專利名稱:電動(dòng)外科器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)外科器械。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)利用外科縫合器來同時(shí)在組織中形成縱向 切口和在該切口相對(duì)側(cè)上施加縫合線。這種器械通常包括一對(duì)相互 配合的鉗口構(gòu)件，該鉗口構(gòu)件在器械被用于內(nèi)窺鏡或者腹腔鏡應(yīng)用 時(shí)能夠通過套管通道。鉗口構(gòu)件中的一個(gè)能夠容納具有至少兩個(gè)側(cè) 向間隔開的縫釘排的釘倉。另一個(gè)鉗口構(gòu)件限定砧座，砧座具有與 釘倉中的縫釘排對(duì)準(zhǔn)的縫釘成形凹窩。這種器械通常包括多個(gè)往復(fù) 楔形件，當(dāng)被向遠(yuǎn)側(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí)，往復(fù)楔形件通過釘倉中的開口并與支 撐縫釘?shù)尿?qū)動(dòng)器接合以實(shí)現(xiàn)朝向砧座擊發(fā)縫釘。
適用于內(nèi)窺鏡應(yīng)用的外科縫合器的 一 個(gè)例子在題為"Surgical stapling instrument having separate distinct closing and firing systems"、 公開號(hào)為No.2004/0232196A1的公開美國專利申請(qǐng)中有所描述，該 申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。使用時(shí)，醫(yī)生能夠在擊發(fā)之前 將縫合器的鉗口構(gòu)件閉合在組織上來定位組織。 一 旦醫(yī)生已經(jīng)確定 鉗口構(gòu)件適當(dāng)?shù)刈ト〗M織了 ，醫(yī)生就能夠擊發(fā)外科縫合器，由此切 割并縫合組織。這種同時(shí)的切割和縫合避免了當(dāng)利用僅分別用于切
電動(dòng)機(jī)供能的外科切割和緊固器械(其中電動(dòng)機(jī)為切割器械供 能)在現(xiàn)有技術(shù)中也是已知的，例如在題為"Motor-driven surgical cutting and fastening instrument with tactile position feedback"、 公開 號(hào)為No.2007/0175962A1的公開美國專利申請(qǐng)中有所描述，該專利 申請(qǐng)通過引用結(jié)合在此。在該參考文獻(xiàn)中，手柄中的電池用來為電
4動(dòng)才幾供電。
發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)總的方面，本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種電動(dòng)外科器械。 該器械可以是內(nèi)窺鏡器械，例如線性內(nèi)切割器或圓形切割器，或者 腹腔鏡器械。該器械可以由用于緊固夾緊在端部執(zhí)行器中的組織的
縫4丁和/或RF電極構(gòu)成。
本文公開的多種實(shí)施方式與無線電動(dòng)機(jī)供能的器械有關(guān)。在一 種實(shí)施方式中，器械包括獨(dú)立于電池的電荷存儲(chǔ)裝置，其在需要時(shí) 為電動(dòng)機(jī)提供額外的功率。電荷存儲(chǔ)裝置最初可由電池充電。然后， 電池可被取下直到電荷存儲(chǔ)裝置需要額外的功率。此時(shí)，電荷存儲(chǔ) 裝置與電池串聯(lián)連接以向電動(dòng)機(jī)提供額外的功率。
在另一種實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)可包括至少兩個(gè)繞組。在一種運(yùn) 行模式，繞組串聯(lián)連接，在另一種運(yùn)行模式，繞組并聯(lián)連接。當(dāng)繞 組串聯(lián)連接時(shí)，電動(dòng)機(jī)可具有高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩輸出。當(dāng)繞組并聯(lián)連接 時(shí)，電動(dòng)機(jī)可具有低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩輸出。這樣，例如，電動(dòng)機(jī)可呈現(xiàn) 兩種運(yùn)行模式，而不必使器械具有多個(gè)電動(dòng)機(jī)。
