專利名稱：具有電活化聚合物致動式防發(fā)射單向鎖定機構(gòu)的外科縫合器械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的涉及能夠向組織施加多行縫釘并同時對位于這些縫釘線之間的組織進行切割的外科縫合器械，更具體地說，涉及有關縫合器械的改進和用于形成這類縫合器械的不同部件的方法的改進。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，外科縫合器已經(jīng)用來同時在組織中形成一個縱向切口并且將多行縫釘施加在切口的相對側(cè)上。這類器械通常包括一對協(xié)同操作的鉗口構(gòu)件，如果打算將該器械用于內(nèi)窺鏡或者腹腔鏡用途，則該對鉗口構(gòu)件可以穿過套管通道。其中一個鉗口構(gòu)件裝載一個至少具有兩排橫向間隔開的縫釘?shù)目p釘匣。另一個鉗口構(gòu)件形成一個具有與縫釘匣中的多排縫釘對齊的縫釘形成槽的砧板。該器械包括多個往復運動的楔形件，這些楔形件在被向遠側(cè)驅(qū)動時，穿過縫釘匣上的開口并且與支撐縫釘?shù)尿?qū)動器接合，以便向砧板發(fā)射縫釘。
美國專利No.5,465,895中描述了適用于內(nèi)窺鏡用途的外科縫合器的一個例子，該縫合器有利地提供不同的閉合和發(fā)射動作。由此，醫(yī)師能夠在發(fā)射前將鉗口構(gòu)件在組織上閉合以便對組織進行定位。一旦醫(yī)師確定鉗口構(gòu)件恰當?shù)貖A緊了組織，該醫(yī)師于是就可以發(fā)射外科縫合器，由此切割和縫合組織。同時進行切割和縫合避免了當用分別只能切割或縫合的不同外科工具來順序進行這些操作時可能帶來的復雜狀況。
為外科縫合器構(gòu)造一個可以重復利用的端部執(zhí)行器通常是有益的。例如，患者可能需要一系列的切割和縫合操作。每一次操作都更換整個端部執(zhí)行器會是不經(jīng)濟的。如果將端部執(zhí)行器制造成經(jīng)過重復操作后是結(jié)實和可靠的話尤其如此。為此，縫釘匣在外科縫合器的每次操作之前將多個縫釘匣裝入到端部執(zhí)行器內(nèi)。所以，在每次使用后廢棄更少數(shù)量的縫釘匣。
盡管縫釘匣有許多優(yōu)點，然而希望在沒有未發(fā)射的縫釘匣時防止不經(jīng)意地發(fā)射外科縫合器。否則，就會在沒有縫釘來使失血最少的情況下就切割組織。尤其需要以不受介入故障的影響的可靠方式來防止這類不經(jīng)意的發(fā)射。而且，為了易于生產(chǎn)和組裝，還希望以最少數(shù)量的零部件實現(xiàn)鎖定特征。
在Geiste的美國專利No.6,202,914中公開了一種鎖定機構(gòu)，該機構(gòu)包括發(fā)射桿(“致動通道”)，并且包括一對致動縫釘匣的整體的凸輪楔形件。一個倒T形構(gòu)件在該凸輪楔形件的下面跨于這兩個凸輪楔形件之間，以防止一鉤件抓住發(fā)射桿的邊緣。一旦向遠側(cè)前行，當發(fā)射桿縮回時，該倒T形構(gòu)件留下，并由此將在第二次前行時被鎖定。
盡管這類鎖定機構(gòu)提供了一定的優(yōu)點，然而仍舊期望將鎖定結(jié)合到在具有其自身優(yōu)點的E形梁發(fā)射桿內(nèi)操作的外科切割和縫合機構(gòu)中。具體地，在發(fā)射期間，E形梁與下鉗口(縫釘通道)和上鉗口(砧板)接合，這有助于形成鉗口間的固定間距。還期望具有可以遠程控制的鎖定機構(gòu)，從而可以結(jié)合附加的鎖定條件。
因此，非常需要存在一種改進的外科縫合和切割器械，當縫釘匣未安裝或者用盡、已經(jīng)預先發(fā)射時，該外科縫合和切割器械可防止不經(jīng)意的發(fā)射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種單向鎖定機構(gòu)克服了現(xiàn)有技術中的上述以及其他缺陷，在縫釘匣未安裝或用盡的任意情況下，所述的鎖定機構(gòu)防止發(fā)射外科縫合和切割器械。具體地，在不進行同時縫合的情況下，該單向鎖定機構(gòu)防止發(fā)射桿向遠側(cè)移動，并且由此防止切割組織。
在本發(fā)明的一方面中，外科器械包括一個可操作的構(gòu)造以產(chǎn)生致動執(zhí)行部分的發(fā)射運動的手柄部分。鎖定構(gòu)件設置在執(zhí)行部分內(nèi)以便阻擋這種發(fā)射運動。電活化聚合物(EPA)致動器可以有選擇性地被手柄部分或者其他的遠程部位激勵以便將鎖定構(gòu)件從阻擋位置移開，允許發(fā)射。由此，鎖定機構(gòu)可以響應于許多條件以防止不經(jīng)意的發(fā)射。
在本發(fā)明的另一方面中，包括上、下鉗口的外科器械有利地包括一個設置在執(zhí)行部分內(nèi)的鎖定裝置來在不存在發(fā)射的必要條件時阻止這個發(fā)射運動，該外科器械用于通過裝載發(fā)射桿來夾緊、切割和縫合組織。由此，當不能確保有效的縫合時，防止不經(jīng)意的切割。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種外科器械，其包括可操作地構(gòu)造以產(chǎn)生發(fā)射運動的手柄部分；連接到該手柄部分上的縫釘通道；可樞轉(zhuǎn)地連接到該縫釘通道上的砧板；縫釘裝置，其由縫釘通道接合并且包括多個縫釘驅(qū)動器以將該縫釘驅(qū)動器抬向所述的砧板；位于縫釘驅(qū)動器近側(cè)并且與該縫釘驅(qū)動器縱向?qū)R的楔形構(gòu)件；響應發(fā)射運動以向遠側(cè)驅(qū)動楔形構(gòu)件的發(fā)射裝置；鎖定裝置，其設置在縫釘通道內(nèi)并且可操作地構(gòu)造以響應電信號致動，來防止所述發(fā)射裝置向遠側(cè)運動。
在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種外科器械，其中，縫釘裝置包括發(fā)射驅(qū)動狹槽，發(fā)射裝置的至少一部分穿過該發(fā)射驅(qū)動狹槽向遠側(cè)移動以驅(qū)動楔形構(gòu)件，所述的鎖定裝置有選擇地從縫釘通道侵入該發(fā)射驅(qū)動狹槽內(nèi)。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種外科器械，其中，所述的鎖定機構(gòu)包括電活化聚合物致動器。
在本發(fā)明的再一方面中，提供了一種外科器械，其中，所述的電活化聚合物致動器包括層疊致動器，該層疊致動器可操作地構(gòu)造以響應電信號向內(nèi)膨脹。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種外科器械，其中，所述的縫釘通道包括鄰近該電活化聚合物致動器的斜槽，該電活化聚合物致動器還包括向近側(cè)指向的梁，其可操作地構(gòu)造以通過向斜槽彎曲而起作用。
