專利名稱：具有與樞轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)接頭連接的橫向運(yùn)動(dòng)軸致動(dòng)器的外科器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及適合于將端部執(zhí)行器(例如，內(nèi)切割器、抓鉗、切割器、縫合器、夾具施放器、接觸裝置、藥物/基因治療輸送裝置和使用超聲波、RF、激光等的能量裝置)以可內(nèi)窺的方式插入到手術(shù)部位的外科器械，更具體地說(shuō)，涉及具有關(guān)節(jié)連接軸的這種外科器械。
背景技術(shù)：
內(nèi)窺鏡外科器械通常比傳統(tǒng)的開(kāi)放式外科裝置更受到偏愛(ài)，這是因?yàn)檩^小的切口易于減少術(shù)后恢復(fù)時(shí)間和并發(fā)癥。因此，在內(nèi)窺鏡外科器械的領(lǐng)域中已經(jīng)有了顯著發(fā)展，該內(nèi)窺鏡外科器械適合于將遠(yuǎn)端執(zhí)行器通過(guò)套管針的套管精確地放置在所需的手術(shù)部位。這些遠(yuǎn)端執(zhí)行器以多種方式接合組織以實(shí)現(xiàn)診斷或治療作用(例如，內(nèi)切割器、抓鉗、切割器、縫合器、夾具施放器、接觸裝置、藥物/基因治療輸送裝置和使用超聲波、RF、激光等的能量裝置)。
通過(guò)套管針限制端部執(zhí)行器的定位。通常，這些內(nèi)窺鏡外科器械包括在端部執(zhí)行器和由醫(yī)生操作的手柄部分之間的長(zhǎng)軸。這個(gè)長(zhǎng)軸能夠插入到所需深度并圍繞軸的縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將端部執(zhí)行器定位到一定程度。在正確定位套管針和例如通過(guò)另一套管針使用抓鉗的條件下，通常這個(gè)定位量是足夠的。諸如在美國(guó)專利No.5,465,895中描述的外科縫合和切割器械是通過(guò)插入和轉(zhuǎn)動(dòng)成功定位端部執(zhí)行器的內(nèi)窺鏡外科器械的一個(gè)例子。
更近地，美國(guó)專利序列號(hào)10/443,617描述了一種改進(jìn)的用于切割組織和致動(dòng)縫合的“E形梁”擊發(fā)桿，該申請(qǐng)由Shelton IV等人于2003年5月20日提交，名稱為“SURGICAL STAPLING INSTRUMENTINCORPORATING AN E-BEAM FIRING MECHANISM”，該申請(qǐng)?jiān)诖巳恳胱鳛閰⒖肌Ｒ恍┝硗獾膬?yōu)點(diǎn)包括即使為了最優(yōu)化釘?shù)男纬啥鴬A住略微過(guò)多或過(guò)少的組織，也可肯定地分隔端部執(zhí)行器的鉗口，或更具體地說(shuō)，釘施加組件的鉗口。此外，E形梁擊發(fā)桿以能夠采用幾個(gè)有利的閉鎖的方式接合端部執(zhí)行器和釘倉(cāng)。
取決于操作的性質(zhì)，可能希望進(jìn)一步調(diào)整內(nèi)窺鏡外科器械的端部執(zhí)行器的定位。特別是，通常希望在橫切該器械的軸的縱向軸線的軸線上定向端部執(zhí)行器。通常將端部執(zhí)行器相對(duì)器械軸的橫向運(yùn)動(dòng)稱為“關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)”(articulation)。這典型地通過(guò)被放置在靠近釘施加組件的伸長(zhǎng)的軸中的樞軸(或關(guān)節(jié))接合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這允許醫(yī)生遠(yuǎn)程致動(dòng)釘施加組件到任一側(cè)，用于更好的手術(shù)放置釘線和更簡(jiǎn)單的組織操作和定向。這種關(guān)節(jié)連接定位允許醫(yī)生在一些情況下更簡(jiǎn)單地接合組織，例如在器官后。另外，關(guān)節(jié)連接定位有利地允許將內(nèi)窺鏡定位在端部執(zhí)行器后方，而不會(huì)被器械軸擋住。
由于將關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制與在內(nèi)窺鏡器械的小直徑的限制下閉合端部執(zhí)行器以?shī)A住組織和擊發(fā)端部執(zhí)行器(即，縫合和切割)的控制結(jié)合在一起，使外科縫合和切割器械進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的方法很復(fù)雜。通常，將三個(gè)控制動(dòng)作都通過(guò)軸轉(zhuǎn)換為縱向平移。例如美國(guó)專利No.5,673,840披露了手風(fēng)琴狀的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(“柔性頸”)，該關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由有選擇地通過(guò)執(zhí)行軸拉回兩個(gè)連接桿中的一個(gè)而進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)桿分別在軸中心線的相對(duì)側(cè)處偏移。連接桿通過(guò)一系列不連續(xù)位置漸進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的縱向控制的另一例子是美國(guó)專利No.5,865,361，該關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)連接件，其與凸出樞軸偏置，從而推動(dòng)或拉動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)連接件的縱向平移實(shí)現(xiàn)向相應(yīng)側(cè)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。同樣，美國(guó)專利No.5,797,537公開(kāi)了類似的穿過(guò)軸以實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的桿。
在未審結(jié)和共有的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)10/615,973中使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作為替換以將關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成縱向運(yùn)動(dòng)，該申請(qǐng)由Frederick E.Shelton IV等人申請(qǐng)，名稱為“SURGICAL INSTRUMENTINCORPORATING AN ARTICULATION MECHNANISM HAVINGROTATION ABOUT THE LONGITUDINAL AXIS”，該申請(qǐng)公開(kāi)的內(nèi)容在此全部引入作為參考。
雖然機(jī)械方式連接的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)已經(jīng)成功地使內(nèi)窺鏡外科縫合和切割器械進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，但發(fā)展趨勢(shì)為進(jìn)入市場(chǎng)提出多種挑戰(zhàn)和阻礙。矛盾的設(shè)計(jì)目標(biāo)包括設(shè)計(jì)這樣一種軸，其具有盡可能小的直徑以減小手術(shù)開(kāi)口的尺寸，但是具有足夠強(qiáng)度以進(jìn)行幾種運(yùn)動(dòng)(例如，閉合、擊發(fā)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等)。另外，傳遞足夠的力而不會(huì)產(chǎn)生束縛以及其它摩擦問(wèn)題對(duì)設(shè)計(jì)施加了約束，限制了期望的特征和可靠性。
因此，對(duì)于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)外科器械存在這樣的需要，即采用關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的力，其包含于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的封閉邊界內(nèi)，而且不與擊發(fā)和閉合運(yùn)動(dòng)發(fā)生干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供如下所述的外科器械克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述和其它的缺點(diǎn)，該外科器械具有連接在手柄和端部執(zhí)行器之間的關(guān)節(jié)連接軸，所述關(guān)節(jié)連接軸在軸的近側(cè)部分中采用抵抗端部執(zhí)行器的樞轉(zhuǎn)零件起作用的橫向滑動(dòng)構(gòu)件。位于橫向滑動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)側(cè)上的橫向運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器控制向每一側(cè)的樞轉(zhuǎn)。該橫向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件具有可差別的作用在上面的大的縱向表面積，從而在細(xì)長(zhǎng)軸的封閉邊界內(nèi)有利地獲得進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)所需的作用力，該細(xì)長(zhǎng)軸適于經(jīng)過(guò)套管針的插管插入，以進(jìn)行內(nèi)窺鏡或者腹腔鏡外科手術(shù)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，外科器械使用定位在靠近作為滑桿的一部分的鐵磁靶標(biāo)的橫向槽中的電磁體?？刂齐娐愤x擇性地激勵(lì)該電磁體來(lái)定位滑桿，用于使端部執(zhí)行器進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明的另一方面中，外科器械使用關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器，該關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器具有位于滑桿每一側(cè)上在細(xì)長(zhǎng)軸內(nèi)運(yùn)動(dòng)的差別縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，所述差別縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件有差別地抵抗滑桿機(jī)械地致動(dòng)，以對(duì)滑桿進(jìn)行橫向定位，并由此引起端部執(zhí)行器的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及了如下內(nèi)容(1)一種外科器械，其包括端部執(zhí)行器，其包括近側(cè)凸出表面；細(xì)長(zhǎng)軸，其包括限定了與縱向軸線對(duì)準(zhǔn)的橫槽的框架；關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭，其將端部執(zhí)行器以可樞轉(zhuǎn)的方式連接到所述細(xì)長(zhǎng)軸的遠(yuǎn)端；滑桿，其位于所述橫槽中并具有與端部執(zhí)行器的近側(cè)凸出表面接合的遠(yuǎn)端；第一致動(dòng)器，其定位在所述橫槽中所述滑桿的選定橫向側(cè)；以及手柄部分，其連接到所述細(xì)長(zhǎng)軸的近端，并在操作上構(gòu)造為有差別地控制第一致動(dòng)器，以使滑桿橫向運(yùn)動(dòng)，由此樞轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭和端部執(zhí)行器。