在又一種實(shí)施方式中，器械利用可更換的(有可能是可充電的) 電池組來為電動(dòng)機(jī)供電。電池組可包括多節(jié)電池單體。第一組電池 單體可以串聯(lián)連接在電池組中，第二組電池單體可串聯(lián)連^妄在電池 組中，但在電池組內(nèi)，第一組電池單體并不與第二組電池單體串聯(lián) 連接。而是，器械可包括連接在手柄內(nèi)的電池單體，例如在電池組 安裝在或者放置在器械中時(shí)將第一組電池單體與第二組電池單體串 聯(lián)連接的電池單體。
(1 ) 一種外科器械，包括 端部執(zhí)行器，其包括可動(dòng)的切割器械； 軸，其遠(yuǎn)端連接到所述端部執(zhí)行器；以及 手柄，其連接到所述軸的近端，其中所述手柄包括
電動(dòng)機(jī)，其用于致動(dòng)所述切割器械；電動(dòng)機(jī)控制電路，其用于控制所述電動(dòng)機(jī)，其中，所述電動(dòng)機(jī)
控制電路包括
電源，其連接到所述電動(dòng)機(jī)用于為所述電動(dòng)機(jī)供電； 電荷存儲(chǔ)裝置；以及
開關(guān)電路，其連接到所述電源和所述電荷存儲(chǔ)裝置，用于 (i)將所述電荷存儲(chǔ)裝置暫時(shí)地連接到所述電源以為所述電荷存儲(chǔ) 裝置充電，并且(ii)將所述電荷存儲(chǔ)裝置選擇性地與所述電源串聯(lián) 以為所述電動(dòng)機(jī)提供額外的功率。
(2) 如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述電荷存儲(chǔ)裝置 包括電容器。
(3) 如第(2)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述電荷存儲(chǔ)裝置 包括超級(jí)電容器。
(4) 如第(l)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述電源包括多個(gè) 串聯(lián)的電池單體。
(5) 如第(4)項(xiàng)所述的外科器械，還包括連接到所述電源的 電源選擇開關(guān)，用于在第 一狀態(tài)時(shí)將所有的電源連接到所述電動(dòng)機(jī)， 且在第二狀態(tài)時(shí)將 一 部分電源連接到所述電動(dòng)機(jī)。
(6) 如第(l)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述端部執(zhí)行器包 括圓形切割端部執(zhí)行器。
(7) 如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述端部執(zhí)行器包 括線性切割端部執(zhí)行器。
(8) 如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述電動(dòng)機(jī)控制電 路還包括連接到所述電源的電流控制電路，用于改變從所述電源供 應(yīng)至所述電動(dòng)機(jī)的電流，使得所述電動(dòng)機(jī)具有至少
用于所述切割器械的切割行程循環(huán)的第 一 部分的第 一 、低功率
運(yùn)行模式；以及
用于所述切割器械的切割行程循環(huán)的第二部分的第二、高功率
運(yùn)行模式。
(9) 如第(1)項(xiàng)所述的外科器械，其中
6所述電動(dòng)才幾包括至少兩個(gè)繞組；以及
所述電動(dòng)機(jī)控制電路用于使所述至少兩個(gè)繞組選擇性地串聯(lián)或 者并聯(lián)。
(10) —種外科器械，包括 端部執(zhí)行器，其包括可動(dòng)的切割器械； 軸，其遠(yuǎn)端連接到所述端部執(zhí)行器；以及
手柄，其連接到所述軸的近端，其中所述手柄包括
電動(dòng)機(jī)，其用于致動(dòng)所述切割器械，其中所述電動(dòng)機(jī)包括至 少兩個(gè)繞組；
電動(dòng)機(jī)控制電^各，其連接到所述電動(dòng)才幾并 <吏所述至少兩個(gè) 繞組選擇性地串聯(lián)或者并聯(lián)。
(11) 如第(10)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述手柄還包括 連接到所述電動(dòng)機(jī)的電源。
(12) 如第(11)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述電源包括多 個(gè)串聯(lián)連接的電源。
(13) 如第(12)項(xiàng)所述的外科器械，還包括連接到所述電源 的電源選擇開關(guān)，用于在第 一 狀態(tài)時(shí)將所有電源連接到所述電動(dòng)機(jī)， 且在第二狀態(tài)時(shí)將 一 部分電源連接到所述電動(dòng)機(jī)。