在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種外科器械，其中，該向近側(cè)指向的梁被設置成起作用而提供與發(fā)射構(gòu)件抵接的抵接表面。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種外科器械，其中，所述的向近側(cè)指向的梁被設置成受致動而引導所述發(fā)射構(gòu)件的一部分進入所述斜槽中，該斜槽包括遠端的抵接表面。
在本發(fā)明的再一方面中，提供了一種外科器械，其中，所述的發(fā)射裝置包括橫向突出的中間銷和相對地接合縫釘通道的每一側(cè)的下支腳，所述的鎖定裝置橫向偏置以有選擇地抵接中間銷。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種外科器械，其中，所述的細長軸還包括在近側(cè)連接到手柄部分上以接收閉合運動并且在遠側(cè)連接到砧板的樞軸部件上以實施其閉合的閉合套管。
在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種外科器械，其包括可操作地構(gòu)造以產(chǎn)生發(fā)射運動的手柄部分；連接到該手柄部分上的細長軸；為往復的縱向運動被接收在細長軸中以傳遞發(fā)射運動的發(fā)射桿；在遠側(cè)連接在細長軸上的端部執(zhí)行器，其形成一執(zhí)行部分，該端部執(zhí)行器響應于發(fā)射桿以進行外科操作；用于電致動在執(zhí)行部分中的發(fā)射桿鎖定裝置的部件，該發(fā)射桿鎖定裝置被定位成阻擋發(fā)射桿。
結(jié)合附圖以及對它們的描述，將使本發(fā)明的這些和其它目的及優(yōu)點顯而易見。


引入并組成本說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，并且和上述的本發(fā)明綜述以及下面給出的對實施例的詳細描述一起用于說明本發(fā)明的原理。
圖1示出了處于打開位置的外科縫合和切割器械的局部切除的側(cè)視圖；圖2示出了外科縫合和切割器械的端部執(zhí)行器沿圖1中的線2-2的橫截面?zhèn)纫曉攬D。
圖3示出了圖2所示外科縫合和切割器械的發(fā)射桿的放大的側(cè)視圖。
圖4示出了圖2所示外科縫合和切割器械的發(fā)射桿的放大的主視圖。
圖5示出了用于圖1所示外科縫合和切割器械的一個替代端部執(zhí)行器的橫截面?zhèn)纫曉攬D，該端部執(zhí)行器包括缺少用于防止端部執(zhí)行器擠壓的中間銷的發(fā)射桿。
圖6示出了處于未夾緊、未發(fā)射(“開始”)位置的圖1所示外科縫合和切割器械的近端的手柄部分的側(cè)視圖，其中去除了左側(cè)以顯示其內(nèi)部零部件。
圖7示出了圖1所示外科縫合和切割器械的近端的手柄部分的透視分解圖。
圖8示出了處于閉合位置(“夾緊”)位置的圖1所示外科縫合和切割器械的近端的手柄部分的側(cè)視圖，其中去除了左側(cè)以顯示其內(nèi)部零部件。
圖9示出了處于縫合和切割(“發(fā)射”)位置的圖1所示外科縫合和切割器械的近端的手柄部分的側(cè)視圖，其中去除了左側(cè)以顯示其內(nèi)部零部件。
圖10示出了在圖1所示外科縫合和切割器械的遠端處的端部執(zhí)行器的等軸測圖，其中砧板處于向上或打開位置，露出縫釘匣和發(fā)射桿的切割邊緣。
圖11示出了圖1所示外科縫合和切割器械的執(zhí)行部分的等軸測分解圖。
圖12示出了在圖1所示外科縫合和切割器械的遠端處的端部執(zhí)行器的等軸測圖，其中砧板處于向上或打開位置并且縫釘匣的大部分都去除，露出作為示例的單釘驅(qū)動器和一雙釘驅(qū)動器以及抵著發(fā)射桿的中間銷處于其開始位置的楔形滑板。
圖13示出了圖1所示外科縫合和切割器械遠端的等軸測圖，其中砧板處于向上或打開位置并且縫釘匣完全去除，縫釘通道的一部分也去除以露出發(fā)射桿的最下部銷。
圖14為以剖面示出了處于圖1所示外科縫合和切割器械的閉合位置的砧板、縫釘通道以及縫釘匣之間的機械關系的側(cè)視圖，該剖面通常沿圖10中的線14-14獲得以露出楔形滑板、縫釘驅(qū)動器以及縫釘，而且還沿縱向中心線示出了發(fā)射桿。
圖15示出了縫釘匣和發(fā)射桿處于開始位置的外科縫合和切割器械的端部執(zhí)行器沿圖10中的線15-15的截面圖。
圖16為沿圖15中的線16-16獲得的截面圖，示出了發(fā)射桿、縫釘通道、楔形滑板、縫釘驅(qū)動器、縫釘以及縫釘匣之間的橫截面關系。
圖17示出了沿在部分閉合但夾住組織的未夾緊位置處的端部執(zhí)行器的縱向中心線獲得的圖1所示外科縫合和切割器械的側(cè)視圖。
圖18示出了處于閉合或夾緊位置的圖1所示外科縫合和切割器械的局部切去的側(cè)視圖。
圖19示出了沿圖1所示外科縫合和切割器械的遠端的中心線部分的側(cè)視圖，該器械處于閉合或夾緊位置且組織被適當?shù)貕嚎s。
圖20示出了處于部分發(fā)射位置的圖1所示外科縫合和切割器械的局部切去的側(cè)視圖。
圖21示出了處于部分發(fā)射位置的圖1所示外科縫合和切割器械的遠端的中心線部分的視圖。
圖22示出了處于完全發(fā)射位置的圖1所示外科縫合和切割器械的局部切去的側(cè)視圖。
圖23示出了處于完全發(fā)射位置的圖1所示外科縫合和切割器械的遠端的中心線部分的視圖。
圖24示出了在圖1的縫釘通道處向遠側(cè)觀察時的透視圖，其中部分被去除以顯示筒體和與發(fā)射桿的中間銷接合的單向鎖定機構(gòu)。
圖25-28示出了圖24中的單向鎖定機構(gòu)、縫釘匣和發(fā)射桿的橫截面?zhèn)纫曉攬D，依次為圖25為處于加載和未發(fā)射狀態(tài)的縫釘匣，圖26為處于發(fā)射狀態(tài)的縫釘匣，圖27為發(fā)射桿處于正在縮回的狀態(tài)的用盡的縫釘匣，以及圖28為發(fā)射桿處于縮回狀態(tài)時的用盡的縫釘匣。
圖29示出了圖24所示單向鎖定機構(gòu)，還包括了鎖定槽。
圖30示出了圖1所示縫釘通道的底部透視圖，其中局部被去除以便顯示縫釘匣缺失時另一與發(fā)射桿的中間銷接合的單向鎖定機構(gòu)。
圖31-34示出了圖30所示單向鎖定機構(gòu)的橫截面?zhèn)纫曉攬D，依次表示為圖3 1為處于加載且未發(fā)射狀態(tài)的縫釘匣，圖32為處于正在發(fā)射狀態(tài)的縫釘匣，圖33為發(fā)射桿處于正在縮回狀態(tài)的用盡的縫釘匣，以及圖34為發(fā)射桿處于縮回狀態(tài)的用盡的縫釘匣。
圖35是外科縫合和切割器械的替代執(zhí)行部分的局部切去的正面透視圖，該執(zhí)行部分具有一移走的縫釘匣，它包含由電活化聚合物(EAP)致動的鎖定機構(gòu)。
圖36是沿圖35的線36-36的截面得到的替代執(zhí)行部分的左側(cè)正視圖，該部分包括一未發(fā)射的縫釘匣，該圖穿過處于非激勵狀態(tài)的EAP致動式鎖定機構(gòu)，并且示出了與未用盡的縫釘匣鄰近的處于縮回狀態(tài)的E形梁/發(fā)射桿。
