 982 и вторую часть шарнирной пластины 990. Первая часть шарнирной пластины 982 имеет образованный на ней первый шарнирный штифт 984, выполненный с возможностью шарнирного приема в первое шарнирное отверстие 853 в сегменте цапфы 850. См. ФИГ. 44 и 46. Аналогичным образом, вторая часть шарнирной пластины 990 имеет образованный на ней второй шарнирный штифт 992, выполненный с возможностью шарнирного приема во второе шарнирное отверстие 852 в сегменте цапфы 850. Первый шарнирный штифт 984 также проходит через удлиненный первый паз 954 в проксимальном сегменте закрывающей трубки 950. Аналогичным образом, второй шарнирный штифт 992 проходит через удлиненный второй паз 956 в проксимальном сегменте закрывающей трубки 950. Такая конструкция позволяет проксимальному сегменту закрывающей трубки 950 аксиально перемещаться по сегменту цапфы 850, одновременно позволяя шарнирной пластине 980 шарнирно перемещаться относительно него. Первый и второй шарнирные штифты 984, 992 коаксиально выровнены относительно друг друга и образуют ось привода «N-N», вокруг которой может шарнирно поворачиваться шарнирная пластина 980 и которая по существу перпендикулярна продольной оси «A-A». См. ФИГ. 45. Первая и вторая части шарнирной пластины 982, 990 скреплены вместе штифтами 983, удерживаемыми на трении в отверстиях 993. Первую и вторую части шарнирной пластины 982, 990 также можно скрепить вместе с использованием адгезива, сварки, защелок или с помощью другого подходящего способа крепления.
Как показано на ФИГ. 49, сегмент цапфы 850 имеет правый паз для язычка 860, через который проходит правый язычок привода 916. Сегмент цапфы 850 дополнительно имеет левый паз для язычка 862, через который проходит левый язычок привода 936. Кроме того, правый язычок привода 916 проходит через правый паз 960 в проксимальном сегменте закрывающей трубки 950, а левый язычок привода 936 проходит через левый паз 962 в проксимальном сегменте закрывающей трубки 950. Как дополнительно показано на ФИГ. 44-47, первая часть шарнирной пластины 982 имеет правый приводной паз 987, выполненный с возможностью совмещения с соответствующим правым приводным пазом (не показан) во второй части шарнирной пластины 990 для образования правого приводного паза 995 в приводной пластине 980 для приема и функционального зацепления правого язычка привода 916. Аналогичным образом, правая часть шарнирной пластины 982 имеет левый приводной паз 988, выполненный с возможностью совмещения c соответствующим левым приводным пазом 996 во второй части шарнирной пластины 990 для образования левого приводного паза 997 в приводной пластине 980 для приема и функционального зацепления левого язычка привода 936.
В различных неограничивающих вариантах осуществления конус шарнирного поворота 810 закреплен без возможности поворота на проксимальном сегменте закрывающей трубки 950, так что вращение конуса шарнирного поворота 610 вокруг продольной оси «A-A» приведет к вращению концевого эффектора 20 вокруг продольной оси «A-A». В по меньшей мере одном неограничивающем варианте осуществления конус шарнирного поворота 810 имеет клин 818, проходящий в соответствующий удлиненный паз 951 на проксимальном сегменте закрывающей трубки 950 и соответствующий паз 859 на сегменте цапфы 850, как показано на ФИГ. 49. Такая конструкция позволяет конусу шарнирного поворота 810 аксиально перемещаться относительно проксимального сегмента закрывающей трубки 950 и сегмента цапфы 950, одновременно допуская вращение проксимального сегмента закрывающей трубки 950 как целого путем вращения конуса 810 вокруг продольной оси «A-A». Как также видно на ФИГ. 44 и 49, в конусе шарнирного поворота 810 предусмотрена прорезь привода 817, выполненная с возможностью зацепления с шарнирной пластиной 980. Таким образом, аксиальное перемещение конуса 810 приведет к шарнирному повороту шарнирной пластины 980 вокруг оси привода «N-N».