(2)如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述第一致動(dòng)器包括第一縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，其鄰近定位在滑桿的一個(gè)橫向運(yùn)動(dòng)平面中，并包括多個(gè)指向內(nèi)的橫向凸出表面，所述滑桿包括對(duì)應(yīng)的多個(gè)指向外的橫向凸出表面，其中所述滑桿以遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)中選定的一個(gè)運(yùn)動(dòng)能導(dǎo)致滑桿沿橫向運(yùn)動(dòng)離開(kāi)，其中第一縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件沿著相反方向的運(yùn)動(dòng)允許所述滑桿向著第一縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。
(3)如第(2)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述左和右致動(dòng)器中的另一個(gè)包括第二縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，其鄰近定位在滑桿的與第一縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件相對(duì)的橫向運(yùn)動(dòng)平面中，并包括多個(gè)指向內(nèi)的橫向凸出表面，所述滑桿包括對(duì)應(yīng)的多個(gè)指向外的橫向凸出表面，其中第二縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件以遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)中選定的一個(gè)運(yùn)動(dòng)能導(dǎo)致滑桿沿橫向運(yùn)動(dòng)離開(kāi)，其中第二縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件沿著相反方向的運(yùn)動(dòng)允許所述滑桿向著第二縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。
(4)如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，還包括旋轉(zhuǎn)控制構(gòu)件，該旋轉(zhuǎn)控制構(gòu)件與所述滑桿平行對(duì)準(zhǔn)并與其沿徑向連接，并且該旋轉(zhuǎn)控制構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)使所述滑桿橫向平移。
(5)如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，還包括第一和第二致動(dòng)器，它們分別包括在所述滑桿的相對(duì)橫向側(cè)的第一和第二撓曲構(gòu)件，每個(gè)撓曲構(gòu)件包括至少一個(gè)可縱向定位的連接點(diǎn)；以及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器，其操作上構(gòu)造為有差別地定位所述第一和第二撓曲構(gòu)件的至少一個(gè)可縱向定位的連接點(diǎn)。
(6)如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述右側(cè)和左側(cè)致動(dòng)器中選定的一個(gè)包括橫向靠近所述滑桿的第一電磁體，其中所述滑桿包括磁體靶標(biāo)。
(7)如第(6)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述右側(cè)和左側(cè)致動(dòng)器中的另一個(gè)包括橫向靠近所述滑桿并與所述第一電磁體相對(duì)的第二電磁體，所述磁體靶標(biāo)包括含鐵靶標(biāo)。
(8)如第(6)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述滑桿包括磁體，所述第一電磁體操作上構(gòu)造為可選擇地產(chǎn)生正和負(fù)磁場(chǎng)。
(9)如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述端部執(zhí)行器的近側(cè)表面包括扇形齒輪，并且所述滑桿的遠(yuǎn)端包括齒輪齒條。
(10)如第(9)項(xiàng)所述的外科器械，還包括在所述細(xì)長(zhǎng)軸中的鎖定構(gòu)件，其可選擇性地向遠(yuǎn)側(cè)縱向平移，以接合端部執(zhí)行器的扇形齒輪，從而鎖定關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭。
(11)如第(10)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述鎖定構(gòu)件被向遠(yuǎn)側(cè)偏壓，并且其包括近側(cè)銷，所述關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器包括帶齒表面，該帶齒表面在致動(dòng)期間使近側(cè)銷向近側(cè)頂起，并在關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制停止時(shí)允許近側(cè)銷向遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入帶齒表面的相應(yīng)齒根處。
(12)如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述端部執(zhí)行器的近側(cè)表面包括指向近側(cè)的凸輪槽，該凸輪槽容納所述滑桿的遠(yuǎn)端。
(13)如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述端部執(zhí)行器的近側(cè)凸出表面包括指向近側(cè)的凸輪槽，該凸輪槽容納所述滑桿的遠(yuǎn)端。
(14)如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述端部執(zhí)行器的近側(cè)凸出表面包括扇形齒輪，并且所述滑桿的遠(yuǎn)端包括齒輪齒條。
(15)一種外科器械，其包括端部執(zhí)行器；細(xì)長(zhǎng)軸，其與端部執(zhí)行器連接并包括限定了與縱向軸線對(duì)準(zhǔn)的橫槽的框架；關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭，其將端部執(zhí)行器以可樞轉(zhuǎn)的方式連接于所述細(xì)長(zhǎng)軸的遠(yuǎn)端；滑桿，其位于所述橫槽中并具有與端部執(zhí)行器的近側(cè)凸出表面接合的遠(yuǎn)端，還包括鐵磁靶標(biāo)；電磁體，其靠近所述鐵磁靶標(biāo)定位在所述橫槽中；手柄部分，其與所述細(xì)長(zhǎng)軸的近端連接；以及控制電路，其操作上設(shè)置為選擇性地激勵(lì)電磁體來(lái)定位滑桿，用來(lái)使端部執(zhí)行器進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
(16)如第(15)項(xiàng)所述的外科器械，還包括與所述滑桿接合的定心偏壓件，所述鐵磁靶標(biāo)包括磁體，所述控制電路還包括操作上設(shè)置為選擇電磁體的極性，以抵抗所述定心偏壓件以選定方向進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
(17)如第(16)項(xiàng)所述的外科器械，還包括第二電磁體，其定位在滑桿的與第一電磁體相對(duì)的一側(cè)，所述控制電路操作上設(shè)置為以所需關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)方向激勵(lì)選定的電磁體。
(18)一種外科器械，其包括端部執(zhí)行器；細(xì)長(zhǎng)軸，其與端部執(zhí)行器連接并具有限定了與縱向軸線對(duì)準(zhǔn)的橫槽的框架；關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭，其將端部執(zhí)行器以可樞轉(zhuǎn)的方式連接到所述細(xì)長(zhǎng)軸的遠(yuǎn)端；滑桿，其位于所述橫槽中并具有與端部執(zhí)行器的近側(cè)凸出表面接合的遠(yuǎn)端；右側(cè)和左側(cè)致動(dòng)器，它們?cè)跈M槽中位于滑桿的相應(yīng)側(cè)；手柄部分，其與所述細(xì)長(zhǎng)軸在近端連接；以及關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器，其包括有差別的縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，所述有差別的縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件使右側(cè)和左側(cè)致動(dòng)器差別定位，由此使滑桿橫向移位。
(19)如第(18)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述左和右致動(dòng)器包括撓曲構(gòu)件。
(20)如第(18)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述滑桿還包括橫向凸出表面，所述左和右致動(dòng)器還包括定位成與滑桿有差別地接觸的相對(duì)的凸出構(gòu)件。
通過(guò)下面的附圖和對(duì)附圖的說(shuō)明將清楚地了解本發(fā)明的這些和其它目的及優(yōu)點(diǎn)。


包括在該說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成該說(shuō)明書(shū)的一部分的附示出本發(fā)明的實(shí)施例，并且與上述本發(fā)明的概述以及下述實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
圖1是外科縫合和切割器械的從前側(cè)上部看的透視圖，示出了打開(kāi)的端部執(zhí)行器或說(shuō)釘施加組件，其中除去了釘倉(cāng)。
圖2是圖1的外科縫合和切割器械的從前側(cè)上部看的透視圖，其中關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由流體致動(dòng)控制器致動(dòng)。
圖3是圖1的外科縫合和切割器械的細(xì)長(zhǎng)軸和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解透視圖。
圖4是圖1的外科縫合和切割器械的執(zhí)行部分的遠(yuǎn)側(cè)部分的分解透視圖，包括釘施加組件和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
圖5是圖1和圖4中的釘施加組件的從前側(cè)上部看的透視圖，其中釘倉(cāng)的側(cè)半部被除去以暴露由擊發(fā)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的元件。
圖6是圖1的外科器械的執(zhí)行部分的從前側(cè)看的透視圖，其中除去了雙樞軸閉合套管組件和端部執(zhí)行器，暴露出通過(guò)流體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的單樞軸框架底。
圖7是用于圖1的外科器械的替代的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭的詳細(xì)透視圖，示出了雙樞軸閉合套管組件，在近側(cè)位置帶有單樞軸框架底。
圖8是圖7的替代的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭的從底部右側(cè)看的分解透視圖，包括雙樞軸固定壁狗骨型連接件和具有用于橫向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件(T型桿)的軌道的框架底。