圖37為沿圖35的線36-36的截面得到的替代執(zhí)行部分的左側(cè)正視圖，該執(zhí)行部分此時包括一個用盡的縫釘匣，圖中示出了EAP致動式鎖定機構(gòu)，并示出了當試圖發(fā)射時，在EAP致動式鎖定機構(gòu)和E形梁/發(fā)射桿之間的鎖定。
圖38是圖37所示EAP致動式鎖定機構(gòu)和E形梁/發(fā)射桿的左側(cè)詳圖。
圖39是用于外科縫合和切割器械的第二個替代執(zhí)行部分的局部切去的正面透視圖，該執(zhí)行部分具有被移走的縫釘匣，并且包含EAP致動式鎖定機構(gòu)。
圖40為沿圖39的線40-40的截面得到的第二個替代執(zhí)行部分的左側(cè)正視圖，該執(zhí)行部分此時包括一個用盡的縫釘匣，圖中示出了EAP致動式鎖定機構(gòu)，并示出了當試圖發(fā)射時，EAP致動式鎖定機構(gòu)和E形梁/發(fā)射桿之間的鎖定。
圖41是用于外科縫合和切割器械的第三個替代執(zhí)行部分的局部切去的正面透視圖，該執(zhí)行部分具有被移走的縫釘匣，并且包含由EAP致動的鎖定機構(gòu)。
圖42為沿圖41的線42-42的截面得到的第二個替代執(zhí)行部分的左側(cè)正視圖，該執(zhí)行部分此時包括一個用盡的縫釘匣，示出了EAP致動式鎖定機構(gòu)，并示出了當試圖發(fā)射時，在EAP致動式鎖定機構(gòu)和E形梁/發(fā)射桿之間的鎖定。
發(fā)明詳述參看附圖，其中在所述的幾幅圖中相同的附圖標記代表相同的部件，圖1和2示出了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的獨特優(yōu)點的外科縫合和切割器械10。該外科縫合和切割器械10包括端部執(zhí)行器12，該端部執(zhí)行器12具有有利地控制端部執(zhí)行器12的間距的E形梁發(fā)射機構(gòu)(發(fā)射桿)14。具體地說，使縫釘通道16和可旋轉(zhuǎn)地平移的砧板18保持用于確保有效縫合和切割的間距。另外，如果該器械不能用下面更詳細描述的單向鎖定裝置縫合，那么會防止發(fā)生發(fā)射(即，切割和縫合)。
該外科縫合和切割器械10包括連接到執(zhí)行部分22上的手柄部分20，執(zhí)行部分22還包括遠端在端部執(zhí)行器12處終止的軸23。手柄部分20包括手槍式握柄24，閉合扳柄26由醫(yī)師可旋轉(zhuǎn)地拉向該手槍式握柄24，以使砧板18向端部執(zhí)行器12的縫釘通道16夾緊或閉合。發(fā)射扳柄28位于閉合扳柄26的更外側(cè)并且由醫(yī)師可旋轉(zhuǎn)地拉動，以使端部執(zhí)行器12內(nèi)的被夾緊組織縫合和切割。
可以理解的是，術語“近側(cè)”和“遠側(cè)”在此是相對于握住器械握柄的醫(yī)師而言。因此，端部執(zhí)行器12相對于更近側(cè)的手柄部分20位于遠側(cè)。還可以理解的是，為方便和清楚起見，空間術語，如“垂直的”和“水平的”，在此是相對于附圖而言的。然而，外科器械可以在許多方位和位置上使用，并且這些術語不是進行限制并且不是絕對的。
首先致動閉合扳柄26。一旦醫(yī)師對端部執(zhí)行器的定位滿意，該醫(yī)師可以向后拉動閉合扳柄26以使其到達完全閉合的鎖定位置，該位置鄰近于手槍式握柄24。然后，致動發(fā)射扳柄28。當醫(yī)師將壓力撤除時，發(fā)射扳柄28在彈簧作用下回復。當按壓手柄部分20的近側(cè)端時，釋放按鈕30釋放鎖定的閉合扳柄26。
閉合套管32封裝框架34，該框架34又封裝由發(fā)射扳柄28定位的發(fā)射驅(qū)動構(gòu)件36?？蚣?4將手柄部分20連接到端部執(zhí)行器12上。如圖中所示，在閉合套管32通過閉合扳柄26向近側(cè)撤回時，砧板18在彈性作用下打開，從縫釘通道16樞轉(zhuǎn)離開并且隨閉合套管32向近側(cè)移動。
縫釘通道16裝載著一個用縫釘匣37表示的縫釘裝置，縫釘匣該縫釘匣37響應于發(fā)射桿14來驅(qū)動縫釘，使其與砧板18形成接觸?？梢岳斫獾氖?，盡管在此優(yōu)選地描述了一種易于替換的縫釘匣37，然而例如當每次發(fā)射之后更換大部分端部執(zhí)行器12時，可以將與本發(fā)明各方面一致的縫釘匣37永久地固定到縫釘通道16上或者與縫釘通道16一體形成。
可以理解的是，與本發(fā)明的應用一致的縫合裝置可以與縫釘通道16整體地形成，而不是可以有利地從其上拆除。
E形梁發(fā)射機構(gòu)具體參考附圖2-4，發(fā)射桿14包括三個垂直隔開的銷，它們在發(fā)射期間控制端部執(zhí)行器12的間距。具體地，上銷38在位于砧板18和縫釘通道16之間的樞軸附近分階段進入砧槽40中。當在砧板18閉合的情況下發(fā)射時，上銷38在貫穿砧板18向遠側(cè)延伸的縱向砧板狹槽42內(nèi)向遠側(cè)前進。砧板18上的任何微小的向上偏轉(zhuǎn)都被由上銷38產(chǎn)生的向下作用力克服。
發(fā)射桿14還包括最下部銷或者發(fā)射桿帽44，其向上與縫釘通道16內(nèi)的通道狹槽45接合，由此在將過量組織夾在砧板18和縫釘通道16之間時，該最下部銷與上銷38相互配合以將砧板18和縫釘通道16拉得稍微更近一些。
發(fā)射桿14有利地包括中間銷46，該中間銷46穿過形成在縫釘匣37的下表面和縫釘通道16的上表面上的發(fā)射驅(qū)動狹槽47，由此如下所述地驅(qū)動位于其中的縫釘。中間銷46通過抵靠著縫釘通道16滑行而有利地防止端部執(zhí)行器12的在其遠端被夾緊閉合的任何趨勢。為了闡明該中間銷46的優(yōu)點，圖5示出了發(fā)射桿14′上缺少中間銷的一個替代的端部執(zhí)行器12′。在該圖示中，允許端部執(zhí)行器12′在其末端夾緊閉合，這會損害所期望的縫釘成形。
回到圖2-4，位于發(fā)射桿14上的上銷38和中間銷46之間的向遠側(cè)設置的切削邊緣48橫穿在縫釘匣37向內(nèi)近側(cè)設置的垂直狹槽49，以便切割夾緊的組織。發(fā)射桿14相對于縫釘通道16和砧板18的確定的定位確保了進行有效的切割。
具有選定的縫釘匣縫隙的弧形砧板由E形梁發(fā)射桿14提供的確定的垂直間距適合于內(nèi)窺鏡裝置可用的有限尺寸。而且，E形梁發(fā)射桿14使砧板16能夠設置有在其遠端施加垂直偏轉(zhuǎn)的弧形，與圖5所示的位置相似。即使使用厚度減小的砧板16，該弧形砧板16也可以有益地幫助獲得端部執(zhí)行器12中的理想間隙，因此其更適合于內(nèi)窺鏡裝置的尺寸限制。
E形梁發(fā)射桿14還能夠增加應用，尤其是和不同的縫釘匣結(jié)構(gòu)結(jié)合。例如，醫(yī)師可以選擇產(chǎn)生0.02mm組織間隙的灰色縫釘匣，產(chǎn)生0.04mm組織間隙的白色縫釘匣，產(chǎn)生0.06mm組織間隙的藍色縫釘匣，或者產(chǎn)生0.10mm組織間隙的綠色縫釘匣。各個縫釘匣的垂直高度與縫釘長度和整體的楔形滑板(在下面詳細描述)結(jié)合預定該所期望的組織厚度，同時砧板18由E形梁發(fā)射桿14沿垂直方向適當?shù)馗糸_。