Для шарнирного поворота концевого эффектора влево относительно шарнира или оси шарнирного поворота врач аксиально перемещает конус шарнирного поворота 810 в дистальном направлении «DD». Такое перемещение конуса шарнирного поворота 810 в дистальном направлении «DD» приводит к шарнирному повороту шарнирной пластины 980 вокруг оси привода N-N, тем самым перемещая правый тяж шарнирного поворота 910 в дистальном направлении «DD» и вытягивая левый тяж шарнирного поворота 930 в проксимальном направлении «PD». Такое аксиальное перемещение конуса шарнирного поворота 810 и правого и левого тяжей шарнирного поворота 910, 930 приводит к приложению толкающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 910 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 930, что приводит к шарнирному повороту концевого эффектора. См. ФИГ. 49. Аналогичным образом, для шарнирного поворота концевого эффектора вправо относительно шарнира или оси шарнирного поворота врач вытягивает конус шарнирного поворота 810 в проксимальном направлении «PD». Такое перемещение конуса шарнирного поворота 810 в проксимальном направлении «PD» приводит к шарнирному повороту шарнирной пластины 980 вокруг оси привода «N-N», тем самым толкая левый тяж шарнирного поворота 930 в дистальном направлении «DD» и вытягивая правый тяж шарнирного поворота 910 в проксимальном направлении «PD». Такое аксиальное перемещение конуса шарнирного поворота 810 и правого и левого тяжей шарнирного поворота 910, 930 приводит к приложению толкающего движения к бобышке 96 левым тяжом шарнирного поворота 930 и к приложению вытягивающего движения к бобышке 96 правым тяжом шарнирного поворота 910, что приводит к шарнирному повороту концевого эффектора вправо от продольной оси «A-A». Для вращения концевого эффектора вокруг продольной оси «A-A» врач просто вращает конус шарнирного поворота 810 вокруг продольной оси «A-A».
Как обсуждалось выше, проксимальный сегмент закрывающей трубки 950 сопрягается с закрывающим спусковым механизмом таким образом, что при активации врачом закрывающего спускового механизма проксимальный сегмент закрывающей трубки 950 перемещается в дистальном направлении. В различных неограничивающих вариантах осуществления дистальная концевая часть проксимального сегмента закрывающей трубки может быть выполнена, например, как показано на ФИГ. 2, с возможностью шарнирного соединения с дистальным сегментом закрывающей трубки 150 для приложения открывающего и закрывающего движений к упору 130. В различных неограничивающих вариантах осуществления система блокировки шарнирного поворота 1000 выполнена с возможностью блокирования при аксиальном перемещении проксимального сегмента закрывающей трубки 950 в дистальном направлении «DD» и разблокирования при аксиальном перемещении проксимального сегмента закрывающей трубки 950 в проксимальном направлении «PD».
