ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ СО СТУПЕНЧАТЫМ СТЕРЖНЕМ Российский патент 2018 года по МПК A61B17/68 A61B17/72 A61B17/29 A61B17/295 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В некоторых обстоятельствах эндоскопические хирургические инструменты предпочтительнее традиционных устройств для проведения открытых операций, поскольку при разрезе меньшего размера обычно сокращается восстановительный период после оперативного вмешательства и снижается риск осложнений. Следовательно, некоторые эндоскопические хирургические инструменты могут быть пригодны для введения дистального концевого эффектора в желаемое место хирургического вмешательства через канюлю троакара. Эти дистальные концевые эффекторы могут зацеплять ткань рядом способов для достижения диагностического или терапевтического эффекта (например, эндоскопическое режущее устройство, зажим, режущее устройство, сшивающий инструмент, клипсонакладыватель, устройство доступа, устройство для доставки препаратов медикаментозной/генной терапии и устройство доставки энергии с помощью ультразвука, радиоволн (РЧ-излучение), лазера и т.п.). Эндоскопические хирургические инструменты могут включать стержень между концевым эффектором и частью рукоятки, управляемой врачом. Такой стержень может обеспечивать введение на заданную глубину и вращение вокруг продольной оси стержня, таким образом облегчая расположение концевого эффектора в организме пациента. Размещение концевого эффектора может быть дополнительно облегчено посредством включения одного или нескольких шарнирных сочленений или элементов, дающих возможность концевому эффектору избирательно шарнирно поворачиваться или иным способом отклоняться относительно продольной оси стержня.

Примеры эндоскопических хирургических инструментов включают хирургические сшивающие инструменты. Некоторые из таких сшивающих инструментов выполнены с возможностью зажимать слои ткани, рассекать зажатые слои ткани и выталкивать скобы через слои ткани, чтобы по существу скреплять рассеченные слои ткани вместе близко к рассеченными концами слоев ткани. Исключительно в качестве примеров приводятся хирургические сшивающие инструменты, описанные в патенте США № 4,805,823, озаглавленном «Конфигурация углублений в сшивающих инструментах для внутренних органов», выданном 21 февраля 1989 г.; патенте США № 5,415,334, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент и кассета со скобами», выданном 16 мая 1995 г.; патенте США № 5,465,895, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент», выданном 14 ноября 1995 г.; патенте США № 5,597,107, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент», выданном 28 января 1997 г.; патенте США № 5,632,432, озаглавленном «Хирургический инструмент», выданном 27 мая 1997 г.; патенте США № 5,673,840, озаглавленном «Хирургический инструмент», выданном 7 октября 1997 г.; патенте США № 5,704,534, озаглавленном «Узел шарнира для хирургических инструментов», выданном 6 января 1998 г.; патенте США № 5,814,055, озаглавленном «Хирургический зажимной механизм», выданном 29 сентября 1998 г.; патенте США № 6,978,921, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент со встроенным пусковым механизмом с трехрогим элементом», выданном 27 декабря 2005 г.; патенте США № 7,000,818, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент, имеющий отдельные и отличные друг от друга закрывающую и пусковую системы», выданном 21 февраля 2006 г.; патенте США № 7,143,923, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент, имеющий пусковую блокировку для незакрытого упора», выданном 5 декабря 2006 г.; патенте США № 7,303,108, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент со встроенным многотактовым пусковым механизмом с гибкой рейкой», выданном 4 декабря 2007 г.; патенте США № 7,367,485, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент со встроенным многотактовым пусковым механизмом, имеющим поворотную трансмиссию», выданном 6 мая 2008 г.; патенте США № 7,380,695, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент, имеющий единственный механизм блокировки для предотвращения пуска», выданном 3 июня 2008 г.; патенте США № 7,380,696, озаглавленном «Шарнирный хирургический сшивающий инструмент со встроенным двухкомпонентным пусковым механизмом с трехрогим элементом», выданном 3 июня 2008 г.; патенте США № 7,404,508, озаглавленном «Хирургическое сшивающее и рассекающее устройство», выданном 29 июля 2008 г.; патенте США № 7,434,715, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент, имеющий многотактовый пуск с блокировкой открытия», выданном 14 октября 2008 г.; патенте США № 7,721,930, озаглавленном «Одноразовая кассета с адгезивом для применения со сшивающим устройством», выданном 25 мая 2010 г.; публикации США № 2010/0264193, озаглавленной «Хирургический сшивающий инструмент с шарнирно поворачиваемым концевым эффектором», опубликованной 21 октября 2010 г.; и публикации США № 2012/0239012, озаглавленной «Режущий хирургический инструмент с приводом, имеющий электрический исполнительный узел управления исполнительным механизмом», опубликованной 20 сентября 2012 г. Описание каждого из приведенных выше патентов США и патентных публикаций США включено в настоящий документ путем ссылки.

Хотя указанные выше хирургические сшивающие инструменты описаны в связи с их применением в эндоскопических процедурах, следует понимать, что такие хирургические сшивающие инструменты также можно использовать при открытых процедурах и/или других неэндоскопических процедурах. Исключительно для примера, при торакальном хирургическом вмешательстве, в котором не применяют троакар в качестве прохода для сшивающего инструмента, хирургический сшивающий инструмент может быть введен посредством торакотомии и, таким образом, между ребрами пациента для доступа к одному или нескольким органам. Такие вмешательства могут включать применение сшивающего инструмента для рассечения и закрытия сосуда, ведущего к легкому. Например, сосуды, ведущие к органу, можно рассечь и закрыть с помощью сшивающего инструмента перед удалением органа из грудной полости. Безусловно, хирургические сшивающие инструменты можно использовать в различных других обстоятельствах и процедурах.

Хотя были изготовлены и применялись различные типы хирургических сшивающих инструментов и связанных с ними компонентов, считается, что до изобретателя(-ей) никто не изготовил или не применял изобретение, описанное в приложенной формуле изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопутствующие чертежи, включенные в настоящее описание и составляющие его неотъемлемую часть, иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и, в сочетании с приведенным выше общим описанием изобретения и приводимым ниже подробным описанием вариантов осуществления, призваны разъяснить принципы настоящего изобретения.

На ФИГ. 1 показан вид в перспективе примера шарнирного хирургического сшивающего инструмента.

На ФИГ. 2 показан вид сбоку в вертикальной проекции инструмента, изображенного на ФИГ. 1.

На ФИГ. 3 показан вид в перспективе раскрытого концевого эффектора хирургического инструмента, изображенного на ФИГ. 1.

На ФИГ. 4A показан вид сбоку в поперечном сечении концевого эффектора, изображенного на ФИГ. 3, вдоль линии 4-4 на ФИГ. 3 с пусковым элементом в проксимальном положении.

На ФИГ. 4B показан вид сбоку в поперечном сечении концевого эффектора, изображенного на ФИГ. 3, вдоль линии 4-4 на ФИГ. 3 с пусковым элементом в дистальном положении.

На ФИГ. 5 показан вид с торца в поперечном сечении концевого эффектора, изображенного на ФИГ. 3, вдоль линии 5-5 на ФИГ. 3.

На ФИГ. 6 показан вид в перспективе с пространственным разделением компонентов концевого эффектора, изображенного на ФИГ. 3.

На ФИГ. 7 показан вид в перспективе концевого эффектора, изображенного на ФИГ. 3, расположенного на ткани и активированного после размещения в ткани.

На ФИГ. 8 показан схематический вид примера схемы устройства управления для применения в инструменте, изображенном на ФИГ. 1.

На ФИГ. 9 показан вид в перспективе узла рукоятки инструмента, изображенного на ФИГ. 1, с удаленной половиной кожуха.

На ФИГ. 10 показан вид в перспективе компонентов узла привода из узла рукоятки, изображенного на ФИГ. 9.

На ФИГ. 11 показан вид в перспективе удлиненного элемента узла привода, изображенного на ФИГ. 10.

На ФИГ. 12 показан вид сбоку другого примера шарнирного хирургического сшивающего инструмента.

На ФИГ. 13 показан вид сбоку концевого эффектора и стержня инструмента, представленного на ФИГ. 12.

На ФИГ. 14A показан схематический вид стержня инструмента, представленного на ФИГ. 1, введенного между двумя ребрами.