雙軸手柄參見圖6-9，手柄部分20包括第一和第二基座部分50和52，它們由聚合材料如填充玻璃的聚碳酸酯模制而成。第一基座部分50配置有多個圓柱形銷54。第二基座部分52包括多個延伸構(gòu)件56，每一個延伸構(gòu)件都具有六角形開口58。圓柱形銷54被容納在六角形開口58內(nèi)并且通過摩擦被保持于其中，以便保持第一和第二基座部分50和52處于組裝狀態(tài)。
旋紐60具有完全貫穿于其延伸的孔62，該孔用于與執(zhí)行部分22接合并使該執(zhí)行部分22繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)。旋紐60包括向內(nèi)突出的凸起64，該凸起至少沿孔62的一部分延伸。該突出的凸起64被接收于形成在閉合套管32的近側(cè)部分處的縱向狹槽66內(nèi)，從而旋紐60的轉(zhuǎn)動引起閉合套管32的轉(zhuǎn)動?？梢岳斫獾氖?，凸起64進一步延伸穿過框架34并與發(fā)射驅(qū)動構(gòu)件36的一部分接觸以使它們也轉(zhuǎn)動。由此，端部執(zhí)行器12(圖6-9中未示出)隨著旋紐60轉(zhuǎn)動。
框架34的近端68向近側(cè)穿過旋鈕60并且配置有周向切口70，該周向切口70由分別從基座部分50和52伸出的相對的通道固定構(gòu)件72接合。圖中僅僅示出了第二基座部分52的通道固定構(gòu)件72。從基座部分50和52伸出的通道固定構(gòu)件72用來將框架34固定到手柄部分20上，從而框架34不相對于手柄部分20縱向移動。
閉合扳柄26有手柄部分74、扇形齒輪部分76以及中間部分78?？?0延伸穿過中間部分78。從第二基座部分52延伸出的圓柱形支撐構(gòu)件82穿過孔80，以便把閉合扳柄26鉸接安裝到手柄部分20上。從第二基座部分52延伸出的第二圓柱形支撐構(gòu)件83穿過發(fā)射扳柄28的孔81，以便將發(fā)射扳柄28鉸接安裝在手柄部分20上。在圓柱形支撐構(gòu)件83內(nèi)設置一個六角形開口84來接收從第一基座部分50延伸出的固定銷(未示出)。
閉合軛86裝在手柄部分20內(nèi)，用于在其中往復運動，并用于將閉合扳柄26的運動傳遞給閉合套管32。從第二基座部分52延伸的支撐構(gòu)件88和穿過軛86上的凹槽89延伸的固定構(gòu)件72將軛86支撐在手柄部分20內(nèi)。
閉合套管32的近端90配置有凸緣92，該凸緣92卡扣配合在形成于軛86的遠端96上的接納凹槽94內(nèi)。軛86的近端98有與閉合扳柄26的扇形齒輪部分76嚙合的齒條100。當使閉合扳柄26向手柄部分20的槍式握柄24移動時，軛86以及因此還有閉合套管32也向遠側(cè)移動，同時壓縮將軛86向近側(cè)偏壓的彈簧102。閉合套管32向遠側(cè)的運動引起砧板18向遠側(cè)并朝端部執(zhí)行器12的縫釘通道16的旋轉(zhuǎn)平移運動，并且如下所述，向近側(cè)的運動引起閉合。
通過與發(fā)射扳柄28的接合面128相互作用的前表面130，將閉合扳柄26向前偏壓到打開位置。繞銷106向上旋轉(zhuǎn)到手柄部分20的后部的第一夾緊鉤104限制發(fā)射扳柄28向手槍形握柄24運動，直到閉合扳柄26被緊固到其閉合位置上。鉤104通過接合發(fā)射扳柄28上的鎖定銷107抑制發(fā)射扳柄28的運動。鉤104還與閉合扳柄26接觸。具體地說，鉤104的向前突起108與閉合扳柄26的中間部分78上的構(gòu)件110接合，該構(gòu)件110朝向把手部分74位于孔80的外部。鉤104通過釋放彈簧112被偏壓向與閉合扳柄26的構(gòu)件110接觸并與發(fā)射扳柄28上的鎖定銷107接合。當按壓閉合扳柄26時，使鉤104向頂部移動到后部，壓縮夾置在鉤104上的向后突起114和釋放按鈕30上的向前突起116之間的釋放彈簧112。
當軛86響應于閉合扳柄26向近側(cè)的運動而向遠側(cè)移動時，釋放按鈕30的上部鎖閂臂118沿軛86的上表面120移動，直到落入在軛86的近側(cè)下部上的向上設置的凹槽122內(nèi)。例如如圖8所示，釋放彈簧112向外推動釋放按鈕30，該按鈕30向下樞轉(zhuǎn)上部鎖閂臂118以與向上設置的凹槽122接合，由此將閉合扳柄26鎖定在組織夾緊位置上。
通過向內(nèi)推動釋放按鈕30，可以使上部鎖閂臂118移出凹槽122，以便釋放砧板18。具體地說，上部鎖閂臂118繞第二基座部分52的銷123向上旋轉(zhuǎn)。于是，就允許軛86響應于閉合扳柄26的返回運動而向近側(cè)移動。
發(fā)射扳柄返回彈簧124設置在手柄部分20內(nèi)，其一端連接到第二基座部分52的銷106上，另一端連接到發(fā)射扳柄28上的銷126上。發(fā)射返回彈簧124向銷126施加回復力，以便沿著遠離手柄部分20的手槍形握柄24的方向偏壓發(fā)射扳柄28。通過使閉合扳柄26的前表面130偏置的發(fā)射扳柄28的接合面128，也將閉合扳柄26偏壓遠離手槍形扳柄24。
當使閉合扳柄26向手槍形握柄24運動時，其前表面130與發(fā)射扳柄28上的接合面128接合，使得發(fā)射扳柄28向其“發(fā)射”位置移動。當處于其發(fā)射位置時，發(fā)射扳柄28位于與手槍形握柄24成約45°角的位置。在縫釘發(fā)射后，彈簧124使發(fā)射扳柄28返回到其初始位置。在發(fā)射扳柄28的返回運動期間，其接合面128推壓閉合扳柄26的前表面130，使閉合扳柄26回到其初始位置。止動構(gòu)件132從第二基座部分52伸出，以防止閉合扳柄26旋轉(zhuǎn)到其初始位置之外。
外科縫合和切割器械10還包括往復部件134、倍增器136和驅(qū)動構(gòu)件138。往復部件134包括位于執(zhí)行部分22內(nèi)的楔形滑板(圖6-9中未示出)以及金屬驅(qū)動桿140。
驅(qū)動構(gòu)件138包括第一和第二齒條141和142。第一凹口144在第一和第二齒條141、142中間設置于驅(qū)動構(gòu)件138上。在發(fā)射扳柄28的返回運動期間，發(fā)射扳柄28上的齒146與第一凹口144嚙合，以便在縫釘發(fā)射后使驅(qū)動構(gòu)件138返回到其初始位置。第二凹口148設置在金屬驅(qū)動桿140的近端，用于在其未發(fā)射位置將金屬驅(qū)動桿140鎖定到釋放按鈕30的上部鎖閂臂118上。
倍增器136包括第一和第二整體式小齒輪150和152。第一整體式小齒輪150和設置在金屬驅(qū)動桿140上的第一齒條154嚙合。第二一體式齒輪152與驅(qū)動構(gòu)件138上的第一齒條141嚙合。第一整體式小齒輪150具有第一直徑，并且第二整體式小齒輪具有比第一直徑小的第二直徑152。
