Привод шарнира концевого эффектора хирургического инструмента с шестерней и противостоящими рейками

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к хирургическим сшивающим инструментам. Хирургический сшивающий инструмент содержит корпус и узел ствола, связанный с корпусом. Узел ствола содержит концевой эффектор, первый зубчатый кулачок, второй зубчатый кулачок и блокирующий стержень. Концевой эффектор имеет шарнирное сочленение. Первый зубчатый кулачок расположен с возможностью поворота внутри узла ствола. Второй зубчатый кулачок связан с концевым эффектором в шарнирном сочленении. Блокирующий стержень дистально смещен с прижатием ко второму зубчатому кулачку для блокировки. Первый зубчатый кулачок выполнен с возможностью поворота в первом диапазоне перемещений для разблокирования блокирующего стержня относительно второго зубчатого кулачка. И первый зубчатый кулачок выполнен с возможностью поворота во втором диапазоне перемещений для поворота концевого эффектора в шарнирном сочленении. Во втором варианте выполнения вышеуказанный хирургический инструмент содержит узел ствола, связанный с корпусом, где узел ствола включает концевой эффектор, шарнирное сочленение, первый зубчатый кулачок, второй зубчатый кулачок и блокирующий стержень. Концевой эффектор расположен на дистальном конце узла ствола. Шарнирное сочленение расположено на проксимальном конце концевого эффектора. Первый зубчатый кулачок расположен на дистальном конце узла ствола, причем первый зубчатый кулачок выполнен с возможностью поворота. Второй зубчатый кулачок связан с концевым эффектором посредством шарнирного сочленения, причем второй зубчатый кулачок выполнен с возможностью осуществления шарнирного поворота концевого эффектора в шарнирном сочленении. Блокирующий стержень избирательно связан с первым зубчатым кулачком и вторым зубчатым кулачком. Блокирующий стержень выполнен с возможностью перемещения между дистальным положением и проксимальным положением. Блокирующий стержень выполнен с возможностью препятствования поворота второго зубчатого кулачка при нахождении блокирующего стержня в дистальном положении. Блокирующий стержень выполнен с возможностью обеспечения поворота второго зубчатого кулачка при нахождении блокирующего стержня в проксимальном положении, причем первый зубчатый кулачок выполнен с возможностью перемещения блокирующего стержня из дистального положения в проксимальное положение посредством поворота первого зубчатого кулачка. Также предложен способ шарнирного поворота концевого эффектора с применением узла ствола, содержащего первый зубчатый кулачок, второй зубчатый кулачок, первый рычаг, второй рычаг и блокирующий стержень, причем второй зубчатый кулачок связан с первым зубчатым кулачком, где первый рычаг и второй рычаг связаны с первым зубчатым кулачком, причем блокирующий стержень избирательно связан с первым зубчатым кулачком и вторым зубчатым кулачком, при этом второй зубчатый кулачок связан с возможностью поворота с концевым эффектором. Способ включает этапы, на которых: приводят в действие первый рычаг и второй рычаг для поворота первого зубчатого кулачка; поворачивают первый зубчатый кулачок; перемещают блокирующий стержень в проксимальном направлении так, что блокирующий стержень последовательно перемещается вдоль первого зубчатого кулачка и второго зубчатого кулачка; поворачивают второй зубчатый кулачок, тем самым вызывая шарнирный поворот концевого эффектора; и перемещают блокирующий стержень в дистальном направлении. Использование группы изобретений позволит облегчить расположение концевого эффектора в теле пациента так, чтобы выполнить непосредственный или перпендикулярный зажим вплотную к сосуду или другой ткани. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 19 ил.

 

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 ствол между концевым эффектором и частью рукоятки, управляемой врачом. Такой ствол может позволять введение на желаемую глубину и вращение по продольной оси ствола, тем самым облегчая расположение концевого эффектора в теле пациента. Размещение концевого эффектора может дополнительно облегчать включение одного или более шарнирных сочленений или элементов, позволяющих концевому эффектору избирательно шарнирно поворачиваться или иным способом отклоняться относительно продольной оси ствола.

К примерам эндоскопических хирургических инструментов относятся хирургические сшивающие инструменты. Некоторые из таких сшивающих инструментов позволяют зажимать слои ткани, рассекать зажатые слои ткани и прошивать слои ткани скобами, чтобы по существу скреплять разделенные слои ткани рядом с разделенными концами слоев ткани. Исключительно в качестве примеров приводятся хирургические сшивающие инструменты, раскрываемые 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 спусковую 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», выданной 21 октября 2010 г.; и публикации США № 2012/0239012, озаглавленной «Режущий хирургический инструмент с приводом, имеющий узел управления направлением исполнительного механизма», выданной 20 сентября 2012 г. Описание каждого из указанных выше патентов США и заявок на патенты США включено в настоящий документ путем ссылки.

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

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

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопровождающие рисунки, включенные в настоящее описание и составляющие его неотъемлемую часть, иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и, в сочетании с приведенным выше общим описанием изобретения и приведенным 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 поперечного сечения концевого эффектора с ФИГ. 3 вдоль линии 4-4 на ФИГ. 3 с пусковым стержнем в проксимальном положении.

На ФИГ. 4B показан вид сбоку в поперечном сечении концевого эффектора с ФИГ. 3 вдоль линии 4-4 на ФИГ. 3 с пусковым стержнем 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, наложенного на ткань и приведенного в действие после наложения на ткань.

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

На ФИГ. 9 показан вид в перспективе узла рукоятки инструмента с ФИГ. 1 с полусмещенным корпусом.

На ФИГ. 10 показан вид в перспективе компонентов узла привода от узла рукоятки, изображенной на ФИГ. 9.

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

На ФИГ. 12 показан вид сверху в перспективе примера альтернативного узла ствола, который можно применять в инструменте, изображенном на ФИГ. 1.

На ФИГ. 13A показан вид сверху в горизонтальной проекции узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, на котором концевой эффектор находится в первом положении.

На ФИГ. 13B показан вид сверху в горизонтальной проекции узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, на котором концевой эффектор находится во втором шарнирно повернутом положении.

На ФИГ. 14 показан вид в перспективе проксимального конца узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, на котором представлена ручка шарнирного поворота и внутренние кинематические компоненты.

На ФИГ. 15 показан вид сверху в поперечном разрезе проксимального конца узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, вдоль линии 15-15 на ФИГ. 14.

На ФИГ. 16 показан вид сверху в горизонтальной проекции узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, в нейтральном положении.

На ФИГ. 17 показан вид в перспективе с пространственным разделением компонентов концевого эффектора и шарнирного сочленения узла ствола, изображенного на ФИГ. 12.

На ФИГ. 18А показан частичный внутренний вид сверху шарнирного сочленения узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, в первом положении.

На ФИГ. 18В показан частичный внутренний вид сверху шарнирного сочленения узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, где первый и второй рычаги поворачивают первый зубчатый кулачок.

На ФИГ. 18С показан частичный внутренний вид сверху шарнирного сочленения узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, где первый и второй рычаги поворачивают второй зубчатый кулачок и первый зубчатый кулачок.

На ФИГ. 18D показан частичный внутренний вид сверху шарнирного сочленения узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, где блокирующий стержень упруго располагает блокирующий зубец между зубцами первого зубчатого кулачка и второго зубчатого кулачка.

На ФИГ. 18Е показан частичный внутренний вид сверху шарнирного сочленения узла ствола, изображенного на ФИГ. 12, где первый и второй рычаги еще более поворачивают первый зубчатый кулачок.