(14) 一種外科器械，包括 端部執(zhí)行器，其包括可動(dòng)的切割器械； 軸，其遠(yuǎn)端連接到所述端部執(zhí)行器；以及
手柄，其連接到所述軸的近端，其中所述手柄包括 電動(dòng)機(jī)，其用于致動(dòng)所述切割器械；
可移除的電池組，用于為所述電動(dòng)才幾供電，其中所述電池組 包括多節(jié)電池單體，其中所述多節(jié)電池單體包括多個(gè)串聯(lián)的第一組 電池單體和多個(gè)串聯(lián)的第二組電池單體；以及
電池單體連接器，其獨(dú)立于所述電池組，并在所述電池組安 裝在所述器械中時(shí)將所述多個(gè)串聯(lián)的第 一組電池單體與所述多個(gè)串 聯(lián)的第二組電池單體串聯(lián)連接。(15) 如第(14)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述電池組包括多個(gè)串聯(lián)的第三組電池單體，并且所述電池單體連接器在所述電池組安裝在所述器械中時(shí)將所述第一組電池單體、第二組電池單體與所述多個(gè)串聯(lián)的第三組電池單體串聯(lián)連接。
(16) 如第(14)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述多個(gè)串聯(lián)的第一組電池單體包括三個(gè)串聯(lián)的鋰原電池單體，且所述多個(gè)串聯(lián)的第二組電池單體包括三個(gè)串聯(lián)的鋰原電池單體。
(17) 如第(14)項(xiàng)所述的外科器械，其中，所述手柄還包括電荷存儲(chǔ)裝置；以及
開關(guān)電路，其連接到所述電池組和所述電荷存儲(chǔ)裝置，用于(i)將所述電荷存儲(chǔ)裝置暫時(shí)地連接到所述電池組以為所述電荷存儲(chǔ)裝置充電，以及(ii)將所述電荷存儲(chǔ)裝置選擇性地與所述電源串聯(lián)以為所述電動(dòng)機(jī)提供額外的功率。
本發(fā)明的這些和其它好處將通過以下描述變得更加清楚。


本發(fā)明的多種實(shí)施方式在這里通過結(jié)合以下附圖的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中
圖1和2是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的外科切割和緊固器械的透視圖；
圖3-5是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的器械的端部執(zhí)行器和軸的分解圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的端部執(zhí)行器的側(cè)視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的器械的手柄的分解圖；圖8和9是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的手柄的局部透視圖；圖IO是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的手柄的側(cè)視圖；圖11是用于根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的器械的電路的示意
圖；
圖12-14和17是用于為根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的器械的電動(dòng)才幾供電的電路的示意圖；
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的充電管理電路的框
圖；
圖16是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的充電器基座的框圖；圖18示出了電池的通常功率曲線；
圖19和20是用于根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的器械中的電路的示意圖；
圖21和23是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的器械的視圖；以及圖22和24是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的電池組的視圖。
具體實(shí)施方式