圖9是用于圖1的外科器械的另一種替代關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭的從上部左側(cè)看的分解透視圖，包括作為替代的實(shí)心壁支撐板機(jī)構(gòu)，該實(shí)心壁支撐板機(jī)構(gòu)被結(jié)合到下部雙樞軸連接件中用于支撐擊發(fā)桿并包括軌道導(dǎo)引的橫向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件(T型桿)。
圖10是用于圖1的外科器械的作為替代的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)的俯視示意圖，其中除去了閉合套管組件，暴露出用于自動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)鎖定接合和脫離接合的用反向載荷脫開(kāi)的T型桿。
圖11是用于圖1的外科器械的另一種替代關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的俯視示意圖，其中位于T型桿上的彈性偏壓齒條帶有由于來(lái)自端部執(zhí)行器的反向載荷而接合的鎖定零件。
圖12是用于圖1所示外科器械的作為替代的T型桿和具有橫向?qū)蚣目蚣艿住?br> 圖13是用于圖1所示外科器械的又一種作為替代的T型桿和具有橫向?qū)蚣目蚣艿住?br> 圖14是用于圖1的外科器械的作為替代的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的左側(cè)上部看的透視圖，該關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙樞軸框架底組件和單樞軸閉合套管組件。
圖15是作為圖14的替代的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的從左側(cè)底部看的透視圖。
圖16是橫向運(yùn)動(dòng)流體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，其中樞轉(zhuǎn)的齒條和扇形齒輪示出為未進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。
圖17是圖16的流體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿著線17-17截取的主剖視圖。
圖18是橫向運(yùn)動(dòng)流體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，其中樞轉(zhuǎn)的齒條和扇形齒輪示出為進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。
圖19是圖18的流體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿著線19-19截取的主剖視圖。
圖20是由至少一個(gè)縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件使外科器械進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的俯視示意圖，所述縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件將滑桿橫向頂起，該滑桿又使端部執(zhí)行器進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
圖21是圖20的外科器械處于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的俯視示意圖。
圖22是用于圖16或20所示外科器械的作為選擇的旋轉(zhuǎn)連接機(jī)械控制系統(tǒng)的主剖視圖，圖示為未進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，該旋轉(zhuǎn)連接機(jī)械控制系統(tǒng)分別使T型桿或者滑桿橫向平移。
圖23是處于進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖22的可旋轉(zhuǎn)連接機(jī)械控制系統(tǒng)的一種替代的主剖視圖。
圖24是外科器械的俯視示意圖，其具有由一對(duì)撓曲構(gòu)件橫向定位使端部執(zhí)行器進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的滑桿，每個(gè)撓曲構(gòu)件具有可縱向調(diào)節(jié)的近側(cè)端點(diǎn)。
圖25是圖24的外科器械的俯視示意圖，圖示為進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。
圖26是具有電磁橫向關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的外科器械的俯視示意圖。
圖27是處于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖26的外科器械的俯視示意圖。
圖28是具有不對(duì)稱偏壓電磁橫向關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的外科器械的俯視示意圖。
圖29是處于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖28的外科器械的俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式
關(guān)節(jié)軸概述參照附圖，其中在所有附圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同的組成構(gòu)件。圖1示出了一種外科器械，更具體地，在解釋性方案中為外科縫合和切割器械10，其能夠?qū)嵺`本發(fā)明的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。特別地，在圖1中所示的未進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，該外科縫合和切割器械10的大小適于通過(guò)套管針的插管通道插入到患者(未顯示)體內(nèi)的手術(shù)部位，以進(jìn)行外科手術(shù)。一旦執(zhí)行部分12經(jīng)過(guò)插管通道插入，該執(zhí)行部分12的細(xì)長(zhǎng)軸16的遠(yuǎn)側(cè)部分中包含的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)14可通過(guò)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器18遠(yuǎn)距離的進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，如圖2所示。端部執(zhí)行器(在解釋性方案中示為釘施加組件20)從遠(yuǎn)側(cè)與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)14連接。因此，遠(yuǎn)距離地使關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)14進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)由此使釘施加組件20相對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸16的縱向軸線進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。這種帶角度的位姿具有如下優(yōu)點(diǎn)以所需的角度接近組織以進(jìn)行切割和縫合，接近那些否則受其它器官和組織阻擋的組織，和/或允許將內(nèi)窺鏡定位在釘施加組件20的后面并與其對(duì)準(zhǔn)，以確認(rèn)放置。
手柄外科縫合和切割器械10包括與執(zhí)行部分12從近側(cè)連接的手柄部分22，用于向該執(zhí)行部分提供定位、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、閉合和擊發(fā)運(yùn)動(dòng)。該手柄部分22具有手槍式把手24，醫(yī)生朝著該把手24樞轉(zhuǎn)地向近側(cè)拉動(dòng)閉合觸發(fā)器26，導(dǎo)致釘施加組件20的夾緊和閉合。擊發(fā)觸發(fā)器28在所述閉合觸發(fā)器26的外側(cè)，醫(yī)生以樞轉(zhuǎn)的方式拉動(dòng)該擊發(fā)觸發(fā)器28，使夾鉗在釘施加組件20中的組織被縫合和切割。此后，按壓閉合釋放按鈕30釋放夾緊的閉合觸發(fā)器26，并由此釋放被夾鉗的組織的切割和縫合端部。手柄部分22還包括與細(xì)長(zhǎng)軸16一起運(yùn)動(dòng)的連接的旋鈕32，以使軸16和關(guān)節(jié)連接的釘施加組件20圍繞軸16的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。手柄部分22還包括擊發(fā)回縮手柄34，用于在產(chǎn)生束縛時(shí)輔助縮回?fù)舭l(fā)機(jī)構(gòu)(在圖1-2中未顯示)，從而使釘施加組件20此后可以打開(kāi)。
應(yīng)當(dāng)理解，這里使用的術(shù)語(yǔ)“近側(cè)”和“遠(yuǎn)側(cè)”是以握持器械手柄的醫(yī)生為參照。因此，釘施加組件20相對(duì)于更近側(cè)的手柄部分處于遠(yuǎn)側(cè)。還應(yīng)理解，為了方便和清楚起見(jiàn)，這里使用的空間術(shù)語(yǔ)，諸如“垂直”和“水平”均相對(duì)于附圖而言。然而，外科器械可以多種方向和位置使用，這些術(shù)語(yǔ)并不是限制性的和絕對(duì)的。
在如下的未審結(jié)和共有的美國(guó)專利申請(qǐng)中更詳細(xì)地描述了圖1-2中用于外科縫合和切割器械10的示例性多沖程手柄部分22，該申請(qǐng)是Jeffrey S.Swayze等人申請(qǐng)的序列號(hào)為11/052,632的名稱為“MULTI-STROKE MECHANISM WITH AUTOMATIC END OFSTROKE RETRACTION”的美國(guó)專利申請(qǐng)以及Swayze和Shlton IV的序列號(hào)為10/674,026、名稱為“SURGICAL STAPLINGINSTRUCMENT INCORPORATING A MULTISTROKE FIRINGPOSITION INDICATOR AND RETRACTION MECHANISM”的申請(qǐng)，上述兩個(gè)申請(qǐng)公開(kāi)的內(nèi)容在此全部引入作為參考，附加特征和變化在此進(jìn)行描述。雖然多沖程手柄部分22有利地支持在長(zhǎng)距離上高擊發(fā)力的應(yīng)用，但是與本發(fā)明一致的應(yīng)用可以采用單一擊發(fā)沖程，例如在Frederick E.Shelton IV、Michael E.Setser和Brian J.Hemmelgarn的序列號(hào)為10/441,632、名稱為“SURGICAL STAPLING INSTRUMENTHAVING SEPARATE DISTINCT CLOSING AND FIRING SYSTEMS”的未審結(jié)和共有的美國(guó)專利申請(qǐng)中所描述的，該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容在此全部引入作為參考。
執(zhí)行部分(進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的細(xì)長(zhǎng)軸和釘施加組件)在圖3-5中，有利地，執(zhí)行部分12包括在適于內(nèi)窺鏡和腹腔鏡手術(shù)的較小直徑內(nèi)的縱向旋轉(zhuǎn)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，閉合和擊發(fā)的多種致動(dòng)運(yùn)動(dòng)。釘施加組件20(“端部執(zhí)行器”)具有一對(duì)可樞轉(zhuǎn)地相對(duì)的鉗口，圖示為一個(gè)具有可樞轉(zhuǎn)地連接的砧座42的細(xì)長(zhǎng)通道40(圖1-2，4-5)。砧座42相對(duì)于細(xì)長(zhǎng)通道40的閉合和夾鉗通過(guò)用可旋轉(zhuǎn)地連接到手柄部分20的框架組件44(圖3)、甚至用圖2中所示的關(guān)節(jié)連接的釘施加組件20沿縱向支撐該細(xì)長(zhǎng)通道40來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，一個(gè)雙樞軸閉合套管組件46在所述框架組件44的上方沿縱向運(yùn)動(dòng)，以向砧座42施加分別對(duì)應(yīng)于向遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)運(yùn)動(dòng)的閉合和打開(kāi)。