На ФИГ. 14B показан схематический вид стержня инструмента, представленного на ФИГ. 1, повернутого между двумя ребрами.

На ФИГ. 15A показан схематический вид стержня инструмента, представленного на ФИГ. 12, введенного между двумя ребрами.

На ФИГ. 15B показан схематический вид стержня инструмента, представленного на ФИГ. 12, повернутого между двумя ребрами.

На ФИГ. 16A показан вид сверху в поперечном сечении шарнирного сочленения инструмента, представленного на ФИГ. 12, в конфигурации без шарнирного поворота.

На ФИГ. 16B изображен вид сверху в поперечном сечении шарнирного сочленения, представленного на ФИГ. 16A, в шарнирной конфигурации.

Предполагается, что чертежи не имеют какого-либо ограничительного характера, и считается, что различные варианты осуществления изобретения могут быть реализованы множеством других способов, включая те, которые не обязательно показаны на чертежах. Приложенные чертежи образуют часть описания и включены в него, показывая несколько аспектов настоящего изобретения, и вместе с описанием служат для пояснения принципов изобретения. Однако следует понимать, что данное изобретение не ограничено точными показанными конфигурациями.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Представленное ниже описание некоторых примеров изобретения не следует применять для ограничения объема настоящего изобретения. Другие примеры, элементы, аспекты, варианты осуществления и преимущества настоящего изобретения станут очевидны специалистам в данной области из представленного ниже описания, в котором для иллюстрации показан один из лучших предполагаемых способов реализации настоящего изобретения. Как будет понятно, настоящее изобретение может быть реализовано с разными другими очевидными аспектами, все из которых не отклоняются от настоящего изобретения. Соответственно, чертежи и описания следует рассматривать как по сути иллюстрирующие, а не ограничивающие.

I. Пример хирургического сшивающего инструмента

На ФИГ. 1-7 показан пример хирургического сшивающего и рассекающего инструмента (10), который выполнен по размеру с возможностью введения в состоянии без шарнирного поворота, как показано на ФИГ. 1, через канюлю троакара в операционное поле внутри организма пациента для проведения хирургического вмешательства. Исключительно для примера, такой троакар можно ввести в брюшную полость пациента, между двумя ребрами пациента или в другом месте. В некоторых обстоятельствах инструмент (10) используют без троакара. Например, инструмент (10) можно ввести непосредственно через торакотомический или другой тип разреза. Инструмент (10) настоящего примера включает часть рукоятки (20), соединенную со стержнем (22). Стержень (22) прерывается дистально на шарнирном сочленении (11), которое дополнительно соединено с концевым эффектором (12). Различные приспособления, конфигурации и функциональные возможности стержня (22) будут более подробно описаны ниже. Обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие конфигурации стержня (22) в свете идей, представленных в настоящем документе. Следует понимать, что термины, такие как «проксимальный» и «дистальный», в настоящем документе используются по отношению к врачу, держащему часть рукоятки (20) инструмента (10). Таким образом, концевой эффектор (12) расположен дистально по отношению к более проксимальной части рукоятки (20). Следует также понимать, что для удобства и ясности такие пространственные термины, как «вертикальный» и «горизонтальный», применяются в настоящем документе в отношении чертежей. Однако хирургические инструменты применяются во множестве ориентаций и положений, и эти термины не являются ограничивающими и абсолютными.

После введения шарнирного сочленения (11) и концевого эффектора (12) через канал канюли троакара, шарнирное сочленение (11) можно удаленно шарнирно поворачивать, как показано на модели на ФИГ. 1, с помощью устройства управления шарниром (13) таким образом, что концевой эффектор (12) можно отклонять от продольной оси (LA) стержня (22) на заданный угол (α). Таким образом, концевой эффектор (12) можно завести за орган или приблизить к ткани под заданным углом либо по другим причинам. В некоторых вариантах шарнирное сочленение (11) делает возможным отклонение концевого эффектора (12) вдоль одной плоскости. В некоторых других вариантах шарнирное сочленение (11) делает возможным отклонение концевого эффектора вдоль более чем одной плоскости. Шарнирное сочленение (11) и устройство управления шарниром (13) могут быть выполнены в соответствии с идеями одной из многочисленных ссылок, приведенных в настоящем документе. В качестве альтернативы шарнирное сочленение (11) и/или устройство управления шарниром (13) могут иметь любую другую подходящую конфигурацию. Только для примера: устройство управления шарниром (13) может быть, напротив, выполнено в виде ручки, которая вращается вокруг оси, перпендикулярной продольной оси (LA) стержня (22).

В некоторых вариантах шарнирное сочленение (11) и/или устройство управления шарниром (13) сконструированы и могут эксплуатироваться в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей, представленных в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7174USNP.0599176], озаглавленной «Привод шарнира концевого эффектора хирургического инструмента с шестерней и противостоящими рейками», поданной в тот же день, что и настоящая заявка, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. Шарнирное сочленение (11) также может быть сконструировано и выполнено с возможностью эксплуатации в соответствии с различными идеями, представленными ниже. В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие формы, которые могут принимать шарнирное сочленение (11) и устройство управления шарниром (13).

Концевой эффектор (12) в настоящем примере снабжен нижней браншей (16) и упором (18), выполненным с возможностью поворота. В некоторых вариантах нижняя бранша (16) может быть сконструирована в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей, представленных в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7182USNP.0599227], озаглавленной «Элементы установки для кассеты концевого эффектора хирургического инструмента», поданной в тот же день, что и настоящая заявка, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. Упор (18) может быть сконструирован в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей, представленных в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7176USNP.0599177], озаглавленной «Встроенные элементы для расположения ткани и выравнивания бранш для хирургического сшивающего инструмента», поданной в тот же день, что и настоящий документ, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; по меньшей мере некоторыми из идей, представленных в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7177USNP.0599225], озаглавленной «Элемент замыкания бранш для концевого эффектора хирургического инструмента», поданной в тот же день, что и настоящий документ, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; и/или по меньшей мере некоторыми из идей, представленных в заявке на патент США № [досье патентного поверенного END7180USNP.0599175], озаглавленной «Элементы для формирования скоб для хирургического сшивающего инструмента», поданной в тот же день, что и настоящий документ, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие формы, которые могут принимать нижняя бранша (16) и упор (18).

Часть рукоятки (20) включает пистолетную рукоятку (24) и закрывающий спусковой механизм (26). Закрывающий спусковой механизм (26) выполнен с возможностью поворота к пистолетной рукоятке (24) для зажатия или закрытия упора (18) к нижней бранше (16) концевого эффектора (12). Такое закрытие упора (18) обеспечивается через закрывающую трубку (32) и закрывающее кольцо (33), которые перемещаются поступательно в продольном направлении относительно части рукоятки (20) в результате поворота закрывающего спускового механизма (26) относительно пистолетной рукоятки (24). Закрывающая трубка (32) проходит вдоль длины стержня (22); и закрывающее кольцо (33) расположено дистально к шарнирному сочленению (11). Шарнирное сочленение (11) выполнено с возможностью передачи продольного перемещения от закрывающей трубки (32) до закрывающего кольца (33).

Часть рукоятки (20) также включает пусковой крючок (28). Удлиненный элемент (136) (показан на ФИГ. 11) проходит продольно через стержень (22) и передает продольное пусковое движение от части рукоятки (20) к пусковому элементу (14) в результате активации пускового крючка (28). Такое дистальное поступательное перемещение пускового элемента (14) обусловливает сшивание и рассечение зажатой ткани в концевом эффекторе (12), как будет более подробно описано ниже. После этого спусковые механизмы (26, 28) можно высвободить для высвобождения ткани из концевого эффектора (12).

На ФИГ. 3-6 показан концевой эффектор (12), в котором для выполнения ряда функций применяется трехрогая форма пускового элемента (14). Следует понимать, что форма трехрогого элемента приводится лишь в качестве иллюстративного примера. Пусковой элемент (14) может принимать любую другую подходящую форму, включая, без ограничений, формы, отличные от трехрогих. Как лучше всего показано на ФИГ. 4A-4B, пусковой элемент (14) включает поперечно ориентированный верхний штифт (38), колпачок (44) пускового элемента, поперечно ориентированный средний штифт (46) и дистально расположенный режущий край (48). Верхний штифт (38) расположен и выполнен с возможностью поступательного перемещения внутри продольного паза (42) упора (18). Колпачок (44) пускового элемента выполнен с возможностью скольжения с зацеплением нижней поверхности нижней бранши (16) посредством прохождения пускового элемента (14) через паз (45) нижней бранши (показан на ФИГ. 4B), образованный в нижней бранше (16) насквозь. Средний штифт (46) выполнен с возможностью скольжения с зацеплением верхней поверхности нижней бранши (16), взаимодействуя с колпачком (44) пускового элемента. Таким образом, пусковой элемент (14) конструктивно разделяет концевой эффектор (12) во время пуска.