圖1和2描繪了根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的外科切割和緊固器械10。所示的實(shí)施方式是內(nèi)窺鏡式器械，并且總體上，這里描述的器械10的實(shí)施方式是內(nèi)窺鏡式外科切割和緊固器械。然而，應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施方式，器械可以是非內(nèi)窺鏡式外科切割和緊固器械，例如是腹腔鏡式器械。
圖1和2中描繪的外科器械10包括手柄6、軸8以及在關(guān)節(jié)樞軸14處可樞轉(zhuǎn)地連接到軸8的關(guān)節(jié)式端部執(zhí)行器12。關(guān)節(jié)控制器16鄰近手柄6設(shè)置以實(shí)現(xiàn)端部執(zhí)行器12繞著關(guān)節(jié)樞軸14的旋轉(zhuǎn)。在所示的實(shí)施方式中，端部執(zhí)行器12被構(gòu)造為用作夾緊、切割和縫合組織的內(nèi)切割器，但在其它實(shí)施方式中，可以使用不同類型的端部執(zhí)行器，例如其他類型外科裝置用端部執(zhí)行器，例如抓取器、切割器、縫合器、夾具施放器、接近裝置、藥物/基因治療裝置、超聲、射頻(RF)或者激光裝置等。在，312專利中可以找到關(guān)于RF裝置的更多細(xì)節(jié)。
器械10的手柄6可包括用于致動(dòng)端部執(zhí)行器12的閉合扳機(jī)18和擊發(fā)扳機(jī)20?？梢岳斫?，具有用于不同外科任務(wù)的端部執(zhí)行器的器械可具有不同數(shù)量或類型的扳機(jī)或者用于操作端部執(zhí)行器12的其他合適控制器。端部執(zhí)行器12被顯示為通過優(yōu)選的細(xì)長(zhǎng)軸8與手柄6分開。在一種實(shí)施方式中，醫(yī)生或者器械10的操作者可通過利用關(guān)節(jié)控制器16使端部執(zhí)行器12相對(duì)于軸8進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，如題為"Surgical Instrument Having An Articulating End Effector"、 公開號(hào)為No.2007/0158385A1的公開美國專利申請(qǐng)中詳細(xì)描述的，該申請(qǐng)通過引用結(jié)合在此。
在該例中，端部執(zhí)行器12特別包括縫釘通道22和能夠可樞轉(zhuǎn)地平移的夾緊構(gòu)件，例如砧座24,縫釘通道22和夾緊構(gòu)件保持在確保有效縫合和切割?yuàn)A緊在端部執(zhí)行器12中的組織的間隔處。手柄6包4舌手槍式握把26,閉合扳機(jī)18可由醫(yī)生可樞轉(zhuǎn)地拉向手沖倉式握把26以引起砧座24朝著端部執(zhí)行器12的縫4丁通道22夾緊或者閉合，由此夾緊定位在砧座24和通道22之間的組織。擊發(fā)4反機(jī)20位于閉合4反機(jī)18的更遠(yuǎn)些的外側(cè)。 一旦閉合扭j幾18如下面進(jìn)一步描述的鎖定在閉合位置，擊發(fā)扳機(jī)20就可以朝手槍式握把26微微旋轉(zhuǎn)，從而使其能夠由操作者利用一只手到達(dá)。然后操作者可以朝手槍式握把26樞轉(zhuǎn)地拉動(dòng)擊發(fā)扳機(jī)20,以縫合和切割端部執(zhí)行器12中的夾緊組織。在其它實(shí)施方式中，可以使用除了砧座24之外的不同類型的夾緊構(gòu)件，例如相對(duì)的鉗口等。
將會(huì)理解，本文使用的術(shù)語"近側(cè)"和"遠(yuǎn)側(cè)"是以抓握器械10的手柄6的醫(yī)生為參照的。因此，端部執(zhí)行器12相對(duì)于更加近側(cè)的手柄6處于遠(yuǎn)側(cè)。還可以理解，為了方^f更和清楚，本文^f吏用的例如"豎直"和"水平"等空間術(shù)語是以附圖為參照的。然而，外科器械用在很多定向和位置，因此這些術(shù)語不能被認(rèn)為是限制性和絕對(duì)的。
閉合扳機(jī)18可以首先被致動(dòng)。 一旦醫(yī)生滿意了端部執(zhí)行器12的定位，醫(yī)生就可以拉回閉合扳機(jī)18至其接近手槍式握把26的完全閉合、鎖定位置。然后可以致動(dòng)擊發(fā)扳機(jī)20。擊發(fā)扳機(jī)20在醫(yī)生移去壓力時(shí)返回到打開位置(圖1和2中所示)，如下文中更加全面地描述的。當(dāng)被壓下時(shí)，手柄6上的釋;^文按鈕可釋放鎖定的閉合4反才幾18。釋放按鈕可以以各種形式實(shí)施，例如圖7中所示的滑動(dòng)釋放按鈕160或者公開號(hào)為No.2007/01755955A1的美國公開專利申請(qǐng)中描述的機(jī)構(gòu)，該申請(qǐng)通過引用結(jié)合在此。