特別參照?qǐng)D3，框架組件44包括一個(gè)單樞軸框架底48，其近端與旋鈕32接合，并且如圖3所示旋鈕32上帶有右側(cè)半殼50。應(yīng)當(dāng)理解，閉合套管組件46的近端、特別是閉合直管52的近端包圍框架底48的近端，進(jìn)一步穿過(guò)手柄部分22內(nèi)部，與使閉合套管組件46縱向平移的閉合構(gòu)件(未顯示)接合。一個(gè)位于閉合直管52近端的圓形凸緣54提供了與所述元件的旋轉(zhuǎn)接合。旋鈕32的接合元件穿過(guò)閉合直管52的近側(cè)部分上的縱向槽56與在框架底48上在近側(cè)定位的孔口58接合?？v向槽56具有足夠的長(zhǎng)度，以允許閉合套管組件46以由旋鈕32為閉合套管組件46和框架底48設(shè)定的各種旋轉(zhuǎn)角度沿縱向平移。
細(xì)長(zhǎng)軸16通過(guò)容納與手柄部分22(未顯示)旋轉(zhuǎn)接合的擊發(fā)桿60來(lái)支持擊發(fā)運(yùn)動(dòng)。擊發(fā)桿60沿著框架底48的縱向中心線進(jìn)入近側(cè)開(kāi)口62。框架底48的遠(yuǎn)側(cè)部分包括一個(gè)沿著其與近側(cè)開(kāi)口62相通的底部的擊發(fā)桿槽64。擊發(fā)桿66在擊發(fā)桿槽64中縱向平移，并包括一個(gè)向上突出的近側(cè)銷68，該近側(cè)銷與擊發(fā)桿60的遠(yuǎn)端70接合。
細(xì)長(zhǎng)軸16通過(guò)具有矩形容器腔72來(lái)支持關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，該容器腔72在旋鈕32的遠(yuǎn)側(cè)部分中描繪為橫向部分。位于矩形容器腔72中的底部分隔室74具有橫向間隔開(kāi)的左和右擋板76、78。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器80在底部分隔室74的上方橫向滑動(dòng)，該關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器的向下的橫向間隔開(kāi)的左和右凸緣82、84位于擋板76、78外側(cè)，每個(gè)凸緣與分別從旋鈕32的每個(gè)半殼向外伸出的左和右按鈕86、88橫向相通。抵抗流體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)94的左和右儲(chǔ)存囊90、92而運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器80的橫向運(yùn)動(dòng)使左和右凸緣82、84分別更靠近或更遠(yuǎn)離左和右擋板76、78，每個(gè)囊90、92分別向遠(yuǎn)側(cè)與左和右流體導(dǎo)管或通道96、98連通，該左和右流體導(dǎo)管或通道96、98又分別與左和右致動(dòng)囊100、102連通。后者(也就是左和右致動(dòng)囊100、102)相對(duì)并橫向樞轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)14的滑桿，圖示為T(mén)型桿104。
框架組件44通過(guò)包括框架底48的頂部和遠(yuǎn)側(cè)帶凹槽的板106來(lái)限制這些流體致動(dòng)，流體通道96、98和致動(dòng)囊100、102位于所述框架底的所述板106上面。T型桿104在致動(dòng)囊100、102之間滑動(dòng)地位于帶凹槽的板106上面。在T型桿104的近側(cè)，一個(gè)凸出的阻擋肋108與其對(duì)準(zhǔn)，用于防止流體通道96、98向內(nèi)膨脹。框架組件44具有一個(gè)圓形的頂部框架蓋(隔離件)110，其在框架底48的上方滑動(dòng)，從而防止流體通道96、98和致動(dòng)囊100、102的垂直膨脹，同時(shí)限制T型桿104的任何垂直運(yùn)動(dòng)。特別地，框架蓋110包括能使其還可提供關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的鎖定構(gòu)件111的零件，下面將作為關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)113的一部分進(jìn)行詳細(xì)描述。
T型桿104的遠(yuǎn)端(“齒條”)112用于使關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)14的關(guān)節(jié)連接的遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件114的指向近側(cè)的扇形齒輪115樞轉(zhuǎn)。關(guān)節(jié)連接的閉合管116包圍關(guān)節(jié)連接的框架構(gòu)件114，并包括一個(gè)與砧座42接合的馬蹄形孔口118。在閉合直管52和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)閉合環(huán)116之間關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)14的上方形成一個(gè)雙樞軸連接，從而允許即使當(dāng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)14進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)也可進(jìn)行縱向閉合運(yùn)動(dòng)。特別地，帶有銷孔122、124的閉合直管52上的頂部和底部向遠(yuǎn)側(cè)伸出的樞軸翼片119、120分別與具有銷孔130、132的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)閉合環(huán)116上相應(yīng)的頂部和底部向近側(cè)伸出的樞軸翼片126、128沿縱向間隔開(kāi)。一個(gè)上部雙樞軸連接件134具有分別與銷孔130、122接合的沿縱向間隔開(kāi)的向上的遠(yuǎn)側(cè)和后部銷136、138，一個(gè)下部雙樞軸連接件140具有分別與銷孔132、124接合的沿縱向間隔開(kāi)的向下伸出的遠(yuǎn)側(cè)和后部銷142、144。
特別參照?qǐng)D4，為了增強(qiáng)可制造性，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)閉合環(huán)116顯示為包括一個(gè)短管146，該短管146與包括向近側(cè)伸出的樞軸翼片126、128連接的關(guān)節(jié)連接卡圈148相連。類似地，閉合直管52由與后部連接卡圈152連接的長(zhǎng)閉合管150組裝而成，所述連接卡圈152包括向遠(yuǎn)側(cè)伸出的樞軸翼片119、120。短閉合管146中的馬蹄形孔口118與略微靠近橫向樞軸銷156的向上伸出的砧座零件154接合，所述樞軸銷156與細(xì)長(zhǎng)通道40中的樞軸槽158接合。
在圖2、6中，在框架底48中形成的豎直的遠(yuǎn)側(cè)銷孔169用于容納框架樞軸銷171，該框架樞軸銷171在遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件114中樞轉(zhuǎn)。
圖4的解釋性方案包括狗骨型連接件160，其近側(cè)銷157被可樞轉(zhuǎn)地連接到框架底48的框架孔161中，并且其近側(cè)銷159與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)框架構(gòu)件114的近側(cè)下表面162剛性連接，從而在各銷之間提供可樞轉(zhuǎn)地支撐。狗骨型連接件160的底部縱向刀槽163導(dǎo)引擊發(fā)桿66的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)部分。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)框架構(gòu)件114還包括一個(gè)用于導(dǎo)引擊發(fā)桿66的遠(yuǎn)側(cè)部分的底部縱槽164。
釘施加器械(端部執(zhí)行器)參照?qǐng)D4-5，擊發(fā)桿66在遠(yuǎn)側(cè)終止于E-形梁165，所述E-形梁165包括上部導(dǎo)銷166，該上部導(dǎo)銷166插入砧座42中的砧座槽168中，以便在形成釘和切割期間檢驗(yàn)并輔助將砧座42保持為閉合狀態(tài)。細(xì)長(zhǎng)通道40和砧座42之間的間隔還可通過(guò)如下方式來(lái)保持，即，E-形梁165具有沿著細(xì)長(zhǎng)通道40的頂面滑動(dòng)的中間銷170，同時(shí)其底腳172由細(xì)長(zhǎng)通道40中的縱向開(kāi)口174導(dǎo)引沿著該細(xì)長(zhǎng)通道40的下表面相對(duì)地滑動(dòng)。位于上部導(dǎo)銷166和中間銷170之間的E形梁164的在遠(yuǎn)側(cè)的切割表面176對(duì)夾鉗的組織進(jìn)行切割，同時(shí)E形梁通過(guò)向遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)楔形滑動(dòng)件180致動(dòng)可拆卸的釘倉(cāng)178，該楔形滑動(dòng)件180引起釘驅(qū)動(dòng)器182向上凸出，以驅(qū)動(dòng)釘184向上脫離釘倉(cāng)體188中的釘孔186，從而抵靠砧座42的釘形成下表面190形成釘。釘倉(cāng)座192從底部包圍釘倉(cāng)178的其它元件，將它們保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩ａ攤}(cāng)座192包括一向后開(kāi)口的槽194，該槽194覆蓋在細(xì)長(zhǎng)通道40中的縱向開(kāi)口174上，從而使中間銷170穿過(guò)釘倉(cāng)座192的內(nèi)部。
釘施加組件20由Frederick E.Shelton IV等共有的于2004年9月30日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0/955,042、名稱為“ARTICULATINGSURGICAL STAPLING INSTRUMENT INCORPORATING ATWO-PIECE E-BEAM FIRING MECHANISM”的美國(guó)未審結(jié)專利申請(qǐng)中有詳細(xì)描述，其公開(kāi)的內(nèi)容在此全部引入作為參考。
關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)在圖3-4和6-8中，有利地包括一個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)113，以將釘施加組件20保持在預(yù)定的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)113減小了左和右致動(dòng)囊100、102上的負(fù)載。特別地，壓縮彈簧202(圖3)在近側(cè)定位于關(guān)節(jié)鎖定構(gòu)件111的近端204和手柄部分22之間，向遠(yuǎn)側(cè)偏壓關(guān)節(jié)鎖定構(gòu)件111。特別參照?qǐng)D4，關(guān)節(jié)鎖定構(gòu)件111遠(yuǎn)端210上的兩個(gè)平行的狹槽206、208分別容納框架底48上的向上伸出的導(dǎo)向肋212、214。導(dǎo)向肋212、214的縱向長(zhǎng)度比平行的狹槽206、208的長(zhǎng)度短，使其具有相對(duì)縱向行程范圍。特別參照?qǐng)D8，由此使遠(yuǎn)側(cè)摩擦表面(示為從關(guān)節(jié)鎖定構(gòu)件111向遠(yuǎn)側(cè)伸出的帶齒的槽216)的可選抵接接合部分與容納在關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)框架構(gòu)件114的頂部近側(cè)凹槽220中的制動(dòng)板218中的相應(yīng)鎖定扇形齒輪217接合。制動(dòng)板218的遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)孔221、222容納從頂部近側(cè)凹槽220向上伸出的遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)銷223、224。