В некоторых пусковых элементах (14) с не трехрогими формами может отсутствовать верхний штифт (38), средний штифт (46) и/или колпачок (44) пускового элемента. Некоторые такие варианты инструмента (10) могут просто опираться на закрывающее кольцо (33) или какой-либо другой элемент для поворота упора (18) в закрытое положение и удерживания упора (18) в закрытом положении, пока пусковой элемент (14) продвигается в дистальное положение. Только для примера: пусковой элемент (14) и/или связанные с ним блокирующие элементы могут быть сконструированы и могут эксплуатироваться в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей, представленных в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7175USNP.0599231], озаглавленной «Блокирующий элемент для режущего элемента в хирургическом инструменте, выполненного с возможностью перемещения», поданной в тот же день, что и настоящий документ, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие формы такого пускового элемента (14).

На ФИГ. 3 показан проксимально расположенный пусковой элемент (14) согласно настоящему примеру и упор (18), повернутый в открытое положение, что позволяет съемно установить неизрасходованную кассету со скобами (37) в канал нижней бранши (16). Как лучше всего показано на ФИГ. 5-6, кассета со скобами (37) в этом примере включает корпус (70) кассеты, который представляет собой верхнюю платформу (72) и соединен с нижним лотком (74) кассеты. Как лучше всего показано на ФИГ. 3, вертикальный паз (49) образован вдоль части кассеты со скобами (37). Как также лучше всего показано на ФИГ. 3, три ряда отверстий (51) для скоб образованы вдоль верхней платформы (72) на одной стороне вертикального паза (49), а другие три ряда отверстий (51) для скоб образованы вдоль верхней платформы (72) на другой стороне вертикального паза (49). Безусловно, можно обеспечить наличие любого другого подходящего числа рядов скоб (например, два ряда, четыре ряда, любое другое число). Как показано на ФИГ. 4A-6, клиновидные салазки (41) и множество выталкивателей (43) скоб захвачены между корпусом (70) кассеты и лотком (74), при этом клиновидные салазки (41) расположены проксимально к выталкивателям (43) скоб. Клиновидные салазки (41) выполнены с возможностью продольного перемещения внутри кассеты со скобами (37), в то время как выталкиватели скоб (43) выполнены с возможностью вертикального перемещения внутри кассеты со скобами (37). Скобы (47) также расположены внутри корпуса (70) кассеты поверх соответствующих выталкивателей (43) скоб. В частности, каждая скоба (47) выталкивается вертикально внутри корпуса (70) кассеты с помощью выталкивателя (43) скоб для выталкивания скобы (47) через соответствующее отверстие (51) для скобы. Как лучше всего показано на ФИГ. 4A-4B и 6, клиновидные салазки (41) имеют наклонные криволинейные поверхности, толкающие выталкиватели (43) скоб вверх по мере дистального продвижения клиновидных салазок (41) через кассету со скобами (37).

В некоторых вариантах кассета со скобами (37) может быть сконструирована и может эксплуатироваться в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей, представленных в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7176USNP.0599177], описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. В дополнение или альтернативно, кассета (37) со скобами может быть сконструирована и выполнена с возможностью эксплуатации в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей, представленных в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7182USNP.0599227], описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие формы такой кассеты (37) со скобами.

При закрытии концевого эффектора (12), как показано на ФИГ. 4А-4В, посредством дистального продвижения закрывающей трубки (32) и закрывающего кольца (33), пусковой элемент (14) продвигается в зацепление с упором (18) посредством введения верхнего штифта (38) в продольный паз (42) упора. Блок толкателя (80) (показан на ФИГ. 5) размещен на дистальном конце пускового элемента (14) и выполнен с возможностью зацепления клиновидных салазок (41) таким образом, что блок толкателя (80) дистально толкает клиновидные салазки (41) по мере того, как пусковой элемент (14) дистально продвигается через кассету (37) со скобами при активации пускового крючка (28). Во время такого пуска режущий край (48) пускового элемента (14) входит в вертикальный паз (49) кассеты (37) со скобами, рассекая ткань, зажатую между кассетой (37) со скобами и упором (18). Как показано на ФИГ. 4A-4B, средний штифт (46) и блок толкателя (80) вместе активируют кассету (37) со скобами, входя в вертикальный паз (49) внутри кассеты (37) со скобами, выталкивая клиновидные салазки (41) в верхний кулачковый контакт с выталкивателями (43) скоб, которые в свою очередь выталкивают скобы (47) через отверстия (51) для скоб и в формирующий контакт с углублениями (53) для формирования скоб (показаны на ФИГ. 3) на внутренней поверхности упора (18). На ФИГ. 4B показан пусковой элемент (14), полностью поступательно перемещенный дистально после завершения рассечения и сшивания ткани. Следует понимать, что углубления (53) для формирования скоб намеренно не показаны на видах, представленных на ФИГ. 4А-4В; однако углубления (53) для формирования скоб показаны на ФИГ. 3. Также следует понимать, что упор (18) намеренно не показан на виде, представленном на ФИГ. 5.

На ФИГ. 7 показан концевой эффектор (12), который был активирован с помощью одного хода через ткань (90). Как показано, режущий край (48) (скрыт на ФИГ. 7) рассек ткань (90), в то время как выталкиватели (43) скоб вытолкнули через ткань (90) три чередующихся ряда скоб (47) на каждой стороне созданной режущим краем (48) линии разреза. В этом примере все скобы (47) ориентированы по существу параллельно линии разреза, хотя следует понимать, что скобы (47) могут быть расположены в любых подходящих ориентациях. В настоящем примере концевой эффектор (12) извлекают из троакара после завершения первого хода, израсходованную кассету (37) со скобами заменяют новой кассетой со скобами, а затем концевой эффектор (12) снова вводят через троакар для доступа к месту сшивания для дополнительного рассечения и сшивания. Этот процесс можно повторять до тех пор, пока не будет обеспечено заданное количество рассечений и сшиваний скобами (47). Может возникнуть необходимость закрыть упор (18), чтобы содействовать введению и извлечению через троакар, а для содействия замене кассеты со скобами (37) может возникнуть необходимость открыть упор (18).

Следует понимать, что режущий край (48) может рассекать ткань по существу одновременно с выталкиванием скоб (47) через ткань во время каждого активирующего хода. В настоящем примере режущий край (48) лишь немного отстает от выталкивания скоб (47), поэтому скоба (47) выталкивается через ткань непосредственно перед тем, как режущий край (48) проходит через ту же область ткани, хотя следует понимать, что этот порядок можно изменить на обратный или непосредственно синхронизировать режущий край (48) со смежными скобами. Хотя на ФИГ. 7 показан концевой эффектор (12), активированный в двух слоях (92, 94) ткани (90), следует понимать, что концевой эффектор (12) может быть активирован через один слой ткани (90) или более двух слоев (92, 94) ткани. Следует также понимать, что формирование и размещение скоб (47) смежно с линией разреза, образованной режущим краем (48), может по существу герметизировать ткань по линии разреза, таким образом, уменьшая или предотвращая кровотечение и/или просачивание других биологических текучих сред по линии разреза. Кроме того, хотя на ФИГ. 7 показан концевой эффектор (12), активированный в двух по существу плоских, сближенных, лежащих в одной плоскости слоях (92, 94) ткани, следует понимать, что концевой эффектор (12) также можно активировать через трубчатую структуру, такую как кровеносный сосуд, отдел желудочно-кишечного тракта и т.п. Таким образом, ФИГ. 7 не следует рассматривать как демонстрирующую какие-либо ограничения предполагаемых способов применения концевого эффектора (12). В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны различные подходящие обстоятельства и процедуры, в которых можно применять инструмент (10).