圖3是根據(jù)多種實(shí)施方式的端部執(zhí)行器12的分解視圖。如所示的實(shí)施方式顯示的，除了前面提及的通道22和砧座24之外，端部執(zhí)行器12可包括切割器械32、滑架33、可拆卸地位于通道22中的釘倉34以及螺旋絲杠36。切割器械32可以是例如刀。砧座24可在連接到通道22近端的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25處可樞轉(zhuǎn)地打開和閉合。砧座24還可以在其近端處包括插入到機(jī)械閉合系統(tǒng)(下文中進(jìn)一步描述)的部件中以打開和閉合砧座24的翼片27。當(dāng)閉合扳才幾18凈皮致動(dòng)，即由器械10的使用者向內(nèi)拉動(dòng)時(shí)，砧座24可繞著樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25樞轉(zhuǎn)至夾緊或者閉合位置。如果端部執(zhí)行器12的夾緊是令人滿意的，則操作者可以致動(dòng)擊發(fā)4反機(jī)20，如下文中更加詳細(xì)地解釋的，這引起刀32和滑架33沿著通道22縱向行進(jìn)，由此切割?yuàn)A緊在端部執(zhí)行器12內(nèi)的組織?；?3沿著通道22的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致4丁倉34的縫句"陂驅(qū)動(dòng)通過切斷的組織并抵靠閉合的砧座24,這使縫釘變彎以緊固切斷的組織。在多種實(shí)施方式中，滑架33可以是釘倉34的一體部件。題為"Surgical stapling instrument incorporating an E-beam firingmechanism"的美國專利6978921提供了關(guān)于這種兩-行程切割和緊固器械的更多細(xì)節(jié)，該專利通過引用結(jié)合在此?；?3可以是釘倉34的一部分，使得當(dāng)?shù)?2在切割操作之后縮回時(shí)，滑架33不縮回。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管這里描述的器械10的實(shí)施方式采用縫合切斷的組織的端部執(zhí)行器12，但在其它實(shí)施方式中，可以使用用于緊固或者密封切斷的組織的不同技術(shù)。例如，也可以使用利用RF能量或者粘合劑緊固切斷組織的端部執(zhí)行器。授予Yates等人的題為
"Electrosurgical Hemostatic Device"的美國專利No.5709680和授予Yates等人的題為 "Electrosurgical Hemostatic Device with Recessedand/or Offset Electrodes"的美國專利No.5688270公開了利用RF能量來密封切斷組織的內(nèi)窺鏡式切割器械，上述專利通過引用結(jié)合在此。Jerome R.Morgan等人的公開號(hào)為No.2007/0102453A1的美國公
ii開專利申請(qǐng)和 Frederick E.Shelton,IV 等人的公開號(hào)為No.2007/0102452A1的美國公開專利申請(qǐng)公開了利用粘合劑來緊固切斷的組織的內(nèi)窺鏡式切割器械，上述專利申請(qǐng)通過引用結(jié)合在此。因此，盡管本文的說明書提到切割/縫合操作以及下文的類似操作，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這是一種示例性實(shí)施方式且并不意味著是限制性的。也可以使用其它組織緊固技術(shù)。
圖4和5是根據(jù)多種實(shí)施方式的端部執(zhí)行器12和軸8的分解視圖且圖6是其側(cè)視圖。如所示實(shí)施方式顯示的，軸8可包括通過樞轉(zhuǎn)連接件44可樞轉(zhuǎn)連接的近側(cè)閉合管40和遠(yuǎn)側(cè)閉合管42。遠(yuǎn)側(cè)閉合管42包括開口 45,砧座24上的翼片27插入開口 45中以打開和閉合砧座24,如下面進(jìn)一步描述的。近側(cè)脊管46設(shè)置在閉合管40、42內(nèi)側(cè)。主旋轉(zhuǎn)(或近側(cè))驅(qū)動(dòng)軸48可設(shè)置在近側(cè)脊管46內(nèi)側(cè)，其通過錐齒輪組件52與次(或遠(yuǎn)側(cè))驅(qū)動(dòng)軸50連接。次驅(qū)動(dòng)軸50連接到驅(qū)動(dòng)齒輪54,驅(qū)動(dòng)齒輪54與螺旋絲杠36的近側(cè)驅(qū)動(dòng)齒輪56接合。豎直錐齒輪52b可位于近側(cè)脊管46的遠(yuǎn)端中的開口 57中并在其內(nèi)樞轉(zhuǎn)。遠(yuǎn)側(cè)脊管58可用于圍繞次驅(qū)動(dòng)軸50和驅(qū)動(dòng)齒輪54、56。主驅(qū)動(dòng)軸48、次驅(qū)動(dòng)軸50和關(guān)節(jié)組件(例如，錐齒輪組件52a-c)在本文中有時(shí)被共同稱為"主驅(qū)動(dòng)軸組件"。