特別參照?qǐng)D6，細(xì)長(zhǎng)軸16示為處于進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的位置，其中閉合套管組件46被從框架組件44周圍除去，而且沒(méi)有細(xì)長(zhǎng)通道40和砧座42。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器80顯示為橫向運(yùn)動(dòng)到左側(cè)，以壓縮右側(cè)近側(cè)儲(chǔ)存囊90，并使遠(yuǎn)側(cè)右側(cè)致動(dòng)囊100膨脹，從而將T型桿104向左側(cè)運(yùn)動(dòng)到所示位置。因此，如圖所示，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器80的橫向運(yùn)動(dòng)使遠(yuǎn)側(cè)框架114圍繞單樞軸框架底48沿順時(shí)針進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。有利地，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器80還自動(dòng)地與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)113接合和脫離接合。特別地，沿著關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器80的近側(cè)上表面的帶齒止動(dòng)表面225容納從關(guān)節(jié)鎖定構(gòu)件111的近端204向下伸出的鎖定銷226。鎖定銷226在帶齒止動(dòng)表面225根部的接合為關(guān)節(jié)鎖定構(gòu)件111提供了足夠的向遠(yuǎn)側(cè)的運(yùn)動(dòng)，將鎖定扇形齒輪217鎖定接合于制動(dòng)板218中。由操作人員造成的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器80向近側(cè)的橫向運(yùn)動(dòng)向近側(cè)推壓鎖定銷226，由此使關(guān)節(jié)鎖定構(gòu)件111與制動(dòng)板218脫離接合。當(dāng)操作人員釋放關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)器80時(shí)，鎖定銷226被壓縮彈簧202推壓到止動(dòng)表面225的相鄰止動(dòng)槽中，以使鎖定機(jī)構(gòu)111鎖定，從而鎖定釘施加組件20。
在圖10中，外科器械2004的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2002的一種替代的鎖定機(jī)構(gòu)2000通常是未鎖定的，并通過(guò)使橫向運(yùn)動(dòng)的T型桿2006由于反向載荷而歪斜來(lái)啟動(dòng)。一個(gè)狹槽2008位于框架底2010中，以容納并導(dǎo)引從T型桿2006向下伸出的肋2012。如果端部執(zhí)行器2016受反向載荷，則一個(gè)與肋2012成直角連接的細(xì)長(zhǎng)縱向部分2014偏斜。例如，當(dāng)端部執(zhí)行器2016受到如箭頭2018所示向右的力，其近側(cè)扇形齒輪2020作用在T型桿2006的齒條2022上，從而施加非垂直的反向驅(qū)動(dòng)力，如箭頭2114所示。因此，細(xì)長(zhǎng)縱向部分2014偏斜，將肋2012旋塞到狹槽2008中。這種旋塞產(chǎn)生了相反的束縛力(如箭頭2026、2028所示)，將T型桿2006鎖定并阻止其繼續(xù)進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)使橫向運(yùn)動(dòng)T型桿2006釋放時(shí)，則解除鎖定。此后，肋2016可輔助導(dǎo)引T型桿2006。
在圖11中，顯示了外科器械2102的又一種關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)2100，其通常是未鎖定的，并通過(guò)由端部執(zhí)行器2106的齒輪齒2104和T型桿2110的齒條齒2108以20度壓力角形成的近側(cè)力向量來(lái)致動(dòng)。當(dāng)端部執(zhí)行器2106受到反向載荷(如非垂直箭頭2112所示)時(shí)，壓力角的縱向向量(如箭頭2114所示)使T型桿2110向近側(cè)運(yùn)動(dòng)。該縱向力向量施加到位于T型桿2110的齒條2120后面的牽引彈簧2118上。當(dāng)彈簧2118隨著T型桿2110向近側(cè)運(yùn)動(dòng)而偏斜時(shí)，從齒條2120向近側(cè)伸出的鎖定齒2126開(kāi)始接合，同時(shí)鎖定元件2122在底部框架2124上向遠(yuǎn)側(cè)橫向地對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)通過(guò)除去端部執(zhí)行器2106的反向載荷并且T型桿2110由于彈簧2118的推壓向遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)使近側(cè)力向量2114減小或消除時(shí)，鎖定齒2126和鎖定構(gòu)件2122脫離接合。
雙樞軸閉合套管和單樞軸框架底的組合參照?qǐng)D3-4和7，有利地，執(zhí)行部分12包括雙樞軸閉合套管組件46，該雙樞軸閉合套管組件46圍繞一個(gè)單樞軸框架底48并在其上方縱向平移。下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述這些機(jī)構(gòu)和它們的操作。特別參照?qǐng)D7，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)14顯示為處于進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，其中閉合套管46向近側(cè)回縮到砧座處于打開(kāi)狀態(tài)。在砧座42的打開(kāi)的情況下，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制器18的致動(dòng)引起關(guān)節(jié)連接的閉合環(huán)116分別圍繞上部和下部雙樞軸閉合連接件134、140的向上的遠(yuǎn)側(cè)銷136和向下的遠(yuǎn)側(cè)銷142樞轉(zhuǎn)?？蚣艿?8圍繞單個(gè)銷(圖示為連接框架底48與遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件114的框架樞軸銷171(圖3))樞轉(zhuǎn)。隨著砧座42的打開(kāi)，框架底48的框架樞軸銷171與閉合套管組件46的上部和下部雙樞軸連接件134、140的最遠(yuǎn)位置對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)砧座42打開(kāi)時(shí)，這樣定位很容易使釘施加組件20進(jìn)行樞轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)。當(dāng)閉合套管組件46向遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)來(lái)樞轉(zhuǎn)閉合砧座42時(shí)，閉合直管52圍繞框架底48向遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)，并且關(guān)節(jié)連接的閉合環(huán)116由于樞軸連接件134、140的促動(dòng)沿著關(guān)節(jié)連接的遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件114的軸向遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)所述裝置進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)(未顯示)，隨著它們向著遠(yuǎn)側(cè)閉合位置的致動(dòng)，連接件134、140上的雙樞軸銷136、138以及142、144有利于與閉合直管52和關(guān)節(jié)連接的閉合環(huán)116的接合。在遠(yuǎn)側(cè)閉合位置，框架樞軸銷171在進(jìn)行完全關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)與近側(cè)樞軸銷138、144垂直對(duì)準(zhǔn)，或者當(dāng)有效運(yùn)行時(shí)落在遠(yuǎn)側(cè)銷136、142和近側(cè)銷138、144之間的任一點(diǎn)上。
實(shí)心擊發(fā)桿支撐件在圖8中，圖7中的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)14被局部分解并從底部圖示，顯示圖4中的實(shí)心壁擊發(fā)桿支撐設(shè)計(jì)(狗骨型連接件160)，其提供了傳統(tǒng)彈性支撐板所不具備的優(yōu)點(diǎn)。支撐板用于間隙的橋接，并通過(guò)單框架底樞軸關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭1801導(dǎo)引并支撐擊發(fā)桿66。彈性擊發(fā)桿支撐件是已知的，但是采用實(shí)心壁擊發(fā)桿支撐件(例如圖4、8、9中顯示的那些)提供了獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。下面參見(jiàn)圖8，框架底48包括一個(gè)沿著框架底48的底部延伸的框架刀槽1802，和一個(gè)沿著進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件114的底部延伸用于將擊發(fā)桿66(未顯示)滑動(dòng)容納于其中的遠(yuǎn)側(cè)刀槽164。如上所述的框架底48還包括一個(gè)在框架樞軸銷171處與遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件114的直接單樞軸連接?？尚D(zhuǎn)地連接于近側(cè)銷端部157并可動(dòng)地連接在遠(yuǎn)側(cè)銷端部159上的固定壁狗骨型連接件160包括左和右橫向?qū)蚣?818、1820，在這兩個(gè)導(dǎo)向件之間限定了一個(gè)導(dǎo)槽1822，作為擊發(fā)桿66的滑動(dòng)通道(圖4)。