圖6、8和9分別示出了處于初始始位置(打開且未發(fā)射)、夾緊位置(閉合且未發(fā)射)以及發(fā)射位置的手柄部分20。發(fā)射扳柄28配置有扇形齒輪部分156。該扇形齒輪部分156與驅(qū)動構(gòu)件138上的第二齒條142嚙合，從而發(fā)射扳柄28的運動使得驅(qū)動構(gòu)件138在圖8所示的第一驅(qū)動位置和圖9所示的第二驅(qū)動位置之間來回運動。為了防止在組織被夾緊之前發(fā)射縫釘，使釋放按鈕30上的上部鎖閂臂118與驅(qū)動構(gòu)件138上的第二凹口148接合，從而如圖6所示將金屬驅(qū)動桿140鎖定在其最近側(cè)位置。如圖9所示，當上部鎖閂臂118落入凹槽122內(nèi)時，上部鎖閂臂118與第二凹口148脫開，以便允許金屬驅(qū)動桿140向遠側(cè)移動。
因為驅(qū)動構(gòu)件138上的第一齒條141和金屬驅(qū)動桿140上的齒條154與倍增器136嚙合，所以發(fā)射扳柄28的運動使得金屬驅(qū)動桿140在圖8所示的第一往復位置和圖9所示的第二往復位置之間往復運動。因為第一小齒輪150的直徑大于第二小齒輪152的直徑，所以倍增器136將往復部件134移動的距離大于由發(fā)射把手28移動驅(qū)動構(gòu)件138的距離。第一和第二小齒輪150和152的直徑可以變化，以允許改變發(fā)射扳柄28的行程長度和使其移動所需的力。
可以理解的是，手柄部分20是圖示性質(zhì)的，并且可以采用其他的致動機構(gòu)。例如，可以通過自動裝置產(chǎn)生閉合和發(fā)射運動。
獨立且相異的閉合和發(fā)射端部執(zhí)行器在圖10-16中更詳細地示出了外科縫合和切割器械10的端部執(zhí)行器12。如上所述，手柄部分20產(chǎn)生致動端部執(zhí)行器12的獨立且相異的閉合和發(fā)射運動。端部執(zhí)行器12有利地保持這種獨立且相異的閉合和發(fā)射(即縫合和切割)的臨床靈活性。另外，端部執(zhí)行器12具有上述能力來在醫(yī)師定位并夾緊組織組織后的發(fā)射過程中確保閉合間距。在程序上和結(jié)構(gòu)上的特征通過在例如夾緊不足量的組織的場合確保足夠的間距以及例如在夾緊了過量組織的場合增加夾緊而提高了外科縫合和切割器械10的能力。
圖10示出了端部執(zhí)行器12，其通過縮回的閉合套管32而處于開放位置，而且縫釘匣3 7安裝在縫釘通道16內(nèi)。在砧板18的下表面200上，排列著多個縫釘成形槽202以與縫釘匣37的上表面206上的多個縫釘孔204對應。發(fā)射桿14位于其近側(cè)位置，而且上銷38與砧槽40以互不干擾的方式對齊。圖中示出砧槽40與砧板18中的縱向砧槽42相通。發(fā)射桿14的向遠側(cè)設置的切割邊緣48與縫釘匣37內(nèi)的垂直狹槽49對齊并可以從中向近側(cè)移出。由此允許取走用盡的縫釘匣37并插入未發(fā)射的縫釘匣37，將該縫釘匣37卡扣配合到縫釘通道16內(nèi)。具體地說，縫釘匣37的延伸構(gòu)件208、210與縫釘通道16的凹槽212、214(圖12中示出)接合。
圖11以分解方式示出了外科縫合和切割器械10的執(zhí)行部分22。圖中示出縫釘匣37由筒主體216、楔形滑板218、單和雙驅(qū)動器220、縫釘222和筒托架224構(gòu)成。在組裝時，筒托架224將楔形滑板218、單和雙驅(qū)動器220以及縫釘222保持在筒主體216內(nèi)。
與將凸輪表面結(jié)合到發(fā)射桿本身上相比，具有與縫釘匣37成一整體的楔形滑板218能夠有更多靈活的設計選擇方案。例如，可以選擇許多不同的縫釘匣用于器械10中，而且每一個縫釘匣具有不同的縫釘排列結(jié)構(gòu)，因此每一個具有特有的楔形滑板，該楔形滑板被構(gòu)造成在使縫釘222驅(qū)動的同時與發(fā)射桿14上的中間銷46接觸。作為另一個實例，整體式楔形滑板218為多種鎖定部件提供了一個機會，這在前述第一和第三未審決申請中有更詳細的描述。
縫釘通道16具有設置在近側(cè)的安裝腔226，該安裝腔接收在框架34的遠端上的通道錨固件228，以便將端部執(zhí)行器12連接到手柄部分20上?？p釘通道16還包括用于旋轉(zhuǎn)接收砧板18的砧板軸232的砧板凸輪槽230。包圍框架34的閉合套管32包括遠側(cè)設置的小凸出部234，該小凸出部與在砧板18上位于近側(cè)但處于砧板軸232遠側(cè)的砧板構(gòu)件236接合，從而使得砧板18打開和閉合。圖中示出了發(fā)射驅(qū)動構(gòu)件36與通過銷240連接到發(fā)射連接件238上的發(fā)射桿14組裝在一起，該發(fā)射連接件又可旋轉(zhuǎn)地在近側(cè)連接到金屬驅(qū)動桿140上。發(fā)射桿14在框架的遠端由插入到框架內(nèi)的槽式導向件239引導。
特別參見圖12，去除了縫釘匣37的一部分，以顯示出縫釘通道16的一些部分，例如凹槽212、214，并暴露出處于其未發(fā)射位置的縫釘匣37的一些部件。具體地說，將筒主體216(如圖11所示)去除。圖中示出了楔形滑板218位于其近側(cè)的未發(fā)射位置，同時推進塊242與發(fā)射桿14的中間銷46(圖12中未示出)接觸。楔形滑板218在筒托架224上處于沿縱向的滑動接觸中并且包括當楔形滑板218向遠側(cè)移動時迫使單和雙驅(qū)動器220向上的楔形件228。由此還使擱置于驅(qū)動器220上的縫釘222(圖12中未示出)也被迫向上與砧板18上的縫釘成形槽202接觸來形成閉合的縫釘。圖中還示出了縫釘通道16內(nèi)與縫釘匣37的垂直狹槽49對齊的通道狹槽45。
圖13示出了圖12中的端部執(zhí)行器12，其中去除了所有的縫釘匣37，以便顯示發(fā)射桿14的中間銷46，并且去除了與通道狹槽45相鄰的縫釘通道16的一部分，以便暴露出發(fā)射桿帽44。另外，去除了軸23的部分，以露出發(fā)射桿14的近側(cè)部分。在樞軸附近從砧板18向下突出的一對相對的組織止停件244防止組織在夾緊期間向上進入端部執(zhí)行器12中太多。
圖14示出了在組織夾緊位置閉合并且發(fā)射桿14未發(fā)射時的端部執(zhí)行器12。上銷38位于砧槽40中，為了在發(fā)射期間發(fā)射桿14的向遠側(cè)的縱向移動而與砧狹槽42垂直對齊。中間銷46被設置成向遠側(cè)推動楔形滑板218，從而楔形件228依次接觸并將雙驅(qū)動器220和各縫釘222抬起成與位于砧板18的下表面200上的縫釘成形槽202相接觸的狀態(tài)。
圖15示出了發(fā)射桿14處于未發(fā)射的近側(cè)位置時縫釘匣37的上表面206。縫釘孔204排列在縫釘匣37中的垂直狹槽49的每一側(cè)上。
圖16示出了樞軸附近的端部執(zhí)行器12，示出了縫釘通道16具有相對的斜面部分246，由此與砧板18的組織止停件244(圖16中未示出)共同作用來防止組織堵塞端部執(zhí)行器12。還更加詳細地示出了雙驅(qū)動器220以及它們與縫釘222的關系。