На ФИГ. 19 показан увеличенный вид в горизонтальной проекции стыковки зубчатых кулачков и блокирующего стержня узла ствола, изображенного на ФИГ. 12.

Предполагается, что рисунки 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 рисунках. Приложенные рисунки 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

Представленное ниже описание некоторых примеров изобретения не следует применять для ограничения объема настоящего изобретения. Другие примеры, признаки, аспекты, варианты осуществления и преимущества настоящего изобретения станут очевидны обычным 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, каждый из которых не отклоняется от настоящего изобретения. Соответственно, рисунки и описания следует рассматривать как по сути иллюстративные и 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 несочлененном состоянии, как показано на ФИГ. 1, через канюлю троакара в операционное поле внутри тела пациента для проведения хирургического вмешательства. Исключительно для примера, такой троакар можно вставить в брюшную полость пациента, между двумя ребрами пациента или другим путем. В некоторых условиях инструмент (10) используют без троакара. Например, инструмент (10) можно вставить напрямую через торакотомическое отверстие или другой тип разреза. Инструмент (10) настоящего примера включает часть рукоятки (20), соединенную со стволом (22). Ствол (22) прерывается дистально на шарнирном сочленении (11), которое дополнительно соединено с концевым эффектором (12). Следует отметить, что термины «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 рисунков. Однако хирургические инструменты применяются во множестве ориентаций и положений, и эти термины не являются ограничивающими и абсолютными.

В некоторых версиях ствол (22) может быть дополнительно разработан в соответствии по меньшей мере c некоторыми из идей, представленных в заявке на патент № [досье патентного поверенного № END7181USNP.0599180], озаглавленной «Хирургический инструмент со ступенчатым стержнем», поданной в тот же день, что и настоящая заявка, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки. Обычным специалистам в данной области будут очевидны другие подходящие конфигурации ствола (22) в свете идей, представленных в настоящем документе.

После вставки 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) ствола (22) под желаемым углом (α). Таким образом, концевой эффектор (12) можно завести за орган или приблизить к ткани под требуемым 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. Шарнирное сочленение (11) и/или устройство управления шарниром (13) альтернативно могут иметь любую другую подходящую конфигурацию. Исключительно для примера, устройство управления шарниром (13) может быть, напротив, выполнено в виде ручки, которая вращается вокруг оси, которая перпендикулярна продольной оси (LA) ствола (22).

Ниже подробно описаны различные примеры альтернативных компонентов, конфигураций и функциональностей шарнирного сочленения (11) и устройства управления шарниром (13). Шарнирное сочленение (11) также может быть сконструировано и может эксплуатироваться в соответствии по меньшей мере c некоторыми из идей, представленных в заявке на патент № [досье патентного поверенного № END7181USNP.0599180], содержание 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 шарнирное сочленение (11) и устройство управления шарниром (13).

Концевой эффектор (12) настоящего изобретения включает нижнюю браншу (16) и упор (18), выполненный с возможностью поворота. В некоторых версиях нижняя бранша (16) может быть дополнительно разработана в соответствии по меньшей мере c некоторыми из идей, представленных в заявке на патент № [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 дополнительно разработан в соответствии по меньшей мере c некоторыми из идей, представленных в заявке на патент № [досье патентного поверенного № END7176USNP.0599177], озаглавленной «Встроенные элементы для расположения ткани и выравнивания браншей для хирургического сшивающего инструмента», поданной в тот же день, что и настоящая заявка, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; по меньшей мере с некоторыми из идей, представленных в заявке на патент № [досье патентного поверенного № END7177USNP.0599225], озаглавленной «Элемент замыкания браншей для концевого эффектора хирургического инструмента», поданной в тот же день, что и настоящая заявка, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; и/или по меньшей мере с некоторыми из идей, представленных в заявке на патент № [досье патентного поверенного № END7180USNP.0599175], озаглавленной «Элементы для формирования скоб для хирургического сшивающего инструмента», поданной в тот же день, что и настоящая заявка, 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 закрытия или приближения упора (18) к нижней бранше (16) концевого эффектора (12). Такое закрывание упора (18) обеспечивается через закрывающую трубку (32) и закрывающее кольцо (33), которые перемещаются поступательно в продольном направлении относительно части рукоятки (20) в ответ на поворот закрывающего спускового механизма (26) относительно пистолетной рукоятки (24). Закрывающая трубка (32) проходит вдоль длины ствола (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 ствол (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 крючки (26, 28) отпускают для высвобождения ткани из концевого эффектора (12).

На ФИГ. 3-6 показан концевой эффектор (12), в котором для выполнения ряда функций применяется форма трехрогого элемента пускового элемента (14). Следует понимать, что форма трехрогого элемента приводится лишь в качестве показательного примера. Пусковой элемент (14) может принимать любую другую подходящую форму, включая, без ограничений, форму, отличную от трехрогого элемента. 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 может поступательно перемещаться внутри продольного паза (42) упора (18). Колпачок (44) пускового элемента скользит по нижней поверхности нижней бранши (16) при продвижении пускового элемента (14) через паз (45) нижней бранши (показан на ФИГ. 4B), сформированный в нижней бранше (16). Средний штифт (46) скользит по верхней поверхности нижней бранши (16), взаимодействуя с колпачком (44) пускового элемента. Таким образом, пусковой элемент (14) отдаляет концевой эффектор (12) во время пуска.

У некоторых отличных от трехрогих форм пускового элемента (14) 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. Исключительно для примера, пусковой элемент (14) и/или связанные с ним блокирующие элементы могут быть сконструированы и могут эксплуатироваться в соответствии по меньшей мере c некоторыми из идей, представленных в заявке на патент № [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 настоящая заявка, 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 видно из ФИГ. 3, вертикальный паз (49) образован через часть 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 (43) скоб 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 по меньшей мере c некоторыми из идей, представленных в заявке на патент № [досье патентного поверенного № END7176USNP.0599177], содержание которой включено в настоящий документ путем ссылки. Кроме того или альтернативно, кассета со скобами (37) может быть сконструирована и может эксплуатироваться в соответствии по меньшей мере c некоторыми из идей, изложенных в заявке на патент № [досье патентного поверенного № END7182USNP.0599227], содержание 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 со скобами (37).

При закрытии концевого эффектора (12), как показано на ФИГ. 4А-4В, путем дистального продвижения закрывающей трубки (32) и закрывающего кольца (33) пусковой элемент (14) продвигается в зацепление с упором (18) путем 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 со скобами (37), когда активирован пусковой крючок (28). При такой активации режущий край (48) пускового элемента (14) входит в вертикальный паз (49) в кассете со скобами (37), рассекая ткань, зажатую между кассетой со скобами (37) и упором (18). Как показано на ФИГ. 4A-4B, средний штифт (46) и блок толкателя (80) вместе активируют кассету со скобами (37), входя в вертикальный паз (49) внутри кассеты со скобами (37), 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 дистально поступательно перемещенный после завершения рассечения и сшивания ткани. Следует понимать, что углубления (53) для формирования скоб намеренно не показаны на проекциях на ФИГ. 4А-4В; однако углубления (53) для формирования скоб показаны на ФИГ. 3. Также следует понимать, что упор (18) намеренно не показан на проекции на ФИГ. 5.