[0005]Более конкретно, как показано на ФИГ. 45, правый тяж шарнирного поворота 910 имеет образованное на нем множество правых блокирующих стопоров 1010. Каждый стопор 1010 соответствует определенной угловой или шарнирно повернутой ориентации концевого эффектора вокруг оси шарнирного поворота. Правые блокирующие стопоры 1010 выполнены с возможностью вхождения в зацепление с правым блокирующим шариком 1012, который поддерживается с возможностью перемещения в правом блокирующем отверстии 1014 сегмента цапфы 850. Аналогичным образом, левый тяж шарнирного поворота 930 имеет множество образованных на нем левых блокирующих стопоров 1020, выполненных с возможностью вхождения в зацепление с левым блокирующим шариком 1022, который поддерживается с возможностью перемещения в левом блокирующем отверстии 1024 сегмента цапфы 850. См. ФИГ. 49. Правый блокирующий шарик 1012 принимается в удлиненной правой полости блокировки 1016, образованной на проксимальном сегменте закрывающей трубки 950. Такая удлиненная полость блокировки 1016 обеспечивает достаточный зазор для радиального перемещения правого блокирующего шарика 1012 при аксиальном перемещении правого тяжа шарнирного поворота 912 внутри сегмента цапфы 850. Как лучше всего видно на ФИГ. 48 и 50, проксимальный конец 1017 удлиненной правой полости блокировки 1016 имеет образованную на нем наклонную поверхность блокировки 1018. Аналогичным образом, левый блокирующий шарик 1022 принимается в удлиненной левой полости блокировки 1026, образованной на проксимальном сегменте закрывающей трубки 950. Такая удлиненная полость блокировки 1026 обеспечивает достаточный зазор для радиального перемещения левого блокирующего шарика 1022 при аксиальном перемещении левого тяжа шарнирного поворота 932 внутри сегмента цапфы 850. Как лучше всего видно на ФИГ. 49, проксимальный конец удлиненной левой полости блокировки 1026 имеет образованную на нем левую наклонную поверхность блокировки 1028.
Работа системы управления шарнирным сочленением 800 и системы блокировки шарнирного поворота 1000 будет описана со ссылкой на ФИГ. 47-50. В различных неограничивающих вариантах осуществления, когда врачу требуется шарнирно повернуть концевой эффектор вокруг оси шарнирного поворота, конус 810 аксиально перемещается в требуемом направлении описанным выше образом. Врач может выполнить это действие с использованием той же руки, в которой он удерживает рукоятку инструмента. В процессе шарнирного поворота закрывающий спусковой механизм не активирован и проксимальная закрывающая трубка 950 находится в «открытом» положении, как показано на ФИГ. 47 и 48. При аксиальном перемещении правого тяжа шарнирного поворота 912 правый блокирующий шарик 1012 получает возможность достаточного радиального перемещения от правого тяжа шарнирного поворота 912 для возможности аксиального перемещения последнего, а при аксиальном перемещении левого тяжа шарнирного поворота 932 левый блокирующий шарик 1022 получает возможность достаточного радиального перемещения от левого тяжа шарнирного поворота 932 для возможности аксиального перемещения последнего. Когда врач продвигает конус 810 в соответствующем аксиальном направлении и правый и левый тяжи шарнирного поворота 912, 932 перемещаются мимо правого и левого блокирующих шариков 1012, 1022 соответственно, врач получает тактильную обратную связь при подвижном зацеплении блокирующих стопоров 1010, 1020 блокирующими шариками 1012, 1022 соответственно. После достижения врачом требуемой степени шарнирного поворота, что соответствует положению, в котором правый блокирующий шарик 1012 входит в зацепление с правым блокирующим стопором 1010, который соответствует данному шарнирному положению, и левый блокирующий шарик 1022 подобным образом входит в зацепление с левым блокирующим стопором 1020, который соответствует данному шарнирному положению, врач может активировать закрывающий спусковой механизм.