定位在縫釘通道22遠(yuǎn)端處的支承件38接收螺旋驅(qū)動(dòng)絲杠36,允許螺旋驅(qū)動(dòng)絲杠36相對(duì)于通道22自由旋轉(zhuǎn)。螺旋絲杠36可與刀32的螺紋開口交接(未示出)，使得軸36的旋轉(zhuǎn)引起刀32向遠(yuǎn)側(cè)或近側(cè)(取決于旋轉(zhuǎn)方向)平移通過縫釘通道22。因此，當(dāng)主驅(qū)動(dòng)軸48由擊發(fā)扳機(jī)20的致動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)(如下文中更詳細(xì)解釋的)，錐齒輪組件52a-c引起次驅(qū)動(dòng)軸50旋轉(zhuǎn)，次驅(qū)動(dòng)軸50又因?yàn)轵?qū)動(dòng)齒輪54、 56的接合引起螺旋絲杠36旋轉(zhuǎn)，這引起刀驅(qū)動(dòng)構(gòu)件32沿著通道22縱向行進(jìn)以切割?yuàn)A緊在端部執(zhí)行器內(nèi)的任何組織。滑架33可例如由塑料制成并可具有傾斜的遠(yuǎn)側(cè)表面。隨著滑架33橫過通道22,傾斜的前向表面可向上推動(dòng)或者驅(qū)動(dòng)釘倉中的縫釘通過夾緊的組織并抵靠砧座24。砧座24使縫釘變彎，由此縫合切斷的組織。當(dāng)?shù)?2縮回時(shí)，刀32和滑架33脫離接合，由此將滑架33留在通道 22的遠(yuǎn)端。
圖7-10示出了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)切割器的一種示例性實(shí)施方式。 所示的實(shí)施方式提供了有關(guān)端部執(zhí)行器中切割器械的展開和加載力 的使用者反饋。另外，該實(shí)施方式可利用使用者縮回?fù)舭l(fā)扳機(jī)20提 供的動(dòng)力來為裝置供能(所謂的"動(dòng)力輔助模式")。如所示的實(shí) 施方式顯示的，手柄6包括外部的下邊件59、60和外部的上邊件61、 62,它們配合起來總體上形成手柄6的外部。手柄6的手槍式握把 部分26中可設(shè)置電池64,例如鋰離子電池。電池64為i更置在手柄 6的手槍式握把部分26上部中的電動(dòng)機(jī)65供電。根據(jù)多種實(shí)施方式， 串聯(lián)的多節(jié)電池單體可用來為電動(dòng)機(jī)65供電。
的最大轉(zhuǎn)速的電刷式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在其它實(shí)施方式中，電動(dòng)才幾65可 包括無刷電動(dòng)才幾、無引線電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或者任 何其它合適的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)64可驅(qū)動(dòng)包括第一錐齒輪68和第二 錐齒輪70的90。錐齒輪組件66。錐齒輪組件66可驅(qū)動(dòng)行星齒輪組 件72。行星齒輪組件72可包括連接到驅(qū)動(dòng)軸76的小齒輪74。小齒 輪74可驅(qū)動(dòng)配合的環(huán)形齒輪78,環(huán)形齒輪78通過驅(qū)動(dòng)軸82驅(qū)動(dòng)螺 旋齒輪鼓80。環(huán)84可螺紋連接在螺旋齒輪鼓80上。因此，當(dāng)電動(dòng) 機(jī)65旋轉(zhuǎn)時(shí)，引起環(huán)84通過居間設(shè)置的錐齒輪組件66、行星齒輪 組件72和環(huán)形齒輪78沿著螺旋齒輪鼓80行進(jìn)。
手柄6還可以包括與擊發(fā)扳才幾20連通的電動(dòng)才幾運(yùn)行傳感器110 以檢測(cè)何時(shí)擊發(fā)扳機(jī)20已經(jīng)由操作者朝手柄6的手槍式握把部分26 拉動(dòng)(或者"閉合")，由此通過端部執(zhí)行器12致動(dòng)切割/縫合操作。 傳感器110可以是比例傳感器，例如可變電阻器或者可變電阻。當(dāng) 擊發(fā)扳機(jī)20被向內(nèi)拉動(dòng)時(shí)，傳感器110檢測(cè)該運(yùn)動(dòng)，并發(fā)送指示待 供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)65的電壓(或者功率)的電信號(hào)。