На ФИГ. 7 показан концевой эффектор (12), который был активирован с помощью одного хода через ткань (90). Как показано на фигуре, режущий край (48) (показан на ФИГ. 7) рассек ткань (90), в то время как выталкиватели (43) скоб переместили 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 рассечения, 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 со скобами (37) 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 желаемое количество рассечений и сшиваний (47). Может возникнуть необходимость закрыть упор (18), чтобы содействовать введению и извлечению через троакар, и может возникнуть необходимость открыть упор (18) для содействия замене кассеты (37) со скобами.

Следует понимать, что режущий край (48) может рассекать ткань по существу одновременно с выталкиванием скоб (47) через ткань во время каждого хода активации. В данном 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 показано, что концевой эффектор (12) активирован на 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 благодаря формированию и размещению скоб (47) смежно с линией разреза, образованной режущим краем (48), может происходить по существу запечатывание ткани по линии разреза и, таким образом, снижение или предотвращение кровотечения и/или утечки других текучих сред организма по линии разреза. Кроме того, хотя на ФИГ. 7 показан концевой эффектор (12), активированный на двух по существу плоских, сомкнутых, 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 на рассматриваемых способах эксплуатации концевого эффектора (12). В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны различные подходящие ситуации и процедуры, в которых может применяться инструмент (10).

Следует понимать, что инструмент (10) может быть выполнен и использован в соответствии с любой из идей патента США № 4,805,823; патента США № 5,415,334; патента США № 5,465,895; патента США № 5,597,107; патента США № 5,632,432; патента США № 5,673,840; патента США № 5,704,534; патента США № 5,814,055; патента США № 6,978,921; патента США № 7,000,818; патента США № 7,143,923; патента США № 7,303,108; патента США № 7,367,485; патента США № 7,380,695; патента США № 7,380,696; патента США № 7,404,508; патента США № 7,434,715; патента США № 7,721,930; патента США № 2010/0264193 и/или патента США № 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. Обычным специалистам в данной области будут очевидны различные подходящие способы, которыми приведенные ниже идеи могут быть включены в инструмент (10). Аналогичным образом, обычным специалистам в данной области будут очевидны различные подходящие способы, в которых приведенные ниже идеи могут быть скомбинированы с различными идеями патентов/публикаций, указанных в настоящем документе. Следует также понимать, что приведенные ниже идеи не ограничены инструментом (10) или устройствами, описанными в патентах, указанных в настоящем документе. Приведенные ниже идеи можно легко применять к различным другим типам инструментов, включая инструменты, которые не классифицируются как хирургические сшивающие инструменты. В свете идей, представленных в настоящем документе, обычным специалистам в данной области будут очевидны различные другие подходящие устройства и элементы, к которым могут быть применены приведенные ниже идеи.

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 одно или более из следующего: 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, когда открыт ключ (108) блокировки, двигатель (102) находится в нефункциональном состоянии. Индикатор (110) блокировки (например, светодиод и т. п.) выполнен с возможностью подачи визуальной индикации статуса ключа (108) блокировки. Исключительно для примера, ключ (108) блокировки, индикатор (110) блокировки и связанные с ними компоненты/функции могут быть выполнены в соответствии по меньшей мере c некоторыми из идей, изложенных в патенте США № 7,644,848, озаглавленном «Электронные блокировки и содержащие их хирургические инструменты», выпущенном 12 января 2010 г., описание которого включено в настоящий документ путем ссылки.

Когда пусковой элемент (14) достигает самого дистального положения (например, в конце рабочего хода), ключ (112) конца хода автоматически переключается в закрытое положение, сменяя полярность напряжения, подаваемого на двигатель (102). Это меняет направление вращения двигателя (102), подразумевая, что оператор отпустит пусковой крючок (28) на этой стадии эксплуатации. На этой стадии эксплуатации для подачи оператору визуальной индикации о том, что вращение двигателя (102) изменено на противоположное, 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 ключ (112) конца хода 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) настоящего примера 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 можно 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 по меньшей мере c 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 ствол (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 перемещение рейки (130). Как показано на ФИГ. 11, рейка (130) соединена с удлиненным элементом (136), который проходит через ствол (22) и включает дистальный конец (138), который соединен с проксимальным концом пускового элемента (14). Удлиненный элемент (136) поступательно перемещается внутри ствола (22) таким образом, что удлиненный элемент (136) передает пусковому элементу (14) поступательное движение 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 выталкивания скоб (47) в ткань (90). Рычаг (134) активации ключа проходит латерально от рейки (130) и расположен с возможностью зацепления ключа (112) конца хода, 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 ключа (112) конца хода автоматически меняет направление вращения двигателя (102) 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 движения 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 движение в виде скользящего/поступательного перемещения охватывается такими терминами, как «поворачиваться», «поворачивается», «вращательный», «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 по меньшей мере c некоторыми из идей публикации США № 2012/0239012, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки; и/или в соответствии по меньшей мере c 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 по меньшей мере c некоторыми идеями из любого другого патента/заявки, приведенных в настоящем документе путем ссылки.

III. Пример узла ствола

Следует понимать, что по мере того как пользователь вводит инструмент (10) в операционное поле, может быть желательным приблизиться к ткани, которую необходимо зажать, сшить скобами или рассечь, под определенным углом. Например, после того как концевой эффектор (12) инструмента (10) вводят через троакар, торакотомию или другой проход для входа в операционное поле, ткань, которая является целью для пользователя, может располагаться вне досягаемости или под косым углом по отношению к концевому эффектору (12), который выровнен со стволом (22). Поэтому может быть желательно, чтобы части инструмента (10), например, концевой эффектор (12), шарнирно поворачивались таким образом, чтобы пользователь мог располагать упор (18) и нижнюю браншу (16) концевого эффектора (12) так, чтобы выполнить непосредственный или перпендикулярный зажим вплотную к сосуду или другой ткани. Будет также понятно, что шарнирный концевой эффектор (12) для прямого расположения концевого эффектора (12) вплотную к ткани может обеспечивать полную опору и зажим ткани перед ее рассечением и сшиванием. Кроме шарнирного поворота, может быть желательно, чтобы концевой эффектор (12) был избирательно заблокирован в прямом или шарнирно повернутом положении так, чтобы не было необходимости в постоянном ручном смещении пользователем для предотвращения поворота или изгиба концевого эффектора (12) в шарнирном сочленении (11). После шарнирного поворота также может быть желательна автоматическая блокировка без необходимости активации отдельного элемента, блокирующего шарнирный поворот.

На ФИГ. 12 показан пример альтернативного узла (200) ствола, который можно легко включить в инструмент (10), изображенный на ФИГ. 1. Узел (200) ствола обеспечивает шарнирный поворот и избирательную блокировку углов шарнирного поворота, как будет более подробно описано ниже. Узел (200) ствола настоящего примера содержит устройство (213) управления поворотом, ручку (214) шарнирного поворота и концевой эффектор (212). Устройство (213) управления поворотом может соединяться с возможностью поворота с частью рукоятки (20), изображенной на ФИГ. 1, или любым другим подходящим элементом (например, роботизированным устройством управления стыковочным элементом и т. п.). Устройство (213) функционирует с возможностью поворота узла (200) ствола (включая ручку (214) шарнирного поворота и концевой эффектор (212)) вокруг продольной оси (LA), определяемой узлом (200) ствола, относительно части рукоятки (20) (или относительно любого другого элемента, с которым устройство (213) управления поворотом соединено с возможностью поворота). Его можно использовать для размещения концевого эффектора (212) под заданной угловой ориентацией относительно продольной оси (LA).