Следует понимать, что инструмент (10) может быть выполнен с возможностью эксплуатации в соответствии с любыми идеями, описанными в патенте США № 4,805,823; патенте США № 5,415,334; патенте США № 5,465,895; патенте США № 5,597,107; патенте США № 5,632,432; патенте США № 5,673,840; патенте США № 5,704,534; патенте США № 5,814,055; патенте США № 6,978,921; патенте США № 7,000,818; патенте США № 7,143,923; патенте США № 7,303,108; патенте США № 7,367,485; патенте США № 7,380,695; патенте США № 7,380,696; патенте США № 7,404,508; патенте США № 7,434,715; патенте США № 7,721,930; публикациях США № 2010/0264193 и/или 2012/0239012. Как отмечалось выше, описание каждого из этих патентов и публикаций включено в настоящий документ путем ссылки. Дополнительные примеры модификаций, которые могут быть обеспечены для инструмента (10), будут более подробно описаны ниже. Различные подходящие способы, которыми приведенные ниже идеи могут быть включены в инструмент (10), будут очевидны для специалистов в данной области техники. Аналогичным образом, обычным специалистам в данной области будут очевидны различные подходящие способы, благодаря которым изложенные ниже идеи могут быть объединены с различными идеями патентов/публикаций, приведенных в настоящем документе. Следует также понимать, что изложенные ниже идеи не ограничены инструментом (10) или устройствами, описанными в патентах, приведенных в настоящем документе. Приведенные ниже идеи можно легко применять к различным другим типам инструментов, включая инструменты, которые не классифицируются как хирургические сшивающие инструменты. Различные другие подходящие устройства и настройки, к которым могут быть применены приведенные ниже идеи, будут очевидны для специалистов в данной области техники в свете идей, которые были приведены в настоящем документе.

II Примеры элементов выталкивателя с электроприводом

В настоящем примере инструмент (10) обеспечивает управление пусковым элементом (14) с помощью электропривода. На ФИГ. 8-11 показаны примеры компонентов, которые могут использоваться для управления пусковым элементом (14) с помощью электропривода. В частности, на ФИГ. 8 показан пример схемы (100) управления, которую можно использовать для питания электрического двигателя (102) электрической энергией от блока батареи (104) (также показано на ФИГ. 1-2). Электрический двигатель (102) выполнен с возможностью поступательного перемещения пускового элемента (14) продольно, как будет более подробно описано ниже. Следует понимать, что вся схема (100) управления, включая двигатель (102) и блок батареи (104), может быть размещена в части рукоятки (20). На ФИГ. 8 показан пусковой крючок (28) в виде разомкнутого ключа, хотя следует понимать, что этот ключ закрыт при активации пускового крючка (28). Схема (100) настоящего примера также включает ключ (106) предохранителя, который может замыкаться для замыкания контура схемы (100), однако следует понимать, что ключ (106) предохранителя все же является опционным. Ключ (106) предохранителя также можно замкнуть путем активации отдельной кнопки, ползунка или другого элемента на части рукоятки (20).

Схема (100) настоящего примера также включает ключ (108) блокировки, который выполнен с возможностью пребывания в закрытом положении по умолчанию, но автоматически открывается в результате возникновения условия блокировки. Исключительно для примера условие блокировки может включать один или более из следующих компонентов: отсутствие кассеты (37) в нижней бранше (16), наличие израсходованной (например, ранее активированной) кассеты (37) в нижней бранше (16), не полностью закрытый упор (18), определение слишком частой активации инструмента (10) и/или любые другие подходящие условия. Для обнаружения условий блокировки можно применять различные подходящие датчики, алгоритмы и другие элементы, которые будут очевидны обычным специалистам в данной области в свете идей, представленных в настоящем документе. Аналогичным образом, в свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие виды условий блокировки. Следует понимать, что схема (100) разомкнута и, таким образом, при открытом блокировочном выключателе (108) двигатель (102) находится в нефункциональном состоянии. Индикатор (110) блокировки (например, светодиод и т.п.) выполнен с возможностью обеспечения визуального указания статуса блокировочного выключателя (108). Исключительно для примера, блокировочный выключатель (108), индикатор (110) блокировки и связанные с ними компоненты/функции могут быть выполнены в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей, изложенных в патенте США № 7,644,848, озаглавленном «Электронные блокировки и содержащие их хирургические инструменты», выданном 12 января 2010 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки.

Когда пусковой элемент (14) достигает самого дистального положения (например, в конце режущего хода), концевой переключатель (112) автоматически переключается в закрытое положение, сменяя полярность напряжения, подаваемого на двигатель (102). Это меняет направление вращения двигателя (102) на обратное, причем понятно, что оператор высвободит пусковой крючок (28) на этой стадии эксплуатации. На этой стадии эксплуатации для подачи оператору визуального указания об изменении направления вращения двигателя (102) на обратное, через индикатор (114) обратного направления (например, светодиод, и т.п.) проходит ток. В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны различные подходящие способы, в которых концевой переключатель (112) можно автоматически переключать в закрытое положение, когда пусковой элемент (14) достигает самого дистального положения. Аналогичным образом, в свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие формы, которые может принимать индикатор (114) обратного направления.

Часть рукоятки (20) в настоящем примере также включает ручной реверсирующий ключ (116), который также показан на схеме (100). Ручной реверсирующий ключ (116) выполнен с возможностью действия в качестве «аварийного» элемента, позволяя оператору быстро вытянуть пусковой элемент (14) проксимально во время пускового хода. Иными словами, ручной реверсирующий ключ (116) можно активировать вручную, когда пусковой элемент (14) только частично продвинут дистально. Ручной реверсирующий ключ (116) может обеспечивать функциональность, аналогичную ключу (112) конца хода, сменяя полярность напряжения, подаваемого на двигатель (102), таким образом, меняя направление вращения двигателя (102). Опять же, о такой смене может визуально указывать с помощью индикатора (114) обратного направления.

В некоторых вариантах один или более ключей (28, 106, 108, 112, 116) выполнены в форме микроключей. В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие формы. В дополнение или вместо вышеупомянутого, по меньшей мере часть схемы (100) может быть выполнена в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей патента США № 8,210,411, озаглавленного «Хирургический инструмент с приводом», выпущенного 3 июля 2012 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки

На ФИГ. 9-11 показаны разнообразные механические компоненты, которые можно использовать для обеспечения поступательного перемещения пускового элемента (14) с помощью электропривода. В частности, на ФИГ. 9 показан двигатель (102), размещенный в пистолетной рукоятке (24) части рукоятки (20). Следует понимать, что блок батареи (104) (показан на ФИГ. 1-2) также может быть размещен в пистолетной рукоятке (24) (например, под двигателем (102)) и/или в другом месте внутри части рукоятки (20). Двигатель (102) имеет приводной стержень (120), который соединен с узлом (122) зубчатых колес. Узел (122) зубчатых колес имеет внешний кожух (не показан) и выполнен с возможностью приведения верхнего зубчатого колеса (126) в действие, как показано на ФИГ. 10. Верхнее зубчатое колесо (126) зацепляется с шестерней (128), поддерживаемой с возможностью поворота штифтом (129), закрепленным в части рукоятки (20). Таким образом, следует понимать, что активация двигателя (102) в итоге приведет к повороту шестерни (128) внутри части рукоятки (20).

Как также показано на ФИГ. 9-10, рейка (130) поступательного перемещения включает зубцы (132), которые зацепляются с шестерней (128) таким образом, что при вращении шестерни (128) происходит поступательное продольное перемещение рейки (130). Как показано на ФИГ. 11, рейка (130) соединена с удлиненным элементом (136), который проходит через стержень (22) и включает дистальный конец (138), который соединен с проксимальным концом пускового элемента (14). Удлиненный элемент (136) поступательно перемещается внутри стержня (22) таким образом, что удлиненный элемент (136) передает пусковому элементу (14) продольное передвижение рейки (130). Таким образом, следует понимать, что активация двигателя (102) в итоге приведет к поступательному перемещению пускового элемента (14) внутри концевого эффектора (12). В частности, двигатель (102) может выталкивать пусковой элемент (14) дистально для рассечения ткани (90) и выталкивать скобы (47) в ткань (90). Рычаг (134) активации переключателя проходит латерально от рейки (130) и расположен с возможностью зацепления концевого переключателя (112), когда пусковой элемент (14) достигает самого дистального положения (например, после рассечения ткани (90) и выталкивания скоб (47) в ткань (90)). Как указано выше, такое зацепление концевого переключателя (112) автоматически меняет направление вращения двигателя (102) на обратное и возвращает пусковой элемент (14) из самого дистального положения в проксимальное положение, позволяя упору (18) повернуться от нижней бранши (16) для высвобождения ткани (90).