當(dāng)傳感器IIO是可 變電阻等時(shí)，電動(dòng)機(jī)65的旋轉(zhuǎn)可大體與擊發(fā)扳機(jī)20的移動(dòng)量成比 例。也就是說，如果操作者僅稍微拉動(dòng)或者閉合擊發(fā)扳機(jī)20，則電動(dòng)機(jī)65旋轉(zhuǎn)得相對(duì)較慢。當(dāng)擊發(fā)扳機(jī)20被完全拉動(dòng)(或者位于完 全閉合位置)時(shí)，電動(dòng)機(jī)65最高速旋轉(zhuǎn)。換句話說，使用者越劇烈 地才立動(dòng)擊發(fā)沖反機(jī)20,施加給電動(dòng)機(jī)65的電壓就越大，引起轉(zhuǎn)速越大。 手柄6可包括鄰近擊發(fā)4反才幾20上部的中間手柄部件104。手柄 6還可包括連接在中間手柄部件104和擊發(fā)4反機(jī)20之間的偏壓彈簧 112。偏壓彈簧112可將擊發(fā)扳機(jī)20偏壓至其完全打開位置。這樣， 當(dāng)操作者釋放擊發(fā)扳機(jī)20時(shí)，偏壓彈簧112將擊發(fā)扳機(jī)20拉至其 打開位置，由此解除傳感器110的致動(dòng)，并使電動(dòng)機(jī)65停止旋轉(zhuǎn)。 而且，通過偏壓彈簧112,任何時(shí)候使用者閉合擊發(fā)扳機(jī)20,使用 者就會(huì)體驗(yàn)對(duì)閉合操作的阻力，由此為使用者提供關(guān)于電動(dòng)機(jī)65施 加的旋轉(zhuǎn)量的反饋。此外，才喿作者可以停止收回?fù)舭l(fā)4反機(jī)20,以由 此將力從傳感器IIO移除，并使電動(dòng)機(jī)65停止。這樣，使用者可停 止端部執(zhí)行器12的展開，由此向操作者提供能夠切割/縫合操作控制 的測(cè)量。
螺旋齒4侖鼓80的遠(yuǎn)端包括驅(qū)動(dòng)環(huán)形齒專侖122的遠(yuǎn)側(cè)驅(qū)動(dòng)軸120, 環(huán)形齒輪122與小齒輪124配合。小齒輪124連接到主驅(qū)動(dòng)軸組件 的主驅(qū)動(dòng)軸48。這樣，電動(dòng)才幾65的旋轉(zhuǎn)引起主驅(qū)動(dòng)軸組件旋轉(zhuǎn)，這 導(dǎo)致端部執(zhí)行器12致動(dòng)，如上面所述。
螺紋連接在螺旋齒輪鼓80上的環(huán)84可包括設(shè)置在開槽臂90的 槽88內(nèi)的柱86。開槽臂90在其相對(duì)端94處具有開口 92,開口 92 接收連接在手柄外部邊件59、 60之間的樞轉(zhuǎn)銷96。樞轉(zhuǎn)銷96也設(shè) 置成通過擊發(fā)4反機(jī)20中的開口 IOO和中間手柄部件104的開口 102。
另外，手柄6可包括電動(dòng)機(jī)反向傳感器130(或者行程結(jié)束傳感 器)和電動(dòng)機(jī)停止(或者行程開始)傳感器142。在多種實(shí)施方式中， 電動(dòng)機(jī)反向傳感器130可以是位于螺旋齒輪鼓80遠(yuǎn)端的限位開關(guān)， 以便在螺紋連接在螺旋齒輪鼓80上的環(huán)84到達(dá)螺旋齒輪鼓80遠(yuǎn)端 時(shí)使環(huán)84接觸并使電動(dòng)機(jī)反向傳感器130跳閘。在被激活時(shí)，電動(dòng) 才幾反向傳感器130向電動(dòng)才幾65發(fā)送信號(hào)以4吏其i走轉(zhuǎn)方向顛倒，由此 在切割操作后撤回端部執(zhí)行器12的刀32。電動(dòng)機(jī)停止傳感器142
14可以是例如常閉的限位開關(guān)。在多種實(shí)施方式中，它可以位于螺旋
齒輪鼓80近端，使得在環(huán)84到達(dá)螺旋齒輪鼓80近端時(shí)環(huán)84使開 關(guān)142跳閘。
在操作中，當(dāng)器械10的操作者拉回?fù)舭l(fā)扳機(jī)20時(shí)，傳感器IIO 才全測(cè)擊發(fā)4反機(jī)20的展開并向電動(dòng)機(jī)65發(fā)送信號(hào)4吏電動(dòng)4幾65以例如 與操作者拉回?fù)舭l(fā)扳機(jī)20的劇烈程度成比例的速度正向旋轉(zhuǎn)。電動(dòng) 機(jī)65的正向旋轉(zhuǎn)又引起行星齒輪組件72遠(yuǎn)端的環(huán)形齒輪78旋轉(zhuǎn)， 由此引起螺旋齒輪鼓80旋轉(zhuǎn)，螺紋連接在螺旋齒輪鼓80上的環(huán)84 沿著螺旋齒輪鼓80向遠(yuǎn)側(cè)行進(jìn)。螺旋齒輪鼓80的旋轉(zhuǎn)還如上面所 述的驅(qū)動(dòng)主驅(qū)動(dòng)軸組件，主驅(qū)動(dòng)軸組件又引起端部執(zhí)行器12中的刀 32展開。也就是說，引起刀32和滑架33縱向地經(jīng)過通道22,由此 切割?yuàn)A緊在端部執(zhí)行器12中的組織。同樣，在使用縫合式端部執(zhí)行 器的實(shí)施方式中引起端部執(zhí)行器的縫合操作。