操作使用時，外科縫合和切割器械10如圖1、2和17-23中所示的使用。在圖1-2中，器械10處于其開始位置，未發(fā)射的、充分加載的縫釘匣37已經(jīng)卡扣在縫釘通道16的遠端上。兩扳柄26、28都向前并且端部執(zhí)行器12打開，例如是在將端部執(zhí)行器12通過套管針或其它的開口插入到體腔后的典型狀態(tài)。然后，由醫(yī)師操作器械10，從而使得待縫合和切割的組織248如圖17所示地置于縫釘匣37和砧板18之間。
參見圖18-19，接下來，醫(yī)師向近側(cè)移動閉合扳柄26，直到使其處于與手槍形握柄24直接相鄰的位置，將手柄部分20鎖定在閉合的夾緊位置上。在端部執(zhí)行器12中的縮回的發(fā)射桿14不會妨礙端部執(zhí)行器12的有選擇的打開和閉合，而是留在砧槽40中。隨著砧板18的閉合和夾緊，將E形梁發(fā)射桿14校準以穿過端部執(zhí)行器12發(fā)射。具體地說，使上銷38與砧槽42和縫釘通道16對齊，縫釘通道16通過中間銷46和發(fā)射桿帽44圍繞通道狹槽45確定地接合。
參見圖20-21，在已夾緊組織后，醫(yī)師向近側(cè)移動發(fā)射扳柄28，使得發(fā)射桿14向遠側(cè)移動到端部執(zhí)行器12中。具體地說，中間銷46通過發(fā)射驅(qū)動狹槽47進入縫釘匣37中，以通過楔形滑板218朝砧板18發(fā)射縫釘222(在圖20-22中未示出)。最下部的銷或發(fā)射桿帽44與中間銷46合作，以滑動地定位發(fā)射桿14的切割邊緣48以便切割組織。該兩個銷44、46還將發(fā)射桿14的上銷38定位在砧板18的縱向砧槽42內(nèi)，在其的向遠端發(fā)射運動的整個過程中確保砧板18和縫釘通道16之間的距離。
參見圖22-23，醫(yī)師繼續(xù)移動發(fā)射扳柄28，直到使其靠近閉合扳柄26和手槍形握柄24。由此，使所有的縫釘222的末端由于與砧板18接合而彎曲。發(fā)射桿帽44停靠在向通道狹槽45的遠端突出的發(fā)射桿止停件250上。切割邊緣48完全穿越組織。通過釋放發(fā)射扳柄28、然后按壓釋放按鈕30且同時擠壓閉合扳柄26以打開端部執(zhí)行器12，可結(jié)束該過程。
用于缺少/用盡的縫釘匣的單向鎖定如上所述，E形梁發(fā)射桿14具有在同時切割組織并在切口的每一側(cè)上使縫釘成形的同時確實地隔開端部執(zhí)行器12的獨特功能。參考圖24，防止發(fā)射桿14向遠側(cè)運動由此防止了無意地切割組織。單向鎖定機構(gòu)270優(yōu)選通過阻擋發(fā)射桿的中間銷46(僅僅在圖24中示出了發(fā)射桿的中間銷)來響應缺少的縫釘匣37或者用盡的縫釘匣37，后一種情況在圖24中示出。
具體地，圖中示出的單向鎖定機構(gòu)270為一對設置在縫釘通道16中的彎曲的彈性指272，用以響應于兩種條件缺少縫釘匣和用盡的縫釘匣。具體地說，當不存在楔形滑板218(在圖24中未示出)時，例如當拆除縫釘匣37時或當縫釘匣37已經(jīng)發(fā)射時，彎曲的彈性指272向上升起以阻擋發(fā)射桿14的中間銷46。
圖25-28依次示出了當外科縫合和切割器械10發(fā)射時的單向鎖定機構(gòu)270，尤其是彎曲的彈性指272。在圖25中，未發(fā)射的縫釘匣37已經(jīng)被插入到縫釘通道16中，同時楔形滑板218按壓彎曲的彈性指272，從而使形成于縫釘匣37和縫釘通道16之間的發(fā)射驅(qū)動狹槽47不受阻。
在圖26中，縫釘匣37的發(fā)射已經(jīng)開始，同時楔形滑板218和發(fā)射桿14的中間銷46已經(jīng)向遠側(cè)移出彎曲的彈性指272，該彈性指然后向上彈入到發(fā)射驅(qū)動狹槽47中。
在圖27中，楔形滑板218已經(jīng)完全被驅(qū)動到遠側(cè)并且不再顯示，縫釘匣37此時已經(jīng)用盡。發(fā)射桿14正向近側(cè)縮回。因為彎曲的彈性指272從更遠側(cè)的點樞轉(zhuǎn)，所以在縮回期間發(fā)射桿14可以跨到彎曲的彈性指272上，將它們從發(fā)射驅(qū)動狹槽47中壓出。
在圖28中，使發(fā)射桿14完全縮回并且此時面對未被按壓的成對的彎曲彈性指272以防止向遠側(cè)的運動。由此，單向鎖定機構(gòu)270在將用盡的縫釘匣37拆除直到安裝未發(fā)射的縫釘匣37的期間保持起作用狀態(tài)。
圖29示出了鎖定槽274，為了提供加大的機械強度，其可優(yōu)選地包含在單向鎖定機構(gòu)270中。在某些應用中，可能希望阻擋強烈的發(fā)射運動而不損壞彎曲的彈性指272。當沒有按壓彎曲的彈性指272時，鎖定槽274與發(fā)射驅(qū)動狹槽47連通。而且，鎖定槽274沿遠側(cè)方向向下傾斜，從而將發(fā)射桿14的中間銷46引向在鎖定槽274遠端處的抵接面276，由此重作發(fā)射桿14到縫釘通道16′中的遠側(cè)運動。具體地說，位于其初始位置的發(fā)射桿14向遠側(cè)的下部位置移動，用14′表示，其中，中間銷46向用46′示出的位置移動?？梢岳斫獾氖?，上銷38和下發(fā)射桿帽44因為每一個都分別移到遠側(cè)的下部位置38′和44′，所以它們抵靠著在縫釘通道16定位中間銷46，從而中間銷46進入鎖定槽274。
還可以理解的是，發(fā)射桿14′可以容易地從鎖定槽274中縮回。而且，因為上銷38′將在該位置上與砧板18接合(在圖29中未示出)，所以醫(yī)師必須收回發(fā)射桿14′，從而為了插入未發(fā)射的縫釘匣37，可以打開砧板18，并且這樣發(fā)射桿14將被完全縮回并且不妨礙將彎曲的彈性指272下壓到其非作用狀態(tài)。
圖30示出了另一種單向鎖定機構(gòu)270，其在圖中為一對具有傾斜端部282的鎖定鉤280，該鎖定鉤相對于穿過縫釘通道16中的孔286插入的連接裝置284設置在遠側(cè)。傾斜端部282位于在縫釘通道16中形成的鉤槽288的上方。因此，當每一個傾斜端部282由未發(fā)射的縫釘匣37的楔形滑板218(圖30中未示出)接觸時，將傾斜端部282壓入到鉤槽288內(nèi)，由此為發(fā)射桿14的中間銷46(圖30中僅示出了中間銷)向遠側(cè)移動以發(fā)射縫釘匣37清除道路。如圖所示，將連接裝置284分別與每一鎖定鉤280的傾斜端部282連接的細軸290彈性地響應楔形滑板218的缺少，其中傾斜端部282返回以阻礙發(fā)射驅(qū)動狹槽47，從而阻擋發(fā)射桿的縮回的中間銷46。
圖31-34示出了鎖定鉤280的操作順序。在圖31中，縫釘匣37未發(fā)射，從而設置在遠側(cè)的楔形滑板218將傾斜端部282壓入到鉤槽288中，這允許如圖32所示發(fā)射桿14的中間銷46在發(fā)射期間向遠側(cè)移動。當楔形滑板218和中間銷46相對于鎖定機鉤270向遠側(cè)移動時，傾斜端部282從鉤槽282中彈出并占據(jù)發(fā)射驅(qū)動狹槽47。