Использование термина «поворачиваться» (и аналогичных терминов с основой «поворачивать») не следует воспринимать как требующее обязательного вращательного перемещения вокруг неподвижной оси. В некоторых вариантах упор (18) поворачивается вокруг оси, которая определяется штифтом (или подобным элементом), который скользит вдоль удлиненного паза или канала при перемещении упора (18) к нижней бранше (16). В таких вариантах ось вращения поступательно перемещается вдоль траектории, образованной пазом или каналом, при одновременном повороте упора (18) вокруг этой оси. В дополнение или альтернативно, ось вращения может сначала скользить вдоль паза/канала, а затем упор (18) поворачивается вокруг оси вращения, после того как ось вращения переместилась на некоторое расстояние вдоль паза/канала. Следует понимать, что такое поворотное движение в виде скользящего/поступательного перемещения охватывается такими терминами, как «поворачиваться», «поворачивается», «вращательный», «выполненный с возможностью поворота», «поворачивающийся» и т.п. Безусловно, некоторые варианты могут обеспечить вращательное перемещение упора (18) вокруг оси, которая остается неподвижной и не перемещается поступательно внутри паза или канала и т.п.

В дополнение или вместо вышеупомянутого, элементы, выполненные с возможностью выталкивания пускового элемента (14), могут быть выполнены в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей публикации США № 2012/0239012, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; и/или в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей публикации США № 2012/0239012, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие компоненты, элементы и конфигурации обеспечения электропривода для пускового элемента (14). Также следует понимать, что некоторые другие варианты могут обеспечивать ручное выталкивание пускового элемента (14), за счет чего двигатель можно не включать. Исключительно для примера пусковой элемент (14) может быть активирован в соответствии с по меньшей мере некоторыми идеями из любого другого патента/заявки, приведенных в настоящем документе путем ссылки.

III. Пример хирургического инструмента со ступенчатым стержнем

В некоторых случаях может потребоваться увеличить степень перемещения и возможность позиционирования инструмента (10). Например, инструмент (10) можно вводить через троакар или торакотомическое отверстие таким образом, что стержень (22) будет расположен между ребрами пациента или в другом месте. Может возникнуть необходимость изогнуть или переместить стержень (22), не отодвигая и не повреждая каким-либо другим образом ребра или мягкие ткани вокруг торакотомического отверстия. Соответствующим образом, инструмент (10) может быть снабжен ступенчатым стержнем, увеличивающим возможность перемещения и позиционирования инструмента (10). Приведенные ниже примеры включают несколько всего лишь иллюстративных вариантов ступенчатого стержня, которые можно легко встроить в хирургический инструмент (10).

На ФИГ. 12 показан пример хирургического инструмента (210), снабженного ступенчатым стержнем. Инструмент (210) аналогичен инструменту (10), за исключением особенностей, описанных ниже. Инструмент (210) в настоящем примере включает часть рукоятки (220), соединенную с концевым эффектором (212) посредством ствола (222). Концевой эффектор (212) аналогичен концевому эффектору (12) и включает нижнюю браншу (216) и упор (218), выполненный с возможностью поворота. Часть рукоятки (220) аналогична части рукоятки (20) и включает пистолетную рукоятку (224) и закрывающий спусковой механизм (226). Закрывающий спусковой механизм (226) выполнен с возможностью поворота к пистолетной рукоятке (224) для зажатия или закрытия упора (218) к нижней бранше (216) концевого эффектора (212). Пусковой крючок (228) части рукоятки (220) можно привести в действие для поступательного перемещения пускового элемента в дистальном направлении с целью сшивания и рассечения ткани, зажатой в концевом эффекторе (212). После этого спусковые механизмы (226, 228) можно высвободить для высвобождения ткани из концевого эффектора (212).

Часть рукоятки (220) также включает вращательную ручку (213) и ручку управления (239). Вращательную ручку (213) можно поворачивать с целью вращения ствола (222) и концевого эффектора (212) вокруг продольной оси ствола (222) и относительно части рукоятки (220) таким образом, чтобы концевой эффектор (212) можно было расположить под разными углами поворота вокруг продольной оси ствола (222) в теле пациента. Ручка управления (239) проходит через часть рукоятки (220) и может быть повернута для отклонения концевого эффектора (212) от продольной оси ствола (222) у шарнирного сочленения (211), которое будет более подробно описано ниже. Манипулирование инструментом (210) может осуществляться непосредственно пользователем, а также посредством роботизированного контроллера или иного приводного механизма, который будет очевиден для специалиста в данной области техники с учетом изложенных в данном документе идей.

A. Пример стержня

На ФИГ. 13 ствол (222) показан более подробно. Ствол (222) аналогичен стержню (22), за исключением того, что ствол (222) состоит из закрывающей трубки (232) с частями (231, 234, 235, 236, 237) различного диаметра. Дистальная часть (231) расположена с дистальной стороны закрывающей трубки (232) и имеет размер, обеспечивающий возможность соединения с шарнирным сочленением (211). Дистальная часть с уклоном (234) соединяется с дистальной частью (231) и находится с проксимальной стороны от нее; диаметр дистальной части с уклоном постепенно уменьшается в проксимальном направлении. Центральная часть (235) с проксимальной стороны соединена с дистальной частью с уклоном (234). Центральная часть (235) закрывающей трубки (232) имеет практически постоянный диаметр, который меньше диаметра дистальной части (231) и предназначен для размещения в торакотомическом отверстии между парой ребер, внутри троакара и т.п. Уменьшающийся диаметр центральной части (235) закрывающей трубки (232) позволяет с большим диапазоном перемещать и позиционировать концевой эффектор (212), не отодвигая и не повреждая каким-либо другим образом ребра или мягкие ткани вокруг торакотомического отверстия. Диаметр центральной части (235) может составлять около 70% от диаметра дистальной части (231). Может быть предусмотрено, безусловно, любое количество других комбинаций размеров центральной части (235). Переход между диаметрами дистальной части (231) и центральной части (235), который обеспечивает дистальная часть с уклоном (234) может снизить риск травмирования пациента и предупредить инверсию герметизации, если инструмент (210) используется с троакаром. Проксимальная часть с уклоном (236) соединяется с центральной частью (235) закрывающей трубки (232) и находится с проксимальной стороны от нее; диаметр проксимальной части с уклоном постепенно увеличивается в проксимальном направлении. Проксимальная часть (237) закрывающей трубки (232) соединяется с проксимальной частью с уклоном (236) и находится с проксимальной стороны от нее; размер проксимальной части обеспечивает ее соединение с дистальной частью (238) части рукоятки (220). Проксимальная часть (237) имеет больший диаметр по сравнению с центральной частью (235). Части (231, 234, 235, 236, 237) закрывающей трубки (232) могут быть выполнены из одного фрагмента или из нескольких фрагментов ствола (222). Ствол (222) может быть изготовлен путем растяжения вручную, гидроформовки, сварки трубок или другого подходящего процесса, который будет очевиден для специалиста в данной области техники с учетом изложенных в данном документе идей.

Закрывающую трубку (232) можно переместить в дистальном направлении, повернув закрывающий спусковой механизм (226) в сторону пистолетной рукоятки (224). Закрывающая трубка (232) соединена с закрывающим кольцом (233) таким образом, что закрывающее кольцо (233) поступательно перемещается в дистальном направлении, когда закрывающая трубка (232) поступательно перемещается в дистальном направлении. Затем при поступательном перемещении закрывающего кольца (233) в дистальном направлении закрывающее кольцо (233) заставляет упор (218) повернуться к нижней бранше (216); при этом защемляется ткань, расположенная между браншами (216, 218).