Ручка (214) шарнирного поворота частично находится внутри корпуса (215) ручки шарнирного поворота. Корпус (215) переходит в удлиненный ствол (232). Узел (200) ствола также содержит концевой эффектор (212), расположенный дистально относительно ствола (232). Концевой эффектор (212) включает шарнирное сочленение (211), которое позволяет шарнирный поворот концевого эффектора (212) латерально, как будет более подробно описано ниже. Концевой эффектор (212) по существу идентичен концевому эффектору (12), изображенному на ФИГ. 1, за исключением различий, описанных ниже.

На ФИГ. 13А-В показан узел (200) ствола и пример перемещения концевого эффектора (212) в результате вращения ручки (214) шарнирного поворота. На ФИГ. 13А показана ручка (214) шарнирного поворота в первом положении, где ручка (214) шарнирного поворота и концевой эффектор (212) по существу выровнены вдоль продольной оси (LA) узла (200) ствола. После этого пользователь может вручную вращать ручку (214) шарнирного поворота по часовой стрелке во второе положение, как показано на ФИГ. 13В. В результате вращения ручки (214) шарнирного поворота концевой эффектор (212) поворачивается или изгибается в шарнирном сочленении (211), как показано на ФИГ. 13В, на величину угла (α) шарнирного поворота. В показанном варианте концевой эффектор (212) шарнирно поворачивается по существу в направлении вращения ручки (214) шарнирного поворота, хотя следует понимать, что концевой эффектор (212) может быть выполнен с возможностью изгиба в направлении, противоположном вращению ручки (214) шарнирного поворота. Иными словами, при вращении ручки (214) шарнирного поворота по часовой стрелке концевой эффектор (212) поворачивается латерально по часовой стрелке, как показано на ФИГ. 13В, но в некоторых вариантах может быть выполнен с возможностью поворота против часовой стрелки. На ФИГ. 13В показан концевой эффектор (212), слегка повернутый латерально по часовой стрелке. Следует понимать, что ручка (214) шарнирного поворота может дополнительно вращаться, заставляя концевой эффектор (212) дополнительно шарнирно поворачиваться на шарнирном сочленении (211) латерально под любым подходящим углом (α). Например, концевой эффектор (212) может поворачиваться до момента образования угла приблизительно 90° с шарнирным сочленением (211). В некоторых вариантах концевой эффектор (212) может функционировать с возможностью дополнительного поворота, так что концевой эффектор (212) образует по отношению к стволу (232) острый угол. Другие подходящие вариации поворота концевого эффектора (212) будут очевидны обычному специалисту в данной области в контексте идей, представленных в настоящем документе. Следует также понимать, что ручка (214) шарнирного поворота может определять такой же угол с продольной осью (LA), что и угол (α) шарнирного поворота, определяемый между концевым эффектором (212) и продольной осью (LA). Такое взаимное дополнение углов может обеспечивать оператору визуальную обратную связь снаружи пациента, указывая на угол (α) шарнирного поворота концевого эффектора (212).

Механические особенности шарнирного поворота концевого эффектора (212) будут более подробно описаны ниже. Следует понимать, что ручка (214) шарнирного поворота может вращаться в направлении против часовой стрелки, заставляя концевой эффектор (212) выполнять шарнирный поворот против часовой стрелки. Таким образом, в зависимости от заданного направления и/или степени шарнирного поворота концевого эффектора (212) пользователь может просто поворачивать ручку (214) шарнирного поворота на различные углы в том направлении, в котором пользователь желает шарнирно повернуть концевой эффектор (212), чтобы обеспечить различные углы шарнирного поворота концевого эффектора (212).

На ФИГ. 14 показана ручка (214) шарнирного поворота с удаленным корпусом (215), чтобы лучше продемонстрировать внутренние механизмы ручки (214) шарнирного поворота. Ручка (214) шарнирного поворота также связана с шарнирной шестерней (250). Шарнирная шестерня (250) связана с первой рейкой (252) и второй рейкой (256). Первая рейка (252) связана с первым рычагом (242) через первый промежуточный фиксатор (254), тогда как вторая рейка (256) связана со вторым рычагом (240) через второй промежуточный фиксатор (256).

Ручка (214) шарнирного поворота как единое целое соединена с шарнирной шестерней (250). В результате этого при вращении пользователем ручки (214) шарнирного поворота шарнирная шестерня (250) поворачивается вместе с ручкой (214) шарнирного поворота. По мере вращения шарнирной шестерни (250) шарнирная шестерня (250) поступательно перемещает первую рейку (252) и вторую рейку (256) в соответственных противоположных направлениях. Например, как показано на ФИГ. 15, шарнирная шестерня (250) связана с первой рейкой (252) и второй рейкой (256) так, что если шарнирная шестерня (250) поворачивается по часовой стрелке, первая рейка (252) отводится от концевого эффектора (212) проксимально, тогда как вторая рейка (256) продвигается дистально к концевому эффектору. Кроме того, при вращении шарнирной шестерни (250) против часовой стрелки первая рейка (252) продвигается дистально к концевому эффектору (212), а вторая рейка (256) отводится проксимально от концевого эффектора (212). По мере продвижения и отведения первой рейки (252) происходит аналогичное продвижение и отведение первого рычага (242). Аналогичным образом, по мере продвижения и отведения второй рейки (256) также происходит продвижение и отведение второго рычага (240) со второй рейкой (256). Таким образом, вращение ручки (214) шарнирного поворота, которая связана с шарнирной шестерней (250), заставляет первый рычаг (242) и второй рычаг (240) перемещаться назад и вперед вместе с первой рейкой (252) и второй рейкой (256). Перемещение первого рычага (242) и второго рычага (240) функционирует с возможностью вызывать перемещение других компонентов концевого эффектора (212), как будет более подробно описано ниже.

На ФИГ. 16 показан увеличенный вид концевого эффектора (212), включая упор (218). Первый рычаг (242) и второй рычаг (240) связаны с первым зубчатым кулачком (230). В результате этого продвижение и отведение первого рычага (242) и второго рычага (240) вызывает вращение первого зубчатого кулачка (230), как будет более подробно описано ниже.

На ФИГ. 17 показан вид с пространственным разделением компонентов концевого эффектора 212 и шарнирного сочленения (211). Концевой эффектор (212) содержит упор (218), нижнюю браншу (216) и кассету (275) со скобами. Кассета (275) содержит выталкиватели (243) скоб, корпус (237) кассеты, лоток (274) и клиновидные салазки (241). Следует понимать, что упор (218), нижняя бранша (216), лоток (274), корпус (237) кассеты и клиновидные салазки (241) по существу аналогичны упору (18), нижней бранше (16), лотку (74), кассете (37) и клиновидным салазкам (41), показанным на ФИГ. 6. По существу, лоток (274) выполнен с возможностью съемного приема в нижней бранше (216); и лоток (274), корпус (237) кассеты и выталкиватели (243) скоб защелкиваются вместе с образованием кассеты (275) со скобами. Проксимальные части упора (218) и нижней бранши (216) помещены внутрь гильзы (270) бранши, которая связана с шарнирным сочленением (211). Упор (218) функционирует с возможностью прижиматься вплотную к корпусу (237) кассеты в результате дистального продвижения гильзы (270) бранши так, что упор (218) и корпус (237) кассеты могут зажимать ткань, которую затем можно сшивать и рассекать. В частности, после зажатия ткани клиновидные салазки (241) выталкиваются дистально, толкая вверх выталкиватели (243) скоб, которые выталкивают скобы (не показаны, но в других случаях будут расположены над выталкивателями (243) скоб) через ткань и вплотную к упору (218), фиксируя скобы в ткани. Салазки (241) в показанном варианте приводятся в движение скальпелем (248), который закреплен на пусковом элементе (219) и приводится в движение им. По мере продвижения пускового элемента (219) скальпель (248) рассекает ткань, приводя в движение салазки (241).