在圖33中，發(fā)射桿14正縮回到接觸鎖定鉤280的傾斜端部282的位置。因為傾斜端部282的遠端比傾斜端部282的近端部分低，所以發(fā)射桿14的中間銷46騎在傾斜端部282上，迫使它們向下進入到鉤槽288內(nèi)，直到如圖34所示，中間銷46經(jīng)過了傾斜端部282，其中傾斜端部282向上彈回以阻擋中間銷46。這樣，當用未發(fā)射的縫釘匣37替換用盡的縫釘匣37時，防止發(fā)射桿14向遠側(cè)運動。
電活化聚合物電活化聚合物(EAPs)是一組導電的摻雜聚合物，其在施加電壓時改變形狀。實質(zhì)上，導電的聚合物與某些形式的離子流體或凝膠和電極配合。離子從流體/凝膠中流入導電的聚合物或者從導電的聚合物中流出的流動通過施加的電位引起，并且這種流動引起聚合物的形狀變化。依據(jù)所使用的聚合物和離子流體，電位在1V到4KV的范圍內(nèi)。一些EAPs在施加電壓時收縮，而一些則膨脹。EAPs可以與機械裝置配合，比如與彈性或柔性盤配合，來改變施加電壓時所產(chǎn)生的效果。
有兩種基本類型的EAPs并且每種有多種構(gòu)造。該兩種基本類型是纖維束和層壓形式。纖維束由大約在30-50微米的纖維構(gòu)成。這些纖維可以被織成非常類似于織物的一束并且因此常被稱為EAP紗。這種類型的EAP在施加電壓時收縮。電極通常由中央線芯和導電的外套組成，該外套還用來包含圍繞纖維束的離子流體。一種可以在市場上買到的纖維EAP材料的例子由Santa Fe Science and Technology生產(chǎn)并且以商標PANIONTM纖維出售，而且在美國專利No.6,667,825中有描述，該專利的內(nèi)容在此全部引入以供參考。
另一種類型是層壓結(jié)構(gòu)，其由一層EAP聚合物、一層離子凝膠和兩個連接到所述層壓件的每一側(cè)上的柔性板構(gòu)成。當施加電壓時，方形的層壓板沿一個方向膨脹，并且沿垂直方向收縮。一種可以在市場上買到的層壓(板形)EAP材料的例子來自于Artificial Muscle Inc，其為SRI實驗室的一個部門。板形EAP材料還可以從日本的EAMEX得到，其被稱為薄膜EAP。
應當注意的是，EAPs在被加電時體積不變；它們僅僅是沿一個方向膨脹或收縮，而在橫向上則與之相反地變化?？梢酝ㄟ^將一側(cè)包含到剛性結(jié)構(gòu)上并將另一側(cè)更像活塞一樣的使用而以其基本形式使用層壓形式。層壓形式還可以被粘接到柔性板的任意一側(cè)上。當給柔性板EAP的一側(cè)加電時，其沿相反方向擴張彎曲柔性板。依據(jù)加電側(cè)的不同，這允許該板在任一方向上彎曲。
EAP致動器通常由許多層或者成束的纖維一起組成，以便配合工作。EAP的機械構(gòu)造確定EAP致動器和其運動的能力。可以將EAP形成長繩并且纏繞在單個中心電極上。柔性的外部外套管將為致動器形成另一個電極并且裝有該裝置的功能所必需的離子流體。在這種結(jié)構(gòu)中，當將電場施加到電極上時，EAP繩縮短。EAP致動器的這種構(gòu)造被稱為纖維EAP致動器。同樣，可以在柔性板的每一側(cè)上以多層放置層壓結(jié)構(gòu)或者僅僅在其自身上放置多層以增加其性能。典型的纖維結(jié)構(gòu)具有2-4％的有效應力，典型的層壓形式利用更高的電壓可獲得20-30％。
例如，層壓EAP材料可以由連接到EAP層上的正板電極層形成，該EAP層又連接到離子細胞層上，而離子細胞層又連接到負板電極層上。多個層壓EAP復合材料可以通過它們之間的粘合劑層以堆疊的方式固定，以形成EAP板狀致動器?？梢岳斫獾氖牵鄬Φ腅AP致動器可以被形成為沿任一方向有選擇性地彎曲。
收縮式EAP纖維致動器可以包括縱向的鉑陰極電線，該陰極電線穿過絕緣的聚合物近端帽，然后經(jīng)過一細長的圓柱形腔體，該圓柱形腔體形成于經(jīng)導電涂層以作為陽極使用的塑料圓柱形壁內(nèi)。鉑陰極電線的遠端被嵌入絕緣的聚合物遠端帽內(nèi)。許多收縮聚合物纖維與陰極電線平行地布置并且圍繞該陰極電線，它們的端部被嵌入到相應的端帽中。塑料圓柱形壁沿圓周圍繞相應的端帽連接，以包圍圓柱形腔體來將填充位于收縮聚合纖維和陰極電線之間的空間的離子流體或凝膠密封。當經(jīng)過圓柱形壁(陽極)和陰極電線施加電壓時，離子流體進入收縮的聚合物纖維內(nèi)，使它們的外徑膨脹，同時長度相應地縮短，由此將各端帽拉向彼此。
帶有垂直膨脹的EAP鎖定機構(gòu)的兩件式刀具在圖35中，示出的外科縫合和切割器械510是打開的，同時E形梁512完全縮回到縫釘施放組件514內(nèi)。在組裝期間，E形梁512的下支腳516通過在縫釘施放組件514的縫釘通道520內(nèi)的一個加寬孔518落下。然后，使E形梁512前行，從而E形梁512沿形成于縫釘通道520內(nèi)的下部軌道522向遠側(cè)滑行。具體地說，下部軌道522包括一狹窄的狹槽524，其在縫釘通道520的下表面上開口增大為加寬的狹槽526，以形成與加寬孔518相通的倒T字形橫截面。一旦組裝好后，在近側(cè)連接到發(fā)射桿528(其連接到E形梁512上)上的各零部件不允許下支腳516再次向近側(cè)移動到加寬孔518來允許脫離。
參見圖35-36，E形梁512的中間銷530沿縫釘匣520的上表面滑至下部軌道522的每一側(cè)，與下支腳516相應配合來沿縱向滑動地接合縫釘通道520。當向近例縮回時，E形梁512的上銷532保留在砧槽534內(nèi)(圖36)，這允許響應于閉合套管組件538的閉合運動而使縫釘施放組件514的上鉗口或砧板536重復地打開和閉合，所述的閉合套管組件538在馬蹄形孔540處卡到砧板536的閉合部件542上。砧板536繞近側(cè)砧板樞軸銷544樞轉(zhuǎn)，該砧板樞軸銷在位于縫釘通道520內(nèi)的一個相應的砧板樞軸槽546內(nèi)滑動(在圖36中以虛線示出)。
在圖36中，E形梁512的近側(cè)發(fā)射桿528包括抵靠著縫釘通道520滑行的向下突出部548，該向下突出部548在縮回時有利地抬起遠側(cè)E形梁512，有利地為通過諸如套管針的插入準備縫釘施放組件514，并且為了進入EAP致動式鎖定機構(gòu)550而使中間銷530分級。
在圖37-38中，當發(fā)射開始時，E形梁512已經(jīng)向遠側(cè)移動。上銷532進入形成于砧板536上的與砧槽534相通的加寬的砧板軌道552。與砧板軌道552垂直連通的變窄的砧槽554允許E形梁512的切割表面556通過，所述的切割表面556切割被夾緊在砧板536和接合縫釘通道520的縫釘匣558之間的組織。E形梁512的在切割表面556和中間銷530之間的接合面560與楔形滑板562抵接(圖36)，該楔形滑板562是整體的并且最初在縫釘匣558中位于近側(cè)。可以理解的是，楔形滑板562將縫釘驅(qū)動器564向上抬起，并且由此將置于縫釘驅(qū)動器564上的縫釘566抬起進入縫釘孔568，以便抵靠著砧板536成形。