因此，為了橋接框架底48和遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件114之間的間隔，將固定壁樞軸狗骨型連接件160可樞轉(zhuǎn)地連接到框架底48，并與框架構(gòu)件114滑動(dòng)連接。樞轉(zhuǎn)的狗骨型連接件160的近側(cè)銷157可樞轉(zhuǎn)地容納于框架底48的孔1824中，使樞轉(zhuǎn)的狗骨型連接件160能夠圍繞孔1824樞轉(zhuǎn)。遠(yuǎn)側(cè)銷159從樞軸狗骨型連接件160向上伸出，并滑動(dòng)容納于遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件114中的狹槽1826中。釘施加組件20與縱向軸線成例如45度角的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)使樞轉(zhuǎn)狗骨型連接件116以其近側(cè)銷157為軸在孔1824中樞轉(zhuǎn)，并且遠(yuǎn)側(cè)銷157滑進(jìn)在遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件114中形成的狹槽1826中，使擊發(fā)桿66彎曲成兩個(gè)分開(kāi)的角，它們的角度是釘施加組件20的角度的一半。與以前參照的將擊發(fā)桿66彎曲成45度角的彈性支撐板不同，固定壁樞轉(zhuǎn)狗骨型連接件160將擊發(fā)桿66彎曲成兩個(gè)分開(kāi)的角，例如每個(gè)22.5度。將一個(gè)或多個(gè)彈性擊發(fā)桿66彎曲成所述角度的一半可以在擊發(fā)桿66中將彎曲應(yīng)力減小到傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)支撐件中的一半。擊發(fā)桿66中的彎曲應(yīng)力的減小降低了擊發(fā)桿中的永久彎曲或設(shè)置預(yù)定量(placing a set)的可能性，降低了擊發(fā)阻塞的可能性，確保了較小的擊發(fā)桿回縮力，并為擊發(fā)系統(tǒng)提供了更平穩(wěn)的運(yùn)行。
在圖9中，外科器械1900包括雙閉合樞軸。單框架樞軸關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭1902給出了一種作為替代的實(shí)心壁支撐板機(jī)構(gòu)1904，其可替代圖8中的下部雙樞軸連接件140和狗骨型連接件1812。左和右擊發(fā)桿支撐件1906、1908從閉合套管組件1912的下部雙樞軸連接件1904向上伸出。在框架底1916中提供間隙1914，當(dāng)閉合套管組件1912向遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)閉合砧座42(在圖9中未顯示)以及向近側(cè)運(yùn)動(dòng)打開(kāi)砧座42時(shí)，使擊發(fā)桿1906、1908能夠在該間隙中運(yùn)動(dòng)。與上述的樞轉(zhuǎn)狗骨型連接件160類似，作為替代的下部雙樞軸連接件1910也可彎曲并支撐擊發(fā)桿66(在圖9中未顯示)，從而形成兩個(gè)分開(kāi)的彎曲角，其中的每個(gè)達(dá)到釘施加組件20的彎曲角的一半。
橫向構(gòu)件導(dǎo)向機(jī)構(gòu)繼續(xù)參照?qǐng)D9，框架底1916上的左和右向上凸緣1918、1920包括遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)橫向銷導(dǎo)向件1921、1923，它們橫向穿過(guò)T型桿1926中的通孔1923、1924，從而輔助將關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1928中的束縛降到最低。作為另一個(gè)例子，在圖7中，有利地，T型桿104包括一個(gè)燕尾狀橫向?qū)蚣?930，其可在T型桿104中形成的燕尾狀通道1932中橫向滑動(dòng)。作為另一個(gè)例子，在圖12中，一個(gè)從框架底1936上的凸出的肋1934容納于在T型桿1940中形成的矩形狹槽1938中。為了進(jìn)一步有利于無(wú)束縛的橫向平移，每個(gè)遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)橫向支撐軌道都包括多個(gè)滾珠1946、1948。作為又一個(gè)例子，在圖13中，與T型桿1964中的T型桿橫向溝槽1958-1962相對(duì)應(yīng)，在框架底1956中形成多個(gè)框架橫向溝槽1950-1954?；瑒?dòng)滾柱1966-1970被捕獲停留在每對(duì)橫向溝槽1950/1958、1952/1960、1954/1962中。這些決不意味著對(duì)防止T型桿1940不期望的傾斜或旋轉(zhuǎn)的橫向?qū)驑?gòu)件的窮盡列舉。
雙樞軸框架底和單樞軸閉合件的組合在圖14-15中，外科器械2202包括一種替代的框架底和閉合機(jī)構(gòu)2200，該框架底和閉合機(jī)構(gòu)2200包括雙樞軸框架組件2204。特別地，框架底2206通過(guò)雙樞軸框架狗骨型件2210與遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件2208連接，所述雙樞軸框架狗骨型件2210具有一個(gè)與框架底2206中的近側(cè)孔2214樞轉(zhuǎn)接合的近側(cè)樞軸銷2212和一個(gè)與遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件2208的遠(yuǎn)側(cè)孔2218接合的遠(yuǎn)側(cè)樞軸銷2216。導(dǎo)向槽2220設(shè)置于狗骨型件2210的下側(cè)，以在其中導(dǎo)引擊發(fā)桿66(在圖14-15中未顯示)。刀槽2222設(shè)置在遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件2208中。如圖所示，閉合套管組件2224的閉合環(huán)2230以四十五(45)度角進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，使遠(yuǎn)側(cè)框架構(gòu)件2208以四十五(45)度角相進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，并使框架狗骨型件2210以該角度的一半進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。因此，擊發(fā)桿66僅受到分開(kāi)的兩個(gè)小的半彎曲，并能獲得上述列舉的優(yōu)點(diǎn)。
最外層閉合套管組件2224的不同之處在于，框架組件2204的雙樞軸設(shè)計(jì)中僅有一個(gè)樞軸適于縱向閉合運(yùn)動(dòng)。如圖所示，閉合管軸2226在其遠(yuǎn)端具有一個(gè)叉形頭(clevis)2228。叉形頭2228與閉合環(huán)2230可樞轉(zhuǎn)地接合。閉合環(huán)2230在其近端形成有近側(cè)齒輪2232，并且銷2234穿過(guò)近側(cè)齒輪2232并與叉形頭2228的上柄腳2236樞轉(zhuǎn)接合。下臂2238通過(guò)定位銷2241與叉形頭2228的下柄腳2240可樞轉(zhuǎn)地接合。叉形頭2228中的孔2242容納橫向?qū)тN2243，并且T型桿2244可滑動(dòng)地連接于其中，以接合閉合環(huán)2230的近側(cè)齒輪2232。因此，這種替代機(jī)構(gòu)2200使用與前面描述的機(jī)構(gòu)相反的單/雙樞軸替代構(gòu)想。也就是說(shuō)，這種作為替代的閉合機(jī)構(gòu)2200具有單樞軸，而作為替代的框架底具有雙樞軸，這與前面描述的具有單樞軸框架底的雙樞軸閉合機(jī)構(gòu)不同。
橫向運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在圖16-19中示意性地描繪出了橫向運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)230，顯示出用于執(zhí)行端部執(zhí)行器232的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的橫向運(yùn)動(dòng)。橫向運(yùn)動(dòng)是至少一個(gè)元件向著或離開(kāi)外科裝置234的縱向軸線的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)一般與縱向軸線(該縱向軸線是將機(jī)構(gòu)230二等分的水平線)成直角，并不涉及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者縱向運(yùn)動(dòng)。橫向運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以如圖16-19所示地流體致動(dòng)，也可以如圖20-23所示地機(jī)械致動(dòng)。
橫向運(yùn)動(dòng)流體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在圖16-19中示意性地顯示了橫向運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)230，其包括流體控制系統(tǒng)235，該流體控制系統(tǒng)235具有流體填充的平行的左和右流體囊236、238，所述流體囊236、238在其間縱向延伸，通過(guò)流體242的運(yùn)動(dòng)使橫向構(gòu)件或者T型桿240橫向運(yùn)動(dòng)。所有方向均以縱向軸線為參照。參見(jiàn)沒(méi)有進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的圖16、17，位于遠(yuǎn)側(cè)的端部執(zhí)行器232圍繞銷244樞轉(zhuǎn)，并在其近端具有扇形齒輪246。樞軸銷244與框架(未顯示)連接。位于T型桿240遠(yuǎn)端的齒條248可操作地與扇形齒輪246接合。T型桿240和齒條248可沿著軸線A-A橫向運(yùn)動(dòng)。長(zhǎng)的左和右流體囊236、238的每個(gè)遠(yuǎn)側(cè)部分位于可橫向運(yùn)動(dòng)的T型桿240的側(cè)部，并在橫向上被限制于閉合套管250中，在垂直方向上由下面的框架252和上面的定位片254限制。特別地，左側(cè)致動(dòng)流體囊236具有左側(cè)遠(yuǎn)側(cè)致動(dòng)囊256、左側(cè)流體通道258以及左側(cè)近側(cè)儲(chǔ)存囊260。右側(cè)流體囊238具有右側(cè)遠(yuǎn)側(cè)致動(dòng)囊262、右側(cè)流體通道264以及右側(cè)近側(cè)儲(chǔ)存囊266。固定的分隔器270從框架252伸出并隔開(kāi)囊260、266以及流體通道258、264。固定分隔器270和閉合套管250限制該流體通道258、264，防止在囊236、238的流體通道258、264部分的膨脹?？蓹M向運(yùn)動(dòng)的“C”形壓縮構(gòu)件272包括于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)273中，用于壓縮近側(cè)儲(chǔ)存囊260、266中的一個(gè)，并用于端部執(zhí)行器232的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。另外，也可采用其它元件，諸如穿過(guò)框架252中的擊發(fā)桿槽276的擊發(fā)桿274(圖17、19)。
如圖18、19中所示，C形壓縮構(gòu)件272向左側(cè)的橫向運(yùn)動(dòng)壓迫右側(cè)近側(cè)儲(chǔ)存囊266，迫使流體242進(jìn)入右側(cè)流體通道264和右側(cè)遠(yuǎn)側(cè)致動(dòng)囊262中。隨著右側(cè)遠(yuǎn)側(cè)致動(dòng)囊262使T型桿240橫向運(yùn)動(dòng)到左側(cè)，左側(cè)遠(yuǎn)側(cè)致動(dòng)囊256被壓縮，端部執(zhí)行器232被致動(dòng)到右側(cè)(從圖示的頂部順時(shí)針?lè)较蛴^察)。左側(cè)遠(yuǎn)側(cè)致動(dòng)囊256的壓縮引起流體242經(jīng)過(guò)左側(cè)固定流體通道258向近側(cè)流動(dòng)，并進(jìn)入左側(cè)近側(cè)儲(chǔ)存囊260中。具體地，與C形壓縮構(gòu)件272相連的右側(cè)壁280向左側(cè)運(yùn)動(dòng)，引起右側(cè)近側(cè)儲(chǔ)存囊266的壓縮。當(dāng)流體流進(jìn)膨脹的左側(cè)近側(cè)儲(chǔ)存囊260時(shí)，與C形壓縮構(gòu)件272相連的左側(cè)壁278的相應(yīng)的左向運(yùn)動(dòng)為來(lái)自受壓縮的左側(cè)制動(dòng)器囊256的流體提供了空間。