Концевой эффектор (212) в настоящем примере дополнительно содержит упругий блокирующий элемент (249), функционирующий с возможностью взаимодействия с удерживающим кулачок корпусом (276) для избирательного ограничения продвижения скальпеля (248) при отсутствии загрузки неактивированной кассеты (275) в нижнюю браншу (216). Исключительно для примера, блокирующий элемент (249) и/или связанные с ним компоненты могут быть выполнены и могут эксплуатироваться в соответствии по меньшей мере c некоторыми из идей, представленных в заявке на патент № [досье патентного поверенного № END7175USNP, озаглавленной «Блокирующий элемент для режущего элемента в хирургическом инструменте, выполненного с возможностью перемещения», поданной в тот же день, что и настоящая заявка, описание которой включено в настоящий документ путем ссылки.

Шарнирное сочленение (211) содержит несколько компонентов, которые будут более подробно обсуждаться ниже. Вообще говоря, шарнирное сочленение (211) содержит первый зубчатый кулачок (230), второй зубчатый кулачок (231), корпус (276), удерживающий кулачок, штифт (217) канала, основание (272) сочленения, блокирующий стержень (262) и пружину (264).

Первый рычаг (242) дистально заканчивается первым крючком (244), тогда как второй рычаг (240) дистально заканчивается вторым крючком (246). Крючки (244, 246) связаны с отверстиями (260) кулачка первого зубчатого кулачка (230). В результате этого, при продвижении первого рычага (242) к концевому эффектору (212) и отведении второго рычага (240) назад первый зубчатый кулачок (230) вращается против часовой стрелки. Напротив, при отведении первого рычага (242) назад и продвижении второго рычага (240) к концевому эффектору (212) первый зубчатый кулачок (230) вращается по часовой стрелке. Таким образом, по мере того как рычаги (242, 240) входят и выходят из отверстий (260) кулачка под действием крючков (244, 246), первый зубчатый кулачок (230) вращается так, как описано выше.

Первый зубчатый кулачок (230) уложен на второй зубчатый кулачок (231). Второй зубчатый кулачок (231) и штифт (279), удерживающий кулачок, являются единым элементом корпуса (276), удерживающего кулачок. В некоторых вариантах второй зубчатый кулачок (231) может быть сконструирован отдельно и может неподвижно соединяться с корпусом (276), удерживающим кулачок так, что при повороте второго зубчатого кулачка (231) вращается корпус (276), удерживающий кулачок. Первый зубчатый кулачок (230) выполнен с возможностью поворотного соединения со штифтом (279), удерживающим кулачок, который выровнен соосно с отверстием (277) в основании (272) сочленения вдоль оси (280) вращения. Таким образом, первый зубчатый кулачок (230) выполнен с возможностью поворота вокруг оси (280) вращения относительно второго зубчатого кулачка (231) и корпуса (276), удерживающего кулачок. Блокирующий стержень (262) избирательно связан с первым зубчатым кулачком (230) и вторым зубчатым кулачком (231), как будет более подробно описано ниже. Блокирующий стержень (262) дополнительно связан с пружиной (264), дистально смещающей блокирующий стержень (262). Форма основания (272) сочленения обеспечивает опору и/или канал для продвижения блокирующего стержня (262). Блокирующий стержень (262) дополнительно включает пару выступов (287), функционирующих с возможностью зацеплять основание (272) сочленения, для ограничения дистального движения блокирующего стержня (262).

IV. Пример перемещения узла ствола

Как описано выше, активация ручки (214) шарнирного поворота функционирует с возможностью продвижения и отведения рычагов (242, 240) в противоположных направлениях. Следует понимать, что такое движение рычагов (242, 240) функционирует с возможностью поворота первого зубчатого кулачка (230) вокруг штифта (279), удерживающего кулачок. В результате поворота первого зубчатого кулачка (230) второй зубчатый кулачок (231) поворачивается вместе с корпусом (276), удерживающим кулачок. Соответственно, происходит шарнирный поворот шарнирного сочленения (211) таким образом, что концевой эффектор (212) на шарнирном сочленении (211) поворачивается. В частности, штифт (279), удерживающий кулачок, и отверстие (274) основания определяют ось (280) вращения, которая по существу перпендикулярна продольной оси (LA). Концевой эффектор (212) поворачивается вокруг оси (280) вращения в результате вращения первого зубчатого кулачка (230), который приводит в движение второй зубчатый кулачок (231), как будет обсуждаться ниже. На ФИГ. 18А-Е подробно показано вращение первого зубчатого кулачка (230), приводящее к шарнирному повороту концевого эффектора (212).

На ФИГ. 18A показано шарнирное сочленение (211) в первом положении. Блокирующий стержень (262) смещен дистально для зацепления второго зубчатого кулачка (231). В частности, дистальный конец блокирующего стержня (262) содержит блокирующий зубец (236), который помещен между зубцами (233) первого кулачка и зубцами (235) второго кулачка и упирается во второй зубчатый кулачок (231), как можно видеть более подробно на ФИГ. 19. В результате дистального смещения, которое обеспечивается пружиной (264), блокирующий зубец (236) действует в качестве принудительной блокировки и поддерживает повернутое положение второго зубчатого кулачка (231). Благодаря поддержанию вращательного положения второго зубчатого кулачка (231), блокирующий стержень (262) поддерживает угловое положение концевого эффектора (212) относительно оси (280) вращения, таким образом фиксируя любой угол (α) шарнирного поворота. Первый зубчатый кулачок содержит (230) пару крылышек (238, 239) кулачка, а корпус (276), удерживающий кулачок, содержит пару выступов (271, 273). Выступы (271, 273) являются единым элементом второго зубчатого кулачка (231), так что при вращении выступов (271, 273) второй зубчатый кулачок (231) также поворачивается. Следует понимать, что в первом положении, изображенном на ФИГ. 18А, между крылышками (238, 239) кулачка и выступами (271, 273) образуется небольшой зазор (261). В результате этого крылышки (238, 239) кулачка и выступы (271, 273) не вступают в контакт. Взаимодействие с контактом между крылышками (238, 239) кулачка и выступами (271, 273) будет более подробно описано ниже со ссылкой на ФИГ. 18В-Е. В ходе хирургического вмешательства пользователь может направлять узел (200) ствола через канал (например, троакар, торакотомию и т. п.), чтобы войти в операционное поле концевым эффектором (212) в выпрямленном положении, как показано на ФИГ. 18А.