Как описано выше, когда врач активирует закрывающий спусковой механизм, проксимальный сегмент закрывающей трубки 950 аксиально продвигается в дистальном направлении «DD». В ходе дистального продвижения проксимального сегмента закрывающей трубки 950 правая наклонная поверхность блокировки 1018 входит в зацепление с правым блокирующим шариком 1012 и радиально вдавливает его до блокирующего зацепления с соответствующим правым блокирующим стопором 1010. Аналогичным образом, левая наклонная поверхность блокировки 1028 входит в зацепление с левым блокирующим шариком 1022 и радиально вдавливает его до блокирующего зацепления с соответствующим левым блокирующим стопором 1020. При продолжении аксиального продвижения проксимального сегмента закрывающей трубки 950 в дистальном направлении «DD» правый и левый блокирующие шарики 1012, 1022 остаются вдавленными до блокирующего зацепления и удерживают концевой эффектор в требуемом положении шарнирного поворота при закрытии упора и дальнейшем использовании инструмента. После окончания выполнения инструментом операции и разблокировании закрывающего спускового механизма и его возвращения в открытое положение проксимальный сегмент закрывающей трубки 950 перемещается в проксимальном направлении «PD» до исходного положения, в котором тяжи шарнирного поворота 912, 932 при необходимости можно перемещать в аксиальном направлении для ориентации концевого эффектора в требуемом положении для извлечения инструмента из операционного поля. Таким образом, активация такой системы блокировки шарнирного поворота по существу производится приложением закрывающих движений к концевому эффектору. Хотя в описанном варианте узла шарнирного поворота используются два удлиненных шарнирных штока или элемента, в альтернативных вариантах осуществления возможно использование только одного удлиненного шарнирного элемента. Аналогичным образом, в альтернативных вариантах осуществления в системе блокировки шарнирного поворота можно использовать только один блокирующий шарик, выполненный с возможностью входить в зацепление с блокирующими стопорами в соответствующем удлиненном шарнирном элементе. Кроме того, в вариантах осуществления с использованием двух удлиненных шарнирных элементов можно использовать только один блокирующий шарик для блокирования одного из шарнирных элементов при приложении закрывающего усилия к концевому эффектору.
Устройства, описанные в настоящей заявке, могут быть выполнены с возможностью утилизации после одноразового использования или могут быть выполнены с возможностью использования множество раз. Однако в каждом случае после по меньшей мере одного использования устройство можно использовать повторно после восстановления. Восстановление может включать в себя любую комбинацию стадий разборки устройства, затем чистки или замены отдельных элементов и последующей повторной сборки. В частности, можно разобрать устройство и избирательно заменить или удалить в любой комбинации любое количество отдельных элементов или частей устройства. После чистки и/или замены отдельных частей устройство можно снова собрать в центрах по ремонту или в операционном блоке непосредственно перед хирургической операцией для последующего использования. Специалистам в данной области будет очевидно, что при восстановлении устройства можно использовать различные способы разборки, чистки/замены и повторной сборки. Использование таких способов, а также полученное в результате восстановленное устройство входят в объем настоящей заявки.
Предпочтительно, чтобы настоящее изобретение, описанное в настоящей заявке, было обработано перед использованием в хирургической операции. Сначала новый или использованный инструмент получают и при необходимости чистят. Затем инструмент можно стерилизовать. Согласно одному способу стерилизации инструмент помещают в закрытый и герметичный контейнер, такой как пластиковый пакет или пакет из материала Тайвек (TYVEK). Затем контейнер и инструмент помещают в поле воздействия излучения, которое может проникать в контейнер, такого как гамма-излучение, рентгеновские лучи или электроны высокой энергии. Излучение убивает бактерии на поверхности инструмента и в контейнере. Затем стерилизованный инструмент можно хранить в стерильном контейнере. Герметичный контейнер сохраняет инструмент в стерильном состоянии до его открытия в медицинском учреждении.
Любой патент, публикация или другое описание, которое полностью или частично включено в настоящий документ путем ссылки, является составной частью настоящего документа в той степени, в которой она не противоречит определениям, положениям или другому описанию, представленному в настоящем документе. В связи с этим описание, представленное в настоящем документе, в той мере, в которой это необходимо, превалирует над любой информацией, противоречащей положениям настоящего документа, которая была включена в указанный документ путем ссылки. Любой материал или его часть, которая включена в настоящий документ путем ссылки и которая противоречит указанным определениям, положениям или другому описанию, представленному в настоящем документе, включается в настоящий документ в той мере, в которой между включенным путем ссылки материалом и настоящим документом с описанием не возникает противоречий.