該用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)230的流體控制系統(tǒng)235提供了至少多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，致動(dòng)囊256、262靠近關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭或者機(jī)構(gòu)230的定向允許在外科裝置234中使用長(zhǎng)的囊236、238和更長(zhǎng)的T型桿240。作為流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)流體控制系統(tǒng)235的輸出力的增加。第一種，對(duì)于在T型桿240上的固定流體面積，可增大作用在固定面積上的流體壓力。第二種，對(duì)于固定的流體壓力，可增加T型桿240上的流體接觸面積。第一種方法使設(shè)計(jì)更緊湊，系統(tǒng)壓力更高。第二種方法導(dǎo)致設(shè)計(jì)更大，系統(tǒng)壓力更小。為了降低成本，簡(jiǎn)化設(shè)置，降低系統(tǒng)應(yīng)力，并減小囊破裂的風(fēng)險(xiǎn)，示例性方案示出了長(zhǎng)的遠(yuǎn)側(cè)致動(dòng)囊256、262，它們處于外科裝置234中靠近關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)230的有利位置。正是囊256、262的這種設(shè)置使囊256、262可以很長(zhǎng)，而且對(duì)較低的輸入壓力而言，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的輸出力可以很高。
因此，可以簡(jiǎn)單地通過(guò)增加T型桿240上的遠(yuǎn)側(cè)致動(dòng)囊(球囊)256、262的壓力接觸面積來(lái)增大關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)230的輸出力(對(duì)相同的輸入壓力而言)。壓力接觸面積的增大受到高度和長(zhǎng)度的限制。由于傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡外科器械的直徑是用于穿過(guò)注入口的固定直徑，這限制了高度的變化。壓力接觸面積的長(zhǎng)度變化具有最大效果，并使裝置的橫向輸出力可(通過(guò)改變長(zhǎng)度)有利地調(diào)節(jié)，以符合系統(tǒng)對(duì)各種輸出力的需求。
在橫向運(yùn)動(dòng)裝置中使用的流體既可以是可壓縮的，也可以是不可壓縮的。如這里所指，術(shù)語(yǔ)“流體”包括液體、氣體、凝膠、微粒和能夠在壓力梯度之間流動(dòng)的任何其它材料。雖然可使用任何流體，特別優(yōu)選滅菌溶液，諸如鹽水、礦物油或者硅氧烷。
橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)械關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)盡管上面描述了用流體機(jī)構(gòu)引起橫向運(yùn)動(dòng)和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，機(jī)械機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)與流體囊236、238產(chǎn)生的橫向運(yùn)動(dòng)相同的橫向運(yùn)動(dòng)。在圖20-21中，作為替代的橫向運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)300采用機(jī)械控制系統(tǒng)(具體地說(shuō)是縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件)為外科器械301施加橫向運(yùn)動(dòng)和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。在示例性方案中，特別參考圖20，橫向運(yùn)動(dòng)滑桿302具有至少一對(duì)傾斜的左和右凸出表面304、306，它們從滑桿302向細(xì)長(zhǎng)縱軸308的相對(duì)側(cè)橫向伸出。在示例性方案中，還可包括另一對(duì)近側(cè)左和右傾斜凸出表面310、312。右側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)連接件314包括對(duì)應(yīng)的方向向內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)反向傾斜表面316、318，該遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)反向傾斜表面316、318與遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)的右側(cè)凸出表面306、312對(duì)準(zhǔn)并滑動(dòng)接合，從而使運(yùn)動(dòng)連接件312的遠(yuǎn)側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)引起滑桿302的左向橫向運(yùn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解，這種傾斜接觸可顛倒，從而使遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)引起向右運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)當(dāng)理解，在滑桿302上可包括彈性偏壓件(未顯示)，以用于促動(dòng)滑桿302向右與右側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)連接件314接合，從而使右側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)連接件314的反向近側(cè)運(yùn)動(dòng)允許滑桿302的向左運(yùn)動(dòng)。作為替代，在示例性方案中，左側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)連接件320包括相應(yīng)的方向向內(nèi)的遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)反向傾斜表面322、324，該遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)反向傾斜表面322、324與遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)的右側(cè)凸出表面304、310對(duì)準(zhǔn)并滑動(dòng)接合，凸出表面304、310向遠(yuǎn)側(cè)傾斜，反向傾斜表面322、324向近側(cè)傾斜，從而使左側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)連接件320的遠(yuǎn)側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)引起滑桿302的向右橫向運(yùn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解，這種傾斜接觸可顛倒，使遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)引起向左運(yùn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解，右側(cè)和左側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)連接件314、320和滑桿302支撐于細(xì)長(zhǎng)軸308中，這允許縱向運(yùn)動(dòng)連接件314、320的這種縱向運(yùn)動(dòng)和滑桿302的橫向運(yùn)動(dòng)。
圖示為窩球(socket ball)328的滑桿302的遠(yuǎn)端容納于V形凸輪槽330中，該V形凸輪槽330向近側(cè)設(shè)置并靠近側(cè)部執(zhí)行器334的樞軸銷332。因此，在圖21中，右側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)連接件314的近側(cè)運(yùn)動(dòng)和左側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)連接件320的遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)引起滑桿302的向右運(yùn)動(dòng)以及窩球328的相應(yīng)的向右運(yùn)動(dòng)。這樣V形凸輪槽330被向右驅(qū)動(dòng)，其最遠(yuǎn)端336向左樞轉(zhuǎn)。作為替代，滑桿302的橫向運(yùn)動(dòng)可通過(guò)參見(jiàn)圖16-19描述的齒條和扇形齒輪轉(zhuǎn)化成端部執(zhí)行器334的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。因此，采用縱向運(yùn)動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)可用于為外科器械301提供橫向關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
可旋轉(zhuǎn)連接件在圖22和23中，又一種作為替代的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)400采用可旋轉(zhuǎn)連接件402使圖示為橫向運(yùn)動(dòng)滑桿404的橫向構(gòu)件運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致外科器械406進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。該橫向運(yùn)動(dòng)滑桿404可操作地在端部執(zhí)行器(未顯示)的近端與上面圖16和20中所示的旋轉(zhuǎn)齒輪或者凸輪槽接合?？尚D(zhuǎn)連接件402可定位在滑桿404的下面，并具有至少一個(gè)臂408，所述臂408從該可旋轉(zhuǎn)連接件402的縱向軸線橫向地可旋轉(zhuǎn)地伸出，以便接合到滑桿404中的插槽410內(nèi)?；瑮U404在頂部定位片412和底部框架414之間受到垂直限制，該底部框架414具有容納可旋轉(zhuǎn)連接件402并適于臂408旋轉(zhuǎn)的縱向溝槽416。定位片412和框架414由管狀套管418包圍?？尚D(zhuǎn)連接件402的旋轉(zhuǎn)使臂408沿著弧形運(yùn)動(dòng)，由此使滑桿404沿著旋轉(zhuǎn)方向橫向運(yùn)動(dòng)。