На ФИГ. 19 представлен увеличенный вид блокирующего зубца (236) в положении, показанном на ФИГ. 18А. Как можно видеть в показанном варианте, блокирующий зубец (236) имеет по существу прямые параллельные стороны (286), которые функционируют с возможностью размещения между зубцами (233) первого кулачка и зубцами (235) второго кулачка. Дистальный конец блокирующего зубца (236) имеет закругленный кончик (285) с наклонными сторонами (281), переходящими в параллельные стороны (286). Каждый зубец (235) зубцов (235) второго кулачка содержит по существу прямые параллельные стороны (283) и наклонные стороны (284). Параллельные стороны (283) функционируют с возможностью зацепления параллельных сторон (286) блокирующего зубца (236) для предотвращения передвижения блокирующего зубца (236) вдоль зубцов (235) второго кулачка без помощи от первого зубчатого кулачка (230). Такое зацепление между по меньшей мере одной стороной (283) и по меньшей мере одной стороной (286) также предотвращает вращение корпуса (276), удерживающего кулачок, вокруг оси (280) вращения, таким образом предотвращая вращение концевого эффектора (212) вокруг шарнирного сочленения (211).

После поворота первого зубчатого кулачка (230), как показано на ФИГ. 18В-С и как будет более подробно описано ниже, закругленный треугольный зубец (233) первого зубчатого кулачка (230) будет прижимать кулачок вплотную к наклонным сторонам (281), таким образом выталкивая блокирующий стержень (262) проксимально в результате поворота первого кулачка (230). Следует понимать, что зубец (233) может иметь самые различные формы, кроме треугольной. Блокирующий зубец (236) перемещается проксимально в достаточной мере, чтобы наклонные стороны (281) блокирующего зубца (236) могли, в конечном счете, входить в зацепление и перемещаться вдоль наклонных сторон (284) зубца (235) второго кулачка по мере продолжения вращения первого зубчатого кулачка (230) и вращения второго зубчатого кулачка (231). Это обеспечивает дополнительное торцевое биение для выталкивания блокирующего стержня (262) проксимально. После того как блокирующий зубец (236) пересекает наклонные стороны (284) зубцов (235) второго кулачка, такой блокирующий зубец (236) дистально возвращается в положение между следующей парой зубцов (233) первого кулачка и зубцов (235) второго кулачка, аналогично положению, показанному на ФИГ. 19. Для наглядности, продвижение блокирующего зубца (236) от одного набора зубцов (233) первого кулачка и зубцов (235) второго кулачка к смежному набору зубцов (233) первого кулачка и зубцов (235) второго кулачка может рассматриваться как один интервал шарнирного поворота. По мере дистального продвижения блокирующий зубец (236) ударяет по зубчатому кулачку (231) между зубцами (235) второго кулачка. Следует понимать, что блокирующий зубец (236) необязательно проходит слишком далеко, чтобы ударять по зубчатому кулачку (231). Например, блокирующий зубец (236) может проходить дистально так, что параллельные стороны (283) предотвращают перемещение блокирующего зубца (236) вдоль второго зубчатого кулачка (231) без помощи зубцов (233) первого кулачка. В показанном варианте выступы (287) входят в зацепление с основанием шарнира (272), чтобы предотвращать дальнейшее дистальное движение блокирующего стержня (262).

Как отмечалось выше, оператору может понадобиться повернуть концевой эффектор (212) в шарнирном сочленении (211) для лучшего размещения концевого эффектора (212) относительно целевой ткани. На ФИГ. 18В показано второе положение шарнирного сочленения (211), в которое оно перемещается в результате вращения ручки (214) шарнирного поворота, показанной на ФИГ. 14. В показанном варианте пользователь повернул ручку (214) шарнирного поворота против часовой стрелки, что приводит также к вращению шарнирной шестерни (250) против часовой стрелки. По мере вращения шарнирной шестерни (250) против часовой стрелки первая рейка (252) перемещается дистально, а вторая рейка (256) перемещается проксимально относительно концевого эффектора (212). Соответственно, первый рычаг (242) и второй рычаг (240), как показано на ФИГ. 18В, перемещаются так, что первый рычаг (242) продвигается к эффектору (212), а второй рычаг (240) отводится от концевого эффектора (212). Следует понимать, что дистальные части первого рычага (242) и второго рычага (240) в показанном варианте не располагаются параллельно друг другу. Напротив, первый рычаг (242) и второй рычаг (240) наклонены под углом относительно друг друга, тем не менее, следует понимать, что первый рычаг (242) и второй рычаг (240) могут располагаться параллельно друг другу.

Перемещение рычагов (242, 240), как показано на ФИГ. 18В, заставляет первый зубчатый кулачок (230) вращаться против часовой стрелки вокруг оси (280) вращения. По мере вращения первого зубчатого кулачка (230) по существу одновременно происходят две другие операции. Зубцы (233) первого кулачка имеют закругленную треугольную форму, что заставляет блокирующий стержень (262) продвигаться проксимально от концевого эффектора (212) за счет торцевого биения в результате зацепления зубцов (233) первого кулачка с наклонными сторонами (281). Опять же, зубцы (233) могут иметь самые различные формы, кроме треугольной. Пружина (264) сжимается, чтобы обеспечить проксимальное движение блокирующего стержня (262). В результате этого закругленный кончик (285) перемещается проксимально в достаточной мере, чтобы пересечь параллельные стороны (283). Кроме того, крылышки (238, 239) кулачка поворачиваются против часовой стрелки вместе с первым зубчатым кулачком (230). В результате поворота крылышко (239) кулачка устраняет зазор (261) между выступом (273) и зацепляет выступ (273). При этом крылышко (238) кулачка вращательно перемещается от выступа (271). Следует понимать, что в то время, когда первый зубчатый кулачок (230) и блокирующий стержень (262) переместились в результате перемещения рычагов (242, 240) в процессе перехода от конфигурации, показанной на ФИГ. 18А, в конфигурацию, показанную на ФИГ. 18В, второй зубчатый кулачок (231) и, соответственно, концевой эффектор (212) еще не перемещались. Таким образом, на данном этапе концевой эффектор (212) остается в прямой ориентации.

На ФИГ. 18С показано третье положение шарнирного сочленения (211). Следует понимать, что при этом пользователь продолжает вращать ручку (214) шарнирного поворота с намерением шарнирно повернуть концевой эффектор (212). Рычаги (242, 240) продолжают перемещение так, что первый рычаг (242) перемещается дистально, а второй рычаг (240) перемещается проксимально. Перемещение рычагов (242, 240) продолжается, чтобы обеспечить вращение первого зубчатого кулачка (230), которое заставляет крылышко (239) кулачка дополнительно вращательно перемещаться, таким образом вынуждая также вращательно перемещаться выступ (273). Поскольку выступ (273) составляет единое целое со вторым зубчатым кулачком (231), начинается вращение второго зубчатого кулачка (231). По мере вращения второго зубчатого кулачка (231) происходит дополнительное проксимальное перемещение блокирующего стержня (262) в результате того, что наклонные стороны (284) подходят вплотную к наклонным сторонами (281) блокирующего зубца (236). Таким образом блокирующий зубец (236) перемещается вдоль зубцов (235) второго кулачка. Второй зубчатый кулачок (231) поворачивается до тех пор, пока кончик (288) второго зубчатого кулачка (231) не войдет в зацепление с закругленным кончиком (285). Зубцы (235) второго кулачка имеют параллельные стороны (283), так что наклонные края (281) блокирующего зубца (236) могут зацеплять наклонные стороны (284) только после того, как зубцы (233) первого кулачка подадут блокирующий зубец (236) проксимально так, что закругленный кончик (285) пересечет параллельные стороны (283). До перемещения вдоль зубцов (233) первого кулачка блокирующий зубец (236) по существу не способен перемещаться вдоль зубцов (235) второго кулачка, поскольку параллельные стороны (283) находятся в зацеплении с параллельными сторонами (286). Следует также понимать, что по мере того как блокирующий зубец (236) перемещается вдоль наклонных сторон (284), блокирующий зубец (236) отцепляет зубцы (233) первого кулачка. Как также видно из ФИГ. 18С, блокирующий стержень (262) и блокирующий зубец (236) переместились в самое проксимальное положение, и только кончик (288) зубцов второго кулачка остается в контакте с блокирующим зубцом (236). Кроме того, в результате поворота второго зубчатого кулачка (231) корпус (276), удерживающий кулачок, и, соответственно, гильза (270), которая проходит до концевого эффектора (212), шарнирно поворачиваются в направлении против часовой стрелки.