Хотя в описании настоящего изобретения представлены примеры промышленных образцов, настоящее изобретение можно дополнительно модифицировать в рамках сущности и объема настоящего описания. Таким образом, предполагается, что настоящая заявка охватывает все возможные варианты, способы применения или модификации настоящего изобретения с использованием его основных принципов. Более того, предполагается, что настоящая заявка охватывает такие отклонения от настоящего описания, которые входят в известную или общепринятую практику в области, к которой относится настоящее изобретение.
Изобретение относится к медицине. Хирургический инструмент содержит концевой эффектор, прикрепленный к удлиненному стержню. Концевой эффектор имеет, по меньшей мере, часть, которая выполнена с возможностью перемещения в ответ на открывающие и закрывающие движения, приложенные к ней закрывающим элементом. Шарнирный поворот концевого эффектора относительно стержня производит система управления шарнирным поворотом. Блокирование концевого эффектора в необходимом повернутом в шарнирном сочленении положении производит система блокировки шарнирного поворота. Система блокировки шарнирного поворота сопряжена с закрывающим элементом и активируется при приложении закрывающего движения к концевому эффектору. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 50 ил.
1. Хирургический инструмент, содержащий:
удлиненный стержень, определяющий продольную ось;
концевой эффектор, соединенный с указанным удлиненным стержнем с возможностью избирательного шарнирного перемещения относительно указанного удлиненного стержня, причем указанный концевой эффектор имеет по меньшей мере одну часть, выполненную с возможностью перемещения, которая реагирует на открывающие и закрывающие движения;
закрывающий элемент, сопрягающийся с указанной по меньшей мере одной частью, выполненной с возможностью перемещения, указанного концевого эффектора для избирательного приложения к ней указанного закрывающего движения;
систему управления шарнирным сочленением, функционально сопряженную с указанным концевым эффектором для приложения к нему шарнирных движений, причем указанная система управления шарнирным сочленением содержит:
конус, поддерживаемый относительно указанного удлиненного стержня таким образом, что указанный конус имеет возможность аксиального перемещения в первом и втором аксиальном направлениях относительно указанного удлиненного стержня, и вращение указанного конуса вокруг указанной продольной оси приводит к вращению концевого эффектора вокруг указанной продольной оси, и
узел шарнирного поворота, функционально сопряженный с указанным концевым эффектором и указанным конусом таким образом, что перемещение указанного конуса в указанном первом аксиальном направлении воздействует на указанный узел шарнирного поворота для приложения первого шарнирного движения к указанному концевому эффектору, и перемещение указанного конуса в указанном втором аксиальном направлении воздействует на указанный узел шарнирного поворота для приложения второго шарнирного движения к указанному концевому эффектору; и
причем указанный хирургический инструмент дополнительно содержит систему блокировки шарнирного поворота, сопряженную с указанной системой управления шарнирным сочленением и указанным закрывающим элементом, причем указанная система блокировки шарнирного поворота выполнена с возможностью перемещения из разблокированного положения, в котором указанная система управления шарнирным сочленением прикладывает указанные шарнирные движения к указанному концевому эффектору, в заблокированное положение, в котором указанная система блокировки шарнирного поворота предотвращает приложение указанной системой управления шарнирным сочленением указанных шарнирных движений к концевому эффектору при приложении закрывающего движения к закрывающему элементу.
2. Хирургический инструмент по п. 1, в котором указанный узел шарнирного поворота содержит:
первый удлиненный шарнирный элемент, имеющий первый проксимальный конец и первый дистальный конец, причем первый дистальный конец функционально сопрягается с указанным концевым эффектором и указанный первый проксимальный конец функционально сопрягается с указанным конусом; и
второй удлиненный шарнирный элемент, имеющий второй проксимальный конец и второй дистальный конец, причем второй дистальный конец функционально сопрягается с указанным концевым эффектором и указанный второй проксимальный конец функционально сопрягается с указанным конусом.