Как описано выше, ствол (222) можно расположить в торакотомическом отверстии, между парой ребер, в троакаре и т.п., чтобы увеличить диапазон перемещения и позиционирования концевого эффектора (212) по сравнению с диапазоном перемещения и позиционирования, который ограничивает стержень (32). Как показано на ФИГ. 14A, закрывающую трубку (32) стержня (22) вводят между парой ребер (302, 304). Закрывающая трубка (32) при введении определяет продольную ось (A), перпендикулярную ребрам (302, 304). Затем закрывающую трубку (32) наклоняют для размещения концевого эффектора (12) в теле пациента. Как показано на ФИГ. 14B, закрывающую трубку (32) наклоняют до тех пор, пока закрывающая трубка (32) не соприкоснется с обоими ребрами (302, 304). В этом положении закрывающая трубка (32) определяет продольную ось (B). Угол между продольной осью (A) и продольной осью (B) составляет максимальный угол поворота (θ - тета), на который закрывающая трубка (32) может перемещаться для размещения концевого эффектора (12), пока закрывающая трубка (32) не соприкоснется с ребрами (302, 304). На ФИГ. 15A-15B показана центральная часть (235) закрывающей трубки (232) ствола (222), расположенного между парой ребер (302, 304). Закрывающую трубку (232) вводят перпендикулярно между ребрами (302, 304) по той же продольной оси (A), что и закрывающую трубку (32), изображенную на ФИГ. 15A. Затем закрывающую трубку (232) поворачивают для размещения концевого эффектора (212), пока закрывающая трубка (232) не соприкоснется с ребрами (302, 304). В этом положении закрывающая трубка (232) определяет продольную ось (C). Угол между продольной осью (A) и продольной осью (C) составляет максимальный угол поворота (Ф - фи), на который закрывающая трубка (232) может перемещаться для размещения концевого эффектора (212), пока закрывающая трубка (232) не соприкоснется с ребрами (302, 304). Поскольку центральная часть (235) закрывающей трубки (232) имеет меньший диаметр по сравнению с закрывающей трубкой (32), закрывающая трубка (232) имеет больший максимальный угол поворота (Ф - фи) по сравнению с максимальным углом поворота (θ - тета) закрывающей трубки (32). Благодаря этому закрывающая трубка (232) обеспечивает больший диапазон перемещения и позиционирования концевого эффектора (212).

B. Пример шарнирного сочленения

Как описано выше в отношении ФИГ. 12, ствол (222) прерывается дистально на шарнирном сочленении (211), которое дополнительно соединено с концевым эффектором (212). Шарнирным сочленением (211) можно удаленно манипулировать с помощью ручки управления (239); таким образом концевой эффектор (212) можно отклонять от продольной оси (LA) ствола (222) под необходимым углом (α), аналогично концевому эффектору (12), показанному на ФИГ. 1. Таким образом, концевой эффектор (212) можно завести за орган или приблизить к ткани под заданным углом либо по другим причинам. В некоторых вариантах шарнирное сочленение (211) делает возможным отклонение концевого эффектора (212) вдоль одной плоскости. В некоторых других вариантах шарнирное сочленение (211) делает возможным отклонение концевого эффектора вдоль более чем одной плоскости. Шарнирное сочленение (211) и ручка управления (239) могут быть выполнены в соответствии с идеями одной из многочисленных ссылок, приведенных в настоящем документе. Только в качестве примера некоторые чисто иллюстративные примеры альтернативных вариантов шарнирного сочленения (211) и ручки управления (239) представлены в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7174USNP.0599176], описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. В качестве альтернативы шарнирное сочленение (211) и/или ручка управления (239) могут иметь любую другую подходящую конфигурацию.

На ФИГ. 16A-16B более подробно показано шарнирное сочленение (211) из этого примера. Следует понимать, что на ФИГ. 16A-16B для ясности опущено несколько деталей шарнирного сочленения (211). Такие опущенные детали могут быть сконструированы и выполнены с возможностью эксплуатации в соответствии с по меньшей мере некоторыми из идей, представленных в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7174USNP.0599176], описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. Шарнирное сочленение (211) состоит из шарнирного передаточного механизма (240) и шарнирных стержней (242, 244). Передаточный механизм (240) соединен с дистальным концом закрывающей трубки (231) ствола (222). Передаточный механизм (240) содержит отверстия (246, 248) с каждой боковой стороны передаточного механизма (240). Дистальный конец передаточного механизма (240) соединен с концевым эффектором (212). Передаточный механизм (240) предназначен для поворота вокруг оси вращения (PA) с целью размещения концевого эффектора (212) под необходимым углом шарнирного поворота (α). Шарнирные стержни (242, 244) перемещаются вдоль ствола (222) таким образом, что проксимальные концы стержней (242, 244) соединяются с ручкой управления (239). Дистальные концы стержней (242, 244) соединяются с передаточным механизмом (240) посредством отверстий (246, 248). В настоящем примере стержень (242) соединен с отверстием (246), а стержень (244) соединен с отверстием (248). На ФИГ. 16A показаны шарнирное сочленение (211) и концевой эффектор (212) в положении без шарнирного поворота, при этом концевой эффектор (212) совмещен с продольной осью ствола (222). Когда шарнирное сочленение (211) и концевой эффектор (212) находятся в положении без шарнирного поворота, отверстия (246, 248) расположены таким образом, что, по мере того как стержни (242, 244) проходят через закрывающую трубку (232) к передаточному механизму (240), стержни (242, 244) разводятся в стороны.

На ФИГ. 16B показаны шарнирное сочленение (211) и концевой эффектор (212) в положении с шарнирным поворотом, при этом концевой эффектор (212) отклонен от продольной оси ствола (222) под острым углом. Чтобы выполнить шарнирный поворот концевого эффектора (212), необходимо повернуть ручку управления (239). Поворот ручки управления (239) преобразуется в продольное перемещение по крайней мере одного из шарнирных стержней (242, 244) в стволе (222). Например, при повороте ручки управления (239) ручка управления (239) может потянуть один из стержней (242, 244) в проксимальном направлении, либо при повороте ручки управления (239) ручка управления (239) может потянуть один из стержней (242, 244) в проксимальном направлении, при этом активно выталкивая другой стержень (242, 244) в дистальном направлении. Затем, по крайней мере один из стержней (242, 244) обеспечивает поворот передаточного механизма (240) шарнирного сочленения (211) и концевого эффектора (212) на необходимый угол (α). В настоящем примере передаточный механизм (240) поворачивается против часовой стрелки таким образом, что отверстие (246) поступательно перемещается в дистальном направлении, когда отверстие (248) поступательно перемещается в проксимальном направлении. Безусловно, передаточный механизм (240) можно также повернуть по часовой стрелке. Перемещение отверстий (246, 248) влечет сведение стержней (242, 244) друг к другу. В настоящем примере стержни (242, 244) располагаются параллельно, когда стержни (242, 244) проходят через ствол (222). Стержни (242, 244) могут сводиться, когда выполняется шарнирный поворот концевого эффектора (212) на угол шарнирного поворота (α), составляющий +/- 50 градусов. Это обеспечивает взаимодействие стержней (242, 244) с передаточным механизмом (240) без блокировки области поперечного сечения составных элементов, расположенных вблизи или между стержнями (242, 244). Стержни (242, 244) выполняются из податливого материала, обеспечивающего разведение и/или сведение стержней (242, 244) по мере приведения в действие шарнирного сочленения (211), но имеющего достаточную прочность, чтобы способствовать шарнирному повороту концевого эффектора (212), не деформируясь при этом. Благодаря возможности сведения и разведения стержней (242, 244) ствол (222) может иметь меньший диаметр в месте закрывающей трубки (232), угол шарнирного поворота (α) может быть больше и/или внутренние детали инструмента (210) могут быть прочнее. Хотя в настоящем примере стержни (242, 244) выполнены из податливого материала, другие варианты стержней (242, 244) могут быть выполнены их жестких материалов. Например, каждый стержень (242, 244) может быть выполнен из поворотно-соединенных жестких участков, гибких шарниров или других приспособлений, позволяющих сводить и разводить дистальные концы стержней (242, 244) с достаточно большим диапазоном.

Зубцы передаточного механизма (240) могут выборочно сцепляться с запирающим элементом, обеспечивая выборочную блокировку угла шарнирного поворота (α). В качестве примера, некоторые альтернативные, исключительно иллюстративные примеры запирающих элементов раскрыты в заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7174USNP.0599176], описание которой включено в настоящий документ путем ссылки, и заявке на патент США № [досье патентного поверенного № END7178USNP.0599232], озаглавленной «Хирургический инструмент запирающим элементом шарнирного механизма с двойной пружиной», поданной в тот же день, что и настоящая заявка, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки.