發(fā)射桿528的更近側(cè)的加高部分572接收由夾簧574產(chǎn)生的向下驅(qū)動力，該夾簧與外科縫合和切割器械510的執(zhí)行部分580的長軸578的框架576接合。夾簧574和加高部分572之間的接觸在射擊行程的第一部分中相互一致，該射擊行程的第一部分與落入加寬孔518中的向下突出部548并且接近EAP致動式鎖定機構(gòu)550的中間銷530相對應。因此，在射擊行程的這個部分，夾簧574有助于驅(qū)動中間銷530向下進入形成于縫釘通道520中的斜槽591中。在圖35-38中，EAP致動式鎖定機構(gòu)590包括EAP垂直膨脹致動器592，其接收來自于手柄部分(未示出)的電刺激信號以去致動EAP致動式鎖定機構(gòu)590，垂直壓縮，為中間銷530和下支腳516中的一個或者兩者清除道路。
帶有向下偏轉(zhuǎn)的、抵接的EAP致動器的EAP致動式鎖定機構(gòu)在圖39-40中，除了EAP致動式鎖定機構(gòu)650使用一個向近側(cè)突出的向下致動的EAP板狀致動器592外，外科縫合和切割器械610與圖35-38中描述的器械相同，該EAP板狀致動器592通常被校正以阻塞形成于縫釘通道620中的斜槽691，并且可以被致動以向下彎曲成與斜槽691對齊(在圖40中以虛線示出，用692′表示)。因此，EAP板狀致動器692的近端具有抵接表面693以吸收來自于中間銷530并且由此來自于E形梁512的發(fā)射力。
帶有向下偏轉(zhuǎn)的活板門EAP板狀致動器的EAP致動式鎖定機構(gòu)在圖40-41中，除了EAP致動式鎖定機構(gòu)750利用向近側(cè)突出的向下致動的EAP板狀致動器592外，外科縫合和切割器械710與上面針對圖35-38描述的相同，該EAP板狀致動器致動器592通常被調(diào)整為活板門來打開形成于縫釘通道720上的斜槽791，并且可以被致動以向下彎曲來閉合斜槽791(在圖40中以虛線示出，用792′表示)，從而允許發(fā)射。這樣，在斜槽遠端的抵接表面793吸收來自于E形梁512的中間銷530的發(fā)射力，防止發(fā)射。
EAP致動器控制電路可以理解的是，在手柄部分中的控制電路可以通過在確信適當時使EAP鎖定去致動而有利地響應或者先于使用者的發(fā)射命令。例如，感知的缺失的縫釘匣、用盡的縫釘匣或者對端部執(zhí)行器來說型號錯誤的縫釘匣可以阻止去致動信號到達EAP鎖定或者可以由手柄部分內(nèi)的控制邏輯來感知和解釋。作為另一個例子，可以感知未正確夾緊的組織(如，沿鉗口分開設置的壓力轉(zhuǎn)換器可以感知到沿端部執(zhí)行器的某些部分夾緊太多組織或太少組織)。另外，對于包含用于薄或厚組織的支持材料的端部執(zhí)行器，在承認相反情況時，支持材料的存在和缺少可以防止脫開鎖定。
盡管通過對幾個實施例的描述對本發(fā)明進行了闡述，并且盡管已經(jīng)相當詳細地描述了所示的實施例，但是本申請人的意圖不是約束或以任何方式將所附權利要求的范圍限制到如此的細節(jié)。其它的優(yōu)點和改進對于本領域的技術人員來說是顯而易見的。
例如，機械式單向鎖定機構(gòu)可以包括被包圍在縫釘通道16內(nèi)的由彈簧加載的柱塞，該由彈簧加載的柱塞在不接觸楔形滑板218時向上移動到發(fā)射驅(qū)動狹槽47中，同時該柱塞具有鉤子或者其他特征。
作為另一個例子，盡管EAP致動器控制電路被描述成在無動力時默認鎖定狀態(tài)，但可以理解的是這種布置是示意性的。與本發(fā)明的各方面一致的應用可以利用一個或多個EAP致動器默認成未鎖定狀態(tài)，以將它們移動到鎖定狀態(tài)。
作為再一個例子，盡管在說明性形式中描述了一個可拆卸的縫釘匣，但與本發(fā)明一致的應用可包括可以互換的執(zhí)行部分，其中EAP鎖定機構(gòu)可以被至少部分地包含在遠側(cè)的可互換的執(zhí)行部分。供選擇的是，發(fā)射桿或者發(fā)射桿的鄰近端部執(zhí)行器的一部分可以包括接觸面，其由鄰近端部執(zhí)行器的EAP鎖定機構(gòu)來有選擇性地阻塞。
權利要求
1.一種外科器械，包括可操作地構(gòu)造以產(chǎn)生發(fā)射運動的手柄部分；連接到該手柄部分上的細長軸；發(fā)射桿，其為了往復的縱向運動被接收在所述的細長軸內(nèi)以傳輸所述的發(fā)射運動；端部執(zhí)行器，其在遠側(cè)連接到所述的細長軸上，形成一個執(zhí)行部分，該端部執(zhí)行器響應于發(fā)射桿以執(zhí)行外科操作；可操作地構(gòu)造以產(chǎn)生發(fā)射信號的控制電路；以及電鎖定機構(gòu)，其設置在所述的執(zhí)行部分中，響應于所述的發(fā)射信號，以在阻擋發(fā)射桿的位置和不阻擋發(fā)射桿的位置之間改變狀態(tài)。
2.如權利要求1所述的外科器械，其特征為，所述的電鎖定機構(gòu)還包括電活化聚合物致動器。
3.如權利要求2所述的外科器械，其特征為，所述的發(fā)射桿包括一傾斜的側(cè)表面，當撤回處于阻擋位置的電鎖定機構(gòu)時，該側(cè)表面可以越過。
4.如權利要求2所述的外科器械，其特征為，所述的電活化聚合物致動器包括層疊致動器，該層疊致動器被設置成橫向于發(fā)射桿的運動軸線致動。
5.如權利要求2所述的外科器械，其特征為，所述的電活化聚合物致動器包括向近側(cè)指向的鎖定指，其被可操作地構(gòu)造成在升起和降下位置之間致動并放松。
6.如權利要求5所述的外科器械，其特征為，執(zhí)行部分包括向內(nèi)指向的凹槽，其被設置成在處于下降位置時接收向近側(cè)指向的鎖定指，這允許發(fā)射桿在其上向遠側(cè)移位，其中將向近側(cè)指向的鎖定指的近端校準以在升起位置時抵接發(fā)射桿。
7.如權利要求5所述的外科器械，還包括一個被連接到所述發(fā)射桿上的橫向接觸面，所述的端部執(zhí)行器包括被配置成在發(fā)射行程的初始部分中接收該橫向接觸面，所述的細長軸還包括一個作用于發(fā)射桿上、將其接觸面推入到端部執(zhí)行器凹槽中的相對的偏壓件，向近側(cè)指向的鎖定指被定位成使所述凹槽靠近接觸面并且將接觸面引導到凹槽內(nèi)。
8.如權利要求7所述的外科器械，其特征為，還包括被層壓到所述電活化聚合物致動器上的剛性基底。
全文摘要
一種外科機械包括E形梁發(fā)射桿，其在向遠側(cè)的發(fā)射運動過程中與通道接合并有選擇地與砧板接合，其中切割和縫合組織，縫釘被從縫釘匣向上驅(qū)動以抵靠著砧板成形。尤其是，與縫釘匣整體形成的楔形件由發(fā)射桿的中間銷向遠側(cè)驅(qū)動以進行縫合?？p釘通道的單向鎖定響應于在其未發(fā)射位置的楔形滑板的存在以允許發(fā)射桿發(fā)射。否則，當縫釘匣沒有或用盡時，該單向鎖定防止發(fā)射。另外，一些方案包括電活化聚合物(EPA)致動器，作為為一種或多種條件防止發(fā)射的一種有效方法，該致動器具有與縫釘通道上的斜槽相抵接的抵接面，或者作為斜槽的活板門，以便阻擋發(fā)射桿。
文檔編號A61B17/072GK1736340SQ200510087340
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權日2004年7月28日
發(fā)明者弗雷德里克·E·謝爾頓四世 申請人:伊西康內(nèi)外科公司