具有相對(duì)撓曲的彈性構(gòu)件的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在圖24中，外科器械500具有沿著細(xì)長(zhǎng)軸504的縱向軸線對(duì)準(zhǔn)的滑動(dòng)構(gòu)件502，并允許該滑動(dòng)構(gòu)件502在左側(cè)撓曲構(gòu)件506和右側(cè)撓曲構(gòu)件508之間橫向運(yùn)動(dòng)且在垂直方向上由框架和定位片(未顯示)限制。每個(gè)撓曲構(gòu)件506、508分別具有固定的遠(yuǎn)側(cè)固定件510、512，和縱向平移近側(cè)連接件514、516。每個(gè)左和右彈性構(gòu)件518、520沿相反的方向抵靠滑桿502向內(nèi)彎成弓形，并且橫向彎入量與它們各自的近側(cè)連接件514、516的遠(yuǎn)側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)相關(guān)。在圖24中顯示的未進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，近側(cè)連接件514、516在位置上沒(méi)有差別，因此滑動(dòng)構(gòu)件502的向遠(yuǎn)側(cè)伸出的末端522定位在V形凸輪槽524的中央，該V形凸輪槽524相對(duì)于端部執(zhí)行器528的樞軸銷526向近側(cè)開(kāi)放。在圖25中，左側(cè)的近側(cè)連接件514已經(jīng)向遠(yuǎn)側(cè)行進(jìn)并且右側(cè)的近側(cè)連接件已516已經(jīng)向近側(cè)回縮，因而引起滑桿502橫向平移到右側(cè)，從而導(dǎo)致向遠(yuǎn)側(cè)伸出的末端522抵靠V形凸輪槽524的右側(cè)部分進(jìn)行凸輪運(yùn)動(dòng)，結(jié)果端部執(zhí)行器528圍繞樞軸銷526向左進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。電磁橫向關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)在圖26中，外科器械600具有在遠(yuǎn)側(cè)連接的端部執(zhí)行器602，其選擇性地通過(guò)滑桿608的橫向運(yùn)動(dòng)圍繞其樞軸銷604相對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸606沿弧形進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。特別地，滑桿608的遠(yuǎn)側(cè)球610與V形凸輪槽612接合，該V形凸輪槽612在靠近樞軸銷604處敞開(kāi)?；瑮U608在細(xì)長(zhǎng)軸606中沿垂直方向由框架和定位片(未顯示)限制。向內(nèi)定向的位于滑桿608的相對(duì)橫向側(cè)上的左和右壓縮彈簧614、616靠近細(xì)長(zhǎng)軸606的遠(yuǎn)端618。這些彈簧614、616在滑桿608上提供了定心偏壓，并由此在端部執(zhí)行器602上提供了定心偏壓。位于滑桿608的相對(duì)側(cè)上的左和右電磁體620、622可選擇性地被激勵(lì)，以便吸引與滑桿608成一體或者固定于其上的含鐵靶標(biāo)(ferrous target)624，從而選擇性地使滑桿608橫向移位并使端部執(zhí)行器602進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，如圖27中所示。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖示了縱向?qū)?zhǔn)的線圈，但是應(yīng)當(dāng)理解，可對(duì)準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)電磁體來(lái)產(chǎn)生與滑桿608垂直的磁場(chǎng)，例如多個(gè)沿著滑桿608的縱向長(zhǎng)度對(duì)準(zhǔn)的線圈(未顯示)，并且每個(gè)線圈的縱向軸線與滑桿608的橫向運(yùn)動(dòng)軸線對(duì)準(zhǔn)。
不對(duì)稱橫向關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)在圖28中，外科器械700具有在遠(yuǎn)側(cè)連接的端部執(zhí)行器702，其選擇性地通過(guò)滑桿708的橫向運(yùn)動(dòng)圍繞其樞軸銷704相對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸706沿弧形進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。特別地，滑桿708的遠(yuǎn)側(cè)齒條710與扇形齒輪712接合，該扇形齒輪712位于樞軸銷704近側(cè)?；瑮U708在細(xì)長(zhǎng)軸706中沿垂直方向由框架和定位片(未顯示)限制。向內(nèi)定向的位于滑桿708的相對(duì)橫向側(cè)上的左和右壓縮彈簧714、716靠近細(xì)長(zhǎng)軸706的遠(yuǎn)端718。這些彈簧714、716提供了在滑桿708上的不對(duì)稱定心偏壓并因此提供了在端部執(zhí)行器702上的不對(duì)稱定心偏壓。因此位于滑桿708的相對(duì)側(cè)的左側(cè)未致動(dòng)空間720和右側(cè)電磁體722可選擇性地形成有可選的左向不對(duì)稱偏壓，通過(guò)吸引與滑桿708成一體或者固定于其上的含鐵靶標(biāo)724，從而選擇性地使滑桿708橫向移位并使端部執(zhí)行器702進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，如圖29所示。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，圖示了縱向?qū)?zhǔn)的線圈，但是應(yīng)當(dāng)理解，可對(duì)準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)電磁體來(lái)產(chǎn)生與滑桿708垂直的磁場(chǎng)，例如多個(gè)沿著滑桿708的縱向長(zhǎng)度對(duì)準(zhǔn)的線圈(未顯示)，并且每個(gè)線圈的縱向軸線與滑桿708的橫向運(yùn)動(dòng)軸線對(duì)準(zhǔn)。
除彈簧714的向右偏壓之外或者作為替代，滑桿708可包括多個(gè)磁體(例如永久磁體、電磁體)732，這樣通過(guò)使右側(cè)電磁體722的極性相反，使滑桿708可選擇性地被吸引或者排斥。因此，當(dāng)電磁體722去激勵(lì)時(shí)，定心的彈簧714、716可實(shí)現(xiàn)對(duì)立平衡，從而伸直端部執(zhí)行器702。
作為替代，應(yīng)當(dāng)理解，在滑桿中放置永磁體，并且在每個(gè)橫向側(cè)排列永磁體來(lái)排斥滑桿中的磁體，這樣可有利地采用一個(gè)或多個(gè)電磁體來(lái)克服定心偏壓而使滑桿定心。
還應(yīng)理解，不對(duì)稱致動(dòng)可包括如這里描述的在滑桿一側(cè)上的流體輸送、機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)、撓曲構(gòu)件等，并且在另一側(cè)上具有來(lái)自于壓縮彈簧和/或永久磁體的相對(duì)的偏壓。而且，這些實(shí)施方式還可包括鎖定機(jī)構(gòu)。
作為又一種選擇，與上述實(shí)時(shí)方式類似的，例如具有從端部執(zhí)行器702向近側(cè)伸出的弧形的扇形齒輪734(其被垂直間隔開(kāi)以避免與滑桿708相互干擾)可以將端部執(zhí)行器702相對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸706成角度地鎖定。在關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)期間從細(xì)長(zhǎng)軸706向遠(yuǎn)側(cè)伸出的鎖定桿736可稍微放到近側(cè)，以與弧形的扇形齒輪734(圖28)脫離接合，然后稍微向遠(yuǎn)側(cè)運(yùn)動(dòng)而接合(圖29)，以所需的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度鎖定。
通過(guò)對(duì)多個(gè)實(shí)施例的描述對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了解釋，這些示例性的實(shí)施例描述得非常詳細(xì)，但申請(qǐng)人并不是想將所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍限制或以任何方式限定得如此詳細(xì)。其它優(yōu)點(diǎn)和變化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種外科器械，其包括端部執(zhí)行器，其包括近側(cè)凸出表面；細(xì)長(zhǎng)軸，其包括限定了與縱向軸線對(duì)準(zhǔn)的橫槽的框架；關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭，其將端部執(zhí)行器以可樞轉(zhuǎn)的方式連接到所述細(xì)長(zhǎng)軸的遠(yuǎn)端；滑桿，其位于所述橫槽中并具有與端部執(zhí)行器的近側(cè)凸出表面接合的遠(yuǎn)端；第一致動(dòng)器，其定位在所述橫槽中所述滑桿的選定橫向側(cè)；以及手柄部分，其連接到所述細(xì)長(zhǎng)軸的近端，并在操作上構(gòu)造為有差別地控制第一致動(dòng)器，以使滑桿橫向運(yùn)動(dòng)，由此樞轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接頭和端部執(zhí)行器。
2.如權(quán)利要求1所述的外科器械，其中，所述第一致動(dòng)器包括第一縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，其鄰近定位在滑桿的一個(gè)橫向運(yùn)動(dòng)平面中，并包括多個(gè)指向內(nèi)的橫向凸出表面，所述滑桿包括對(duì)應(yīng)的多個(gè)指向外的橫向凸出表面，其中所述滑桿以遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)中選定的一個(gè)運(yùn)動(dòng)能導(dǎo)致滑桿沿橫向運(yùn)動(dòng)離開(kāi)，其中第一縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件沿著相反方向的運(yùn)動(dòng)允許所述滑桿向著第一縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的外科器械，其中，所述左和右致動(dòng)器中的另一個(gè)包括第二縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，其鄰近定位在滑桿的與第一縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件相對(duì)的橫向運(yùn)動(dòng)平面中，并包括多個(gè)指向內(nèi)的橫向凸出表面，所述滑桿包括對(duì)應(yīng)的多個(gè)指向外的橫向凸出表面，其中第二縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件以遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)縱向運(yùn)動(dòng)中選定的一個(gè)運(yùn)動(dòng)能導(dǎo)致滑桿沿橫向運(yùn)動(dòng)離開(kāi)，其中第二縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件沿著相反方向的運(yùn)動(dòng)允許所述滑桿向著第二縱向運(yùn)動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的外科器械，還包括旋轉(zhuǎn)控制構(gòu)件，該旋轉(zhuǎn)控制構(gòu)件與所述滑桿平行對(duì)準(zhǔn)并與其沿徑向連接，并且該旋轉(zhuǎn)控制構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)使所述滑桿橫向平移。
全文摘要
一種特別適于以內(nèi)窺方式使用的外科器械，通過(guò)包括位于軸的近側(cè)部分中的橫向滑動(dòng)構(gòu)件使端部執(zhí)行器進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，所述軸將端部執(zhí)行器樞轉(zhuǎn)到所選的一側(cè)。通過(guò)在橫向滑動(dòng)構(gòu)件和軸的框架之間包括導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，有差別的相反致動(dòng)力(例如液壓的、流體的、機(jī)械的致動(dòng)力)作用于該橫向滑動(dòng)構(gòu)件而不會(huì)發(fā)生束縛。
文檔編號(hào)A61B1/005GK1903138SQ200610106298
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者肯尼思·S·威爾士 申請(qǐng)人:伊西康內(nèi)外科公司