C. Пример операции

В качестве примера использования инструмент (210) можно ввести в операционное поле в состоянии без шарнирного поворота с закрытыми браншами (216, 218) концевого эффектора (212). В положении без шарнирного поворота концевой эффектор (212) совмещен с продольной осью ствола (222); таким образом, шарнирные стержни (242, 244) разведены в стороны, как показано на ФИГ. 16A. Когда инструмент (210) вводят в хирургическое поле, шарнирное сочленение (211) и концевой эффектор (212) могут быть введены по каналу канюли троакара или через торакотомическое отверстие для размещения центральной части (235) закрывающей трубки (232) в канале или торакотомическом отверстии. После размещения закрывающей трубки (232) закрывающую трубку (232) можно повернуть, чтобы разместить концевой эффектор (212) в пределах необходимого хирургического поля в теле пациента. Например, закрывающую трубку (232) можно повернуть на необходимый угол поворота (Ф - фи), как показано на ФИГ. 15A-15B. Вращательную ручку (213) можно привести в действие, поворачивая концевой эффектор (212) относительно части рукоятки (220), чтобы разместить бранши (216, 218) под необходимыми углами по отношению к продольной оси ствола (222). Затем можно привести в действие шарнирное сочленение (211), чтобы отклонить концевой эффектор (212) на необходимый угол шарнирного поворота (α), чтобы разместить концевой эффектор (212) в теле пациента наиболее удобным образом.

Для приведения в действие шарнирного сочленения (211) можно воспользоваться ручкой управления (239). Поворот ручки управления (239) преобразуется в противонаправленное продольное перемещение стержней (242, 244). Затем стержни (242, 244) обеспечивают поворот передаточного механизма (240) шарнирного сочленения (211), как показано на ФИГ. 16B. Поворот передаточного механизма (240) влечет за собой сведение дистальных концов стержней (242, 244) друг к другу внутри ствола (222) и поворот концевого эффектора (212) для размещения концевого эффектора (212) под необходимым углом шарнирного поворота (α). В некоторых случаях дистальные части стержней (242, 244) становятся параллельными друг другу при шарнирном повороте концевого эффектора (212) на определенный угол. В некоторых случаях при дальнейшем шарнирном повороте концевого эффектора (212) дистальная часть по крайней мере одной стержни (242, 244) может даже отклоняться внутрь далее параллельного положения. Когда концевой эффектор (212) шарнирно поворачивается в необходимое положение, закрывающий спусковой механизм (226) можно привести в действие по направлению к пистолетной рукоятке (224) для закрытия упора (218) к нижней бранше (216). Такое закрытие упора обеспечивается через закрывающую трубку (232) и закрывающее кольцо (233), которые поступательно перемещаются в продольном направлении относительно части рукоятки (220) в результате поворота закрывающего спускового механизма (226) относительно пистолетной рукоятки (224). Когда концевой эффектор (212) закрывают, ткань, захваченную между упором (218) и нижней браншей (216), можно рассечь и сшить скобами, приведя в действие пусковой крючок (228).

Для открытия концевого эффектора (212) можно высвободить закрывающий спусковой механизм (226) из пистолетной рукоятки (224) для поступательного перемещения закрывающей трубки (232) и закрывающего кольца (233) проксимально и вращения упора (218) в направлении от нижней бранши (216). Затем концевой эффектор (212) можно вернуть в положение без шарнирного поворота. Ручку управления (239) можно повернуть таким образом, что по крайней мере один из стержней (242, 244) поступательно перемещается, вызывая поворот передаточного механизма (240) шарнирного сочленения (211) и совмещение концевого эффектора (212) с продольной осью ствола (222), как показано на ФИГ. 16A. Когда концевой эффектор (212) возвращают в положение без шарнирного поворота, стержни (242, 244) возвращаются в разведенное положение. Когда инструмент (210) находится в положении без шарнирного поворота, а бранши (216, 218) концевого эффектора открыты, кассету со скобами (37) можно заменить новой кассетой таким образом, чтобы инструмент (210) можно было использовать для рассечения и/или сшивания скобами дополнительного количества ткани. В качестве альтернативы закрывающий спусковой механизм (226) можно повторно привести в действие для закрытия бранш (216, 218) концевого эффектора (212). Затем инструмент (210) можно извлечь из хирургического поля. После этого кассету со скобами (37) можно сменить новой кассетой со скобами и концевой эффектор (212) можно опять ввести в операционное поле для дополнительного рассечения и сшивания скобами.

IV. Разное

Следует понимать, что любую одну или более из идей, выражений, вариантов осуществления, примеров и т.п., описанных в настоящем документе, можно скомбинировать с одной или более из других идей, выражений, вариантов осуществления, примеров и т.п., описанных в настоящем документе. Таким образом, описанные выше идеи, выражения, варианты осуществления, примеры и т.п. не следует рассматривать по отдельности относительно друг от друга. Различные подходящие способы, в которых можно скомбинировать идеи, представленные в настоящем документе, будут понятны обычным специалистам в данной области в контексте идей, представленных в настоящем документе. Предполагается, что такие модификации и варианты включены в объем формулы изобретения.

Следует учитывать, что любой патент, публикация или другой материал описания, полностью или частично включенный в настоящий документ путем ссылки, включены в него только в той степени, в которой включенный материал не противоречит существующим определениям, заявлениям или другим материалам описания, представленным в настоящем описании. Таким образом, описание, в прямой форме представленное в настоящем документе, в той мере, в которой это необходимо, превалирует над любой информацией, противоречащей материалу, включенному в настоящий документ путем ссылки. Любой материал, или его часть, указанный как включенный в настоящий документ путем ссылки, но противоречащий существующим определениям, положениям или другому материалу описания, представленному в настоящем документе, будет включен в настоящий документ только в той мере, в которой между включенным материалом и существующим материалом описания не возникает противоречий.

Варианты описанных выше устройств могут применяться в традиционных видах медицинского лечения и процедурах, выполняемых медицинским специалистом, а также в роботизированных видах медицинского лечения и процедурах. Только в качестве примера, различные идеи, представленные в настоящем документе, можно легко использовать в какой-либо роботизированной хирургической системе, такой как система DAVINCI™ компании Intuitive Surgical, Inc., г. Саннивейл, штат Калифорния. Аналогичным образом, обычным специалистам в данной области будет понятно, что различные идеи, представленные в настоящем документе, можно легко объединять с различными идеями, представленными в патенте США № 5,792,135, озаглавленном «Шарнирно повернутый хирургический инструмент для выполнения минимально инвазивных операций с улучшенными функциональными возможностями и чувствительностью», выпущенном 11 августа 1998 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 5,817,084, озаглавленном «Устройство удаленного центрального расположения с гибким приводом», выпущенном 6 октября 1998 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 5,878,193, озаглавленном «Автоматическая эндоскопическая система для оптимального расположения», выпущенном 2 марта 1999 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 6,231,565, озаглавленном «Одноразовые загрузочные элементы (disposable loading unit, DLU) роботизированного рычага для выполнения хирургических задач», выпущенном 15 мая 2001 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 6,783,524, озаглавленном «Роботизированный хирургический инструмент с ультразвуковым инструментом для каутеризации и рассечения», выпущенном 31 августа 2004 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 6,364,888, озаглавленном «Выравнивание ведущего и подчиненного механизмов в минимально инвазивном хирургическом устройстве», выпущенном 2 апреля 2002 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,524,320, озаглавленном «Система интерфейса механического исполнительного механизма для роботизированных хирургических инструментов», выпущенном 28 апреля 2009 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,691,098, озаглавленном «Манжетный механизм для связи с основной системой прибора», выпущенном 6 апреля 2010 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; патенте США № 7,806,891, озаглавленном «Изменение положения и переориентировка отношения ведущего/подчиненного механизмов при минимально инвазивной дистанционной хирургии», выпущенном 5 октября 2010 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2013/0012957, озаглавленной «Автоматическая система перезаряжения компонентов концевого эффектора», выпущенной 10 января 2013 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0199630, озаглавленной «Роботизированный хирургический инструмент с возможностью форсированной обратной связи», выпущенной 9 августа 2012 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0132450, озаглавленной «Смещаемый стыковочный элемент выталкивателя для роботизировано контролируемого хирургического инструмента», выпущенной 31 мая 2012 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0199633, озаглавленной «Хирургические сшивающие инструменты с конструкциями с кулачковым приводом для размещения скоб», выпущенной 9 августа 2012 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0199631, озаглавленной «Роботизированная хирургическая система концевого эффектора с электроприводом», выпущенной 9 августа 2012 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0199632, озаглавленной «Роботизированный хирургический инструмент с избирательно шарнирно поворачиваемым концевым эффектором», выпущенной 9 августа 2012 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0203247, озаглавленной «Роботизированная хирургическая система концевого эффектора», выпущенной 9 августа 2012 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0211546, озаглавленной «Стыковочный элемент выталкивателя для функционального соединения управляемого хирургического инструмента с автоматическим устройством», выпущенной 23 августа 2012 г.; публикации США № 2012/0138660, озаглавленной «Кабельные роботизированные хирургические концевые эффекторы», выпущенной 7 июня 2012 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; публикации США № 2012/0205421, озаглавленной «Хирургическая система концевого эффектора с роботизированным управлением с поворотно активируемыми закрывающими системами», опубликованной 16 августа 2012 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки.