3. Хирургический инструмент по п. 2, в котором указанная система блокировки шарнирного поворота содержит первый блокирующий элемент, сопрягающийся с возможностью перемещения с указанным закрывающим элементом и указанным первым удлиненным шарнирным элементом таким образом, что при приложении указанного закрывающего движения к указанному концевому эффектору указанным закрывающим элементом указанный первый блокирующий элемент перемещают в блокирующее зацепление с указанным первым удлиненным шарнирным элементом.
4. Хирургический инструмент по п. 3, в котором указанный концевой эффектор выполнен с возможностью шарнирного поворота в различные повернутые в шарнирном сочленении положения, и причем указанный первый удлиненный шарнирный элемент содержит множество первых блокирующих положений, соответствующих указанным различным повернутым в шарнирном сочленении положениям.
5. Хирургический инструмент по п. 4, в котором указанный первый блокирующий элемент содержит первый блокирующий шарик, поддерживаемый с возможностью перемещения между незафиксированным положением и указанным множеством зафиксированных положений.
6. Хирургический инструмент по п. 3, в котором указанная система блокировки шарнирного поворота дополнительно содержит второй блокирующий элемент, сопрягающийся с возможностью перемещения с указанным закрывающим элементом и указанным вторым удлиненным шарнирным элементом таким образом, что при приложении указанного закрывающего движения к указанному концевому эффектору указанным закрывающим элементом указанный второй блокирующий элемент перемещают в блокирующее зацепление с указанным вторым удлиненным шарнирным элементом.
7. Хирургический инструмент по п. 6, в котором указанный второй удлиненный шарнирный элемент определяет множество вторых блокирующих положений, соответствующих указанному множеству указанных первых блокирующих положений.
8. Хирургический инструмент по п. 7, в котором указанный второй блокирующий элемент содержит второй блокирующий шарик, поддерживаемый с возможностью перемещения для передвижения между указанным закрывающим элементом и указанным вторым удлиненным шарнирным элементом, и причем указанное множество указанных вторых блокирующих положений содержит множество вторых блокирующих стопоров в указанном втором удлиненном шарнирном элементе для избирательного блокирующего зацепления с указанным вторым блокирующим шариком.
9. Хирургический инструмент по п. 1, в котором указанный концевой эффектор содержит хирургический режущий и сшивающий инструмент.
10. Хирургический инструмент, содержащий:
удлиненный стержень, образующий продольную ось;
концевой эффектор, соединенный с указанным удлиненным стержнем с возможностью избирательного шарнирного перемещения относительно указанного удлиненного стержня в различные повернутые в шарнирном сочленении положения, причем указанный концевой эффектор имеет по меньшей мере одну часть, реагирующую с возможностью перемещения на открывающие и закрывающие движения;
закрывающий элемент, сопрягающийся с указанной по меньшей мере одной частью указанного концевого эффектора для приложения к ней указанного закрывающего движения при перемещении указанного закрывающего элемента в направлении закрытия и приложения к ней указанного открывающего движения при перемещении указанного закрывающего элемента в направлении открытия;
первый удлиненный шарнирный элемент, поддерживаемый с возможностью перемещения относительно указанного закрывающего элемента и выполненный с возможностью приложения первого шарнирного движения к указанному концевому эффектору, когда указанный первый удлиненный шарнирный элемент перемещают в первом направлении активации, и второго шарнирного движения к указанному концевому эффектору, когда указанный первый шарнирный элемент перемещают во втором направлении активации; и
блокирующий элемент, функционально сопрягающийся с указанным закрывающим элементом и указанным первым удлиненным шарнирным элементом таким образом, что при перемещении указанного закрывающего элемента в указанном направлении закрытия указанный блокирующий элемент входит в блокирующее зацепление с указанным первым удлиненным шарнирным элементом для предотвращения его перемещения в указанных первом и втором направлениях активации,
а при перемещении указанного закрывающего элемента в указанном направлении открытия указанный блокирующий элемент освобождает указанный первый шарнирный элемент из зацепления и позволяет указанному первому шарнирному элементу перемещаться в указанных первом и втором направлениях активации, причем указанный блокирующий элемент содержит первый блокирующий шарик, поддерживаемый с возможностью перемещения для радиального передвижения между указанным закрывающим элементом и указанным первым удлиненным шарнирным элементом, причем первый удлиненный шарнирный элемент определяет множество первых блокирующих положений, соответствующих указанным различным повернутым в шарнирном сочленении положениям, и причем указанное множество блокирующих положений содержит множество первых блокирующих стопоров в указанном первом удлиненном шарнирном элементе для избирательного блокирующего зацепления с указанным первым блокирующим шариком.