На ФИГ. 18D показано четвертое положение шарнирной области (211). Опять-таки, следует понимать, что пользователь продолжает вращать ручку (214) шарнирного поворота с намерением выполнить дополнительный шарнирный поворот концевого эффектора (212). Рычаги (242, 240) продолжают перемещение так, что первый рычаг (242) дополнительно перемещается дистально, а второй рычаг (240) дополнительно перемещается проксимально. Перемещение рычагов (242, 240) продолжается, чтобы обеспечить вращение первого зубчатого кулачка (230), которое заставляет крылышко (239) кулачка дополнительно вращательно толкать выступ (273). Блокирующий зубец (236) продолжает перемещаться вдоль зубцов (235) второго кулачка до тех пор, пока дистальное смещение, вызванное пружиной (264), не подаст блокирующий стержень (262) в положение, показанное на ФИГ. 18D. Следует понимать, что при защелкивании блокирующего стержня (262) в положении, показанном на ФИГ. 18D, можно слышать или ощущать щелчок. В результате этого пользователь получает звуковое и/или тактильное подтверждение того, что блокирующий зубец (236) переместился из положения между одним набором зубцов (233, 235) кулачка к другому набору, или же произошел поворот на один интервал шарнирного поворота. В положении, показанном на ФИГ. 18D, вращение первого зубчатого кулачка (230) прекращается, и блокирующий зубец (236) входит между зубцами (233, 235) кулачка. Гильза (270) и, соответственно, концевой эффектор (212) останавливают шарнирный поворот. Образуется принудительная блокировка за счет того, что любое вращательное движение второго зубчатого кулачка (231), вызываемое действием поперечных усилий на концевой эффектор (212), будет приводить к зацеплению параллельных сторон (286) с параллельными сторонами (283) и остановке любого дополнительного вращения второго зубчатого кулачка (231), что блокирует шарнирный поворот концевого эффектора (212). Следует понимать, что переход от конфигурации, показанной на ФИГ. 18А, к конфигурации, показанной на ФИГ. 18D, представляет собой шарнирный поворот на один шарнирный интервал или интервал шарнирного поворота, при котором расстояние определяется по существу промежутками между зубцами (235) второго кулачка.

Будет понятно, что в положении, показанном на ФИГ. 18D, концевой эффектор (212) был шарнирно повернут, таким образом обеспечивая пользователя узлом (200) ствола с шарнирно повернутым концевым эффектором (212). Следует понимать, что пользователь может захотеть применять узел (200) ствола в положении, показанном на ФИГ. 18D, или может захотеть дополнительно повернуть концевой эффектор (212) на один или более дополнительных интервалов шарнирного поворота. В случае если пользователь дополнительно не вращает ручку (214) шарнирного поворота, блокировка блокирующего зубца (236) между зубцами (233) первого кулачка и зубцами (235) второго кулачка предотвращает поворот концевого эффектора (212) для возврата в прямое положение. Будет понятно, что после того как концевой эффектор (212) был шарнирно повернут на заданный угол (α), пользователь может активировать пусковой элемент (213), чтобы вытолкнуть скальпель (248) для рассечения и вытолкнуть скобы в ткань. Например, скальпель (248) и пусковой элемент (213) могут быть связаны, например через гибкий элемент, так что пусковой элемент (213) может продвигаться под любым углом поворота шарнирного сочленения (211).

На ФИГ. 18Е показано пятое положение шарнирного сочленения (211) в ситуации, когда пользователь хочет дополнительно повернуть концевой эффектор (212). Опять-таки, следует понимать, что пользователь продолжает вращать ручку (214) шарнирного поворота. В результате этого рычаги (242, 240) продолжают перемещение так, что первый рычаг (242) дополнительно перемещается дистально, а второй рычаг (240) дополнительно перемещается проксимально. Перемещение рычагов (242, 240) продолжается, чтобы обеспечить вращение первого зубчатого кулачка (230), которое заставляет крылышко (239) кулачка вращательно толкать выступ (273). Первый зубчатый кулачок (230) и второй зубчатый кулачок (231) перемещаются аналогично тому, как показано на ФИГ. 18В-D, что вызывает дополнительный шарнирный поворот концевого эффектора (212), а также блокировку в положении с большим шарнирным поворотом. Будет понятно, что пользователь может продолжать вращать ручку (214) шарнирного поворота, чтобы повернуть концевой эффектор (212) настолько, насколько это нужно пользователю. Кроме того, пользователь может вращать ручку (214) шарнирного поворота в противоположном направлении, чтобы заставить рычаги (242, 240) и зубчатые кулачки (230, 231) перемещаться в противоположном направлении, таким образом вызывая шарнирный поворот концевого эффектора (212) в противоположном направлении.

Как показано в примерах активации, приведенных на ФИГ. 18А-18Е, первый зубчатый кулачок (230) функционирует с возможностью разблокирования шарнирного сочленения (211) и поворота концевого эффектора (212) в шарнирном сочленении (211) вокруг оси (280) вращения за счет передачи движения от рычагов (242, 240) на первый зубчатый кулачок (230). Кроме того, второй зубчатый кулачок (231) и блокирующий стержень (262) взаимодействуют для блокирования шарнирного сочленения (211), чтобы таким образом зафиксировать угол (α) концевого эффектора (212) относительно продольной оси (LA) узла (200) ствола.

V. Прочая информация

Следует понимать, что любое одно или более из идей, выражений, вариантов осуществления, примеров и т. п., описанных в настоящем документе, можно скомбинировать с одним 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 друга. Различные подходящие способы, в которых можно скомбинировать идеи, представленные в настоящем документе, будут очевидны обычным специалистам в данной области в свете идей, представленных в настоящем документе. Предполагается, что такие модификации и варианты включены в объем формулы изобретения.

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, в необходимой степени раскрытие, как явно представлено в настоящем документе, имеет преимущество перед любым противоречащим материалом, включенным 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 для примера, различные идеи, представленные в настоящем документе, могут быть легко использованы в роботизированной хирургической системе, такой как система DAVINCI™, созданная компанией Intuitive Surgical, Inc., г. Саннивейл, штат Калифорния, США. Аналогичным образом, обычным специалистам в данной области будет понятно, что различные идеи, представленные в настоящем документе, можно легко комбинировать 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 (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 перезарядки 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 роботизированно 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; и/или публикации США № 2012/0205421, озаглавленной «Роботизированная хирургическая система концевого эффектора с поворотно активируемыми закрывающими системами», выпущенной 16 августа 2012 г., описание которой включено в настоящий документ путем ссылки.

Описанные выше производные устройства 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 запечатанный 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, такого 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. Некоторые из таких потенциальных модификаций были упомянуты, а другие будут очевидны обычным 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, объем настоящего изобретения следует рассматривать в свете представленной ниже формулы изобретения, и следует понимать, что он не ограничен подробной информацией о структуре и эксплуатации, показанной и описанной в описании и на рисунках.