Варианты описанных выше устройств могут быть выполнены с возможностью утилизации после однократного применения или с возможностью многократного применения. Варианты либо в одном, либо в обоих случаях можно подготовить для повторного применения после по меньшей мере одного применения. Подготовка для повторного применения может включать любую комбинацию стадий разборки устройства, затем очистки или замены конкретных фрагментов и последующей повторной сборки. В частности, некоторые варианты устройства можно разобрать, и любое число конкретных фрагментов или частей устройства можно избирательно заменить или удалить в любой комбинации. После очистки и/или замены конкретных частей некоторые варианты устройства можно повторно собрать для последующего применения либо в отделении, выполняющем подготовку к повторному применению, либо это может сделать сам пользователь непосредственно перед процедурой. Специалистам в данной области будет понятно, что подготовка устройства к повторному применению может включать различные методики разборки, чистки/замены и повторной сборки. Применение таких методик, а также полученное восстановленное устройство входят в объем настоящей заявки.

Только в качестве примера, описанные в настоящем документе варианты можно стерилизовать до и/или после процедуры. В одной методике стерилизации устройство помещают в закрытый и герметичный контейнер, такой как пластиковый пакет или пакет из материала Тайвек (TYVEK). Затем контейнер и устройство можно поместить в поле излучения, которое может проникать в контейнер, такое как гамма-излучение, рентгеновское излучение или высокоэнергетический поток электронов. Излучение может убивать бактерии на устройстве и в контейнере. Затем стерилизованное устройство можно хранить в стерильном контейнере для дальнейшего применения. Устройство также можно стерилизовать с применением любой другой методики, известной в данной области, включая, без ограничений, бета- или гамма-излучение, этиленоксид или пар.

Обычный специалист в данной области может осуществить различные показанные и описанные варианты осуществления настоящего изобретения, дополнительные адаптации способов и систем, описанных в настоящем документе, путем соответствующих модификаций без отступления от объема настоящего изобретения. В настоящем документе указаны некоторые из таких потенциальных модификаций, а другие модификации будут понятны специалистам в данной области. Например, примеры, варианты осуществления, геометрические формы, материалы, размеры, коэффициенты, стадии и т.п., описанные выше, являются иллюстративными и не являются обязательными. Соответственно, подразумевается, что объем настоящего изобретения следует рассматривать в отношении следующей формулы изобретения, и следует понимать, что оно не ограничено деталями структуры и эксплуатации, показанными и описанными в описании на чертежах.

Изобретение относится к медицине. Хирургический сшивающий инструмент содержит концевой эффектор и ствол, имеющий продольную ось. Концевой эффектор содержит первую браншу и вторую браншу, причем первая бранша выполнена с возможностью перемещения относительно второй бранши. Дистальный конец ствола содержит шарнирное сочленение, связанное с концевым эффектором, и первый и второй шарнирные стержни. Шарнирное сочленение выполнено с возможностью поворота концевого эффектора из первого положения, в котором концевой эффектор совмещен с продольной осью ствола, во второе положение, в котором концевой эффектор расположен под углом относительно продольной оси ствола. Дистальный конец каждого шарнирного стержня выполнен с возможностью изгиба наружу в отклоненное положение внутри ствола при нахождении концевого эффектора в первом положении. Дистальный конец каждого шарнирного стержня выполнен с возможностью изгиба внутрь из отклоненного положения внутри ствола при перемещении концевого эффектора между первым и вторым положениями. Изобретение обеспечивает расширение диапазона перемещения и позиционирования концевого эффектора хирургического инструмента. 14 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Хирургический сшивающий инструмент, содержащий:

(a) концевой эффектор, причем концевой эффектор содержит первую браншу и вторую браншу, причем первая бранша выполнена с возможностью перемещения относительно второй бранши; и

(б) ствол, имеющий продольную ось, причем дистальный конец ствола содержит:

(1) шарнирное сочленение, связанное с концевым эффектором, причем шарнирное сочленение выполнено с возможностью поворота концевого эффектора из первого положения, в котором концевой эффектор совмещен с продольной осью ствола, во второе положение, в котором концевой эффектор расположен под углом относительно продольной оси ствола, и

(2) первый и второй шарнирные стержни, причем дистальный конец каждого шарнирного стержня выполнен с возможностью изгиба наружу в отклоненное положение внутри ствола, при нахождении концевого эффектора в первом положении, причем дистальный конец каждого шарнирного стержня выполнен с возможностью изгиба внутрь из отклоненного положения внутри ствола при перемещении концевого эффектора между первым и вторым положениями.

2. Инструмент по п. 1, в котором концевой эффектор выполнен с возможностью поворота из второго положения в первое положение, причем дистальный конец каждого шарнирного стержня выполнен с возможностью изгиба наружу при повороте концевого эффектора из второго положения в первое положение.

3. Инструмент по п. 1, в котором шарнирные стержни являются эластичными.

4. Инструмент по п. 1, в котором дистальный конец каждого шарнирного стержня соединен с вращательным элементом, причем вращательный элемент выполнен с возможностью поворота концевого эффектора при вращении вращательного элемента.

5. Инструмент по п. 1, дополнительно содержащий корпус, причем проксимальный конец ствола соединен с корпусом, причем шарнирный стержень проходит через ствол так, что проксимальный конец шарнирного стержня соединен с корпусом.

6. Инструмент по п. 5, в котором корпус содержит первый исполнительный механизм, причем проксимальный конец каждого шарнирного стержня соединен с первым исполнительным механизмом так, что первый исполнительный механизм выполнен с возможностью поворота концевого эффектора посредством шарнирного стержня.

7. Инструмент по п. 6, в котором корпус содержит второй исполнительный механизм, причем второй исполнительный механизм выполнен с возможностью вращения ствола и концевого эффектора вокруг продольной оси ствола относительно корпуса.

8. Инструмент по п. 1, в котором концевой эффектор выполнен с возможностью поворота, по меньшей мере, приблизительного на 50 градусов относительно продольной оси ствола.

9. Инструмент по п. 1, в котором ствол содержит первый внешний диаметр, причем ствол содержит второй внешний диаметр, проксимальный к первому внешнему диаметру, причем второй внешний диаметр меньше первого внешнего диаметра.

10. Инструмент по п. 9, в котором первый внешний диаметр соответствует внешнему диаметру шарнирного сочленения.

11. Инструмент по п. 9, в котором второй внешний диаметр составляет приблизительно 70% от первого внешнего диаметра.

12. Инструмент по п. 9, в котором ствол является плавно скошенным от первого внешнего диаметра ко второму внешнему диаметру.

13. Инструмент по п. 9, в котором ствол содержит третий внешний диаметр, проксимальный ко второму внешнему диаметру, причем третий внешний диаметр больше второго внешнего диаметра.

14. Инструмент по п. 13, в котором ствол является плавно скошенным от второго внешнего диаметра к третьему внешнему диаметру.

15. Инструмент по п. 1, в котором концевой эффектор выполнен с возможностью сшивания ткани между первой и второй браншами концевого эффектора.