11. Хирургический инструмент по п. 10, дополнительно содержащий:
второй удлиненный шарнирный элемент, поддерживаемый с возможностью перемещения относительно указанного закрывающего элемента; и
второй блокирующий элемент, функционально сопрягающийся с указанным закрывающим элементом и указанным вторым удлиненным шарнирным элементом таким образом, что при перемещении указанного закрывающего элемента в указанном направлении закрытия указанный второй блокирующий элемент входит в блокирующее зацепление с указанным вторым удлиненным шарнирным элементом для предотвращения его перемещения, а при перемещении указанного закрывающего элемента в указанном направлении открытия указанный второй блокирующий элемент освобождает указанный второй шарнирный элемент из зацепления и позволяет указанному второму шарнирному элементу перемещаться.
12. Хирургический инструмент по п. 11, в котором указанный второй удлиненный шарнирный элемент содержит множество вторых блокирующих положений, соответствующих указанному множеству указанных первых блокирующих положений.
13. Хирургический инструмент по п. 12, в котором указанный второй блокирующий элемент содержит второй блокирующий шарик, поддерживаемый с возможностью перемещения для радиального передвижения между указанным закрывающим элементом и указанным вторым удлиненным шарнирным элементом, и причем указанное множество указанных вторых блокирующих положений содержит множество вторых блокирующих стопоров в указанном втором удлиненном шарнирном элементе для избирательного блокирующего зацепления с указанным вторым блокирующим шариком.
14. Хирургический инструмент по п. 10, в котором указанный концевой эффектор содержит хирургический режущий и сшивающий инструмент.
15. Способ управления хирургическим инструментом, содержащий:
обеспечение хирургического инструмента по любому из пп. 1-9;
приложение шарнирного движения к концевому эффектору для шарнирного поворота концевого эффектора в одно из повернутых в шарнирном сочленении положений; и
приложение закрывающего движения к концевому эффектору таким образом, что при приложении указанного закрывающего движения концевой эффектор остается в повернутом в шарнирном сочленении положении.
16. Способ по п. 15, дополнительно содержащий:
приложение открывающего движения к концевому эффектору;
приложение другого шарнирного движения к концевому эффектору для шарнирного поворота концевого эффектора в другое одно из повернутых в шарнирном сочленении положений;
приложение закрывающего движения к концевому эффектору таким образом, что при приложении указанного закрывающего движения концевой эффектор остается в другом повернутом в шарнирном сочленении положении.
17. Способ по п. 15, в котором хирургический инструмент имеет рукоятку, которая функционально поддерживает закрывающий спусковой механизм для приложения закрывающих движений и систему шарнирного поворота для приложения шарнирных движений, причем указанный способ дополнительно содержит:
захват рукоятки одной рукой;
активацию системы шарнирного поворота той же рукой, которая удерживает рукоятку; и
активацию закрывающего спускового механизма той же рукой, которая удерживает рукоятку.
| Колосоуборка | 1923 |
|
SU2009A1 |
| US 7431189 B2, 07.10.2008 | |||
| US 6666854 B1, 23.12.2003 | |||
| ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО | 1993 |
|
RU2098025C1 |