1. Хирургический сшивающий инструмент, содержащий:

(a) корпус; и

(b) узел ствола, связанный с корпусом; причем узел ствола содержит:

(i) концевой эффектор, имеющий шарнирное сочленение;

(ii) первый зубчатый кулачок, расположенный с возможностью поворота внутри узла ствола;

(iii) второй зубчатый кулачок, связанный с концевым эффектором в шарнирном сочленении; и

(iv) блокирующий стержень, дистально смещенный с прижатием ко второму зубчатому кулачку для блокировки, причем первый зубчатый кулачок выполнен с возможностью поворота в первом диапазоне перемещений для разблокирования блокирующего стержня относительно второго зубчатого кулачка, и причем первый зубчатый кулачок выполнен с возможностью поворота во втором диапазоне перемещений для поворота концевого эффектора в шарнирном сочленении.

2. Инструмент по п. 1, в котором первый зубчатый кулачок содержит множество крылышек кулачка, выполненных с возможностью вызывания поворота второго зубчатого кулачка.

3. Инструмент по п. 2, в котором второй зубчатый кулачок содержит множество выступов, выполненных с возможностью взаимодействия с множеством крылышек кулачка.

4. Инструмент по п. 1, дополнительно содержащий ручку шарнирного поворота, связанную с первым рычагом и вторым рычагом, причем первый рычаг и второй рычаг находятся во встречной связи с первым зубчатым кулачком, причем ручка шарнирного поворота выполнена с возможностью поворота для приведения в движение первого рычага и второго рычага в противоположных направлениях.

5. Инструмент по п. 1, в котором блокирующий стержень содержит блокирующий зубец, причем второй зубчатый кулачок содержит зубцы второго кулачка, причем блокирующий стержень имеет форму, дополняющую форму зубцов второго кулачка.

6. Инструмент по п. 5, в котором зубцы второго кулачка имеют прямые стенки.

7. Инструмент по п. 5, в котором первый зубчатый кулачок содержит зубцы первого кулачка, причем зубцы первого кулачка имеют закругленную форму.

8. Инструмент по п. 5, в котором первый зубчатый кулачок содержит зубцы первого кулачка, причем второй зубчатый кулачок содержит зубцы второго кулачка, причем блокирующий зубец выполнен с возможностью расположения между зубцами первого кулачка и зубцами второго кулачка.

9. Инструмент по п. 8, в котором блокирующий зубец выполнен с возможностью защелкивания в положении между зубцами первого кулачка и зубцами второго кулачка, причем блокирующий зубец выполнен с возможностью функционирования с созданием слышимого щелчка при защелкивании блокирующего зубца в положении между зубцами первого кулачка и зубцами второго кулачка.

10. Инструмент по п. 8, в котором блокирующий зубец выполнен с возможностью защелкивания в положении между зубцами первого кулачка и зубцами второго кулачка, причем блокирующий зубец выполнен с возможностью функционирования с обеспечением тактильной обратной связи в виде щелчка при защелкивании блокирующего зубца в положении между зубцами первого кулачка и зубцами второго кулачка.

11. Инструмент по п. 1, в котором первый зубчатый кулачок содержит крылышки кулачка, второй зубчатый кулачок содержит выступы, причем крылышки кулачка и выступы выполнены с возможностью расположения с сохранением зазора между крылышками кулачка и выступами.

12. Инструмент по п. 1, в котором первый зубчатый кулачок и второй зубчатый кулачок выровнены соосно с осью вращения, причем ось вращения перпендикулярна концевому эффектору.

13. Инструмент по п. 1, в котором второй зубчатый кулачок содержит зубцы второго кулачка, имеющие параллельные стороны, блокирующий стержень содержит блокирующий зубец, имеющий параллельные стороны, причем параллельные стороны блокирующего зубца выполнены с возможностью взаимодействия с параллельными сторонами зубцов второго кулачка для предотвращения поворота второго зубчатого кулачка.

14. Инструмент по п. 1, в котором блокирующий стержень содержит по меньшей мере один выступ, проходящий латерально и выполненный с возможностью предотвращения дистального перемещения блокирующего стержня за пределы заданной точки.

15. Инструмент по п. 1, дополнительно содержащий пружину, связанную с блокирующим стержнем, причем пружина функционирует с возможностью дистального смещения блокирующего стержня.

16. Хирургический сшивающий инструмент, содержащий:

(a) корпус; и

(b) узел ствола, связанный с корпусом; причем узел ствола содержит:

(i) концевой эффектор, расположенный на дистальном конце узла ствола;

(ii) шарнирное сочленение, расположенное на проксимальном конце концевого эффектора;

(iii) первый зубчатый кулачок, расположенный на дистальном конце узла ствола, причем первый зубчатый кулачок выполнен с возможностью поворота;

(iv) второй зубчатый кулачок, связанный с концевым эффектором посредством шарнирного сочленения, причем второй зубчатый кулачок выполнен с возможностью осуществления шарнирного поворота концевого эффектора в шарнирном сочленении; и

(v) блокирующий стержень, избирательно связанный с первым зубчатым кулачком и вторым зубчатым кулачком, причем блокирующий стержень выполнен с возможностью перемещения между дистальным положением и проксимальным положением, причем блокирующий стержень выполнен с возможностью препятствования поворота второго зубчатого кулачка при нахождении блокирующего стержня в дистальном положении, причем блокирующий стержень выполнен с возможностью обеспечения поворота второго зубчатого кулачка при нахождении блокирующего стержня в проксимальном положении, причем первый зубчатый кулачок выполнен с возможностью перемещения блокирующего стержня из дистального положения в проксимальное положение посредством поворота первого зубчатого кулачка.

17. Инструмент по п. 16, в котором блокирующий стержень содержит блокирующий зубец, выполненный с возможностью препятствования вращательному движению второго зубчатого кулачка.

18. Инструмент по п. 16, в котором первый зубчатый кулачок содержит зубцы первого кулачка, причем зубцы первого кулачка имеют форму, которая выполнена с возможностью обеспечения продвижения блокирующего стержня вдоль зубцов первого кулачка за счет движения под действием кулачка.

19. Инструмент по п. 16, в котором блокирующий стержень выполнен с возможностью создания слышимого щелчка при нахождении блокирующего стержня в избирательной связи со вторым зубчатым кулачком.

20. Способ шарнирного поворота концевого эффектора с применением узла ствола, содержащего первый зубчатый кулачок, второй зубчатый кулачок, первый рычаг, второй рычаг и блокирующий стержень, причем второй зубчатый кулачок связан с первым зубчатым кулачком, причем первый рычаг и второй рычаг связаны с первым зубчатым кулачком, причем блокирующий стержень избирательно связан с первым зубчатым кулачком и вторым зубчатым кулачком, причем второй зубчатый кулачок связан с возможностью поворота с концевым эффектором, способ включает этапы, на которых:

(a) приводят в действие первый рычаг и второй рычаг для поворота первого зубчатого кулачка;

(b) поворачивают первый зубчатый кулачок;

(c) перемещают блокирующий стержень в проксимальном направлении так, что блокирующий стержень последовательно перемещается вдоль первого зубчатого кулачка и второго зубчатого кулачка;

(d) поворачивают второй зубчатый кулачок, тем самым вызывая шарнирный поворот концевого эффектора; и

(e) перемещают блокирующий стержень в дистальном направлении.