在端部執(zhí)行器12的切割/縫合操作完成時(shí)，螺旋齒輪鼓80上的 環(huán)84將已經(jīng)到達(dá)螺旋齒輪鼓80的遠(yuǎn)端，由此引起電動(dòng)機(jī)反向傳感 器130跳閘，向電動(dòng)機(jī)65發(fā)送信號(hào)4吏電動(dòng)機(jī)65的旋轉(zhuǎn)反向。這又 引起刀32縮回，并且還引起螺旋齒輪鼓80上的環(huán)84運(yùn)動(dòng)回到螺旋 齒輪鼓80近端。
中間手柄部件104包括與開槽臂90接合的后方肩部106,如圖 8和9最佳顯示的。中間手柄部件104還具有與擊發(fā)扳機(jī)20接合的 前向運(yùn)動(dòng)止動(dòng)件107。如上面解釋的，開槽臂90的運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)65 的旋轉(zhuǎn)控制。當(dāng)開槽臂90隨著環(huán)84從螺旋齒輪鼓80近端行進(jìn)到遠(yuǎn) 端而逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，中間手柄部件104將逆時(shí)針自由旋轉(zhuǎn)。因此， 隨著使用者向內(nèi)拉動(dòng)擊發(fā)扳機(jī)20，擊發(fā)扳機(jī)20將接合中間手柄部件 104的前向運(yùn)動(dòng)止動(dòng)件107,引起中間手柄部件104逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。然 而，由于后方肩部106與開槽臂90接合，中間手柄部件104將只能 夠以開槽臂所允許那么遠(yuǎn)地逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。這樣，如果電動(dòng)機(jī)65出于 某種原因要停止旋轉(zhuǎn)，那么開槽臂90將停止旋轉(zhuǎn)，且使用者將不能 進(jìn)一步向內(nèi)拉動(dòng)擊發(fā)扳機(jī)20，因?yàn)橹虚g手柄部件104由于開槽臂90而不能逆時(shí)針自由旋轉(zhuǎn)。
圖7-10中也示出了用于通過收回閉合扳機(jī)18閉合端部執(zhí)行器
12的砧座24的示例性閉合系統(tǒng)的部件。在所示實(shí)施方式中，閉合系 統(tǒng)包括通過銷251連接到閉合扳機(jī)18的軛250,銷251通過閉合扳 機(jī)18和4厄250中的對(duì)準(zhǔn)開口插入。樞轉(zhuǎn)銷251插入通過閉合4反才幾18 中的另一開口 ，該開口與銷251插入通過閉合扳機(jī)18的位置偏離， 閉合扳機(jī)18繞著樞轉(zhuǎn)銷251樞轉(zhuǎn)。因此，閉合扳機(jī)18的旋轉(zhuǎn)引起 閉合扳機(jī)18的上部逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，軛250通過銷251連接到閉合4反機(jī) 18的上部。輒250的遠(yuǎn)端借助銷254連接到第一閉合托架256。第 一閉合托架256連接到第二閉合托架258。閉合托架256、 258合起 來限定一開口，近側(cè)閉合管40的近端(見圖4)就座并保持在該開 口中，從而閉合托架256、 258的縱向運(yùn)動(dòng)引起近側(cè)閉合管40的縱 向運(yùn)動(dòng)。器械IO還包括設(shè)置在近側(cè)閉合管40內(nèi)側(cè)的閉合桿260。閉 合桿260可包括窗口 261,所示實(shí)施方式中的手柄外部邊件中的一 個(gè)、例如外部下邊件59上的柱263設(shè)置在窗口 261中以將閉合桿260 固定連接到手柄6。這樣，近側(cè)閉合管40能夠相對(duì)于閉合桿260縱 向運(yùn)動(dòng)。閉合桿260還可包括配合到近側(cè)脊管46中的腔269中并通 過帽271 (見圖4)保持在其中的遠(yuǎn)側(cè)軸環(huán)267。
在操作中，當(dāng)軛250由于閉合扳機(jī)18的收回而旋轉(zhuǎn)時(shí)，閉合托 架256、 258引起近側(cè)閉合管40向遠(yuǎn)側(cè)移動(dòng)(即，遠(yuǎn)離器械10的手 柄端)，這引起遠(yuǎn)側(cè)閉合管42向遠(yuǎn)側(cè)移動(dòng)，這引起砧座24繞著樞 轉(zhuǎn)點(diǎn)25旋轉(zhuǎn)至夾緊或者閉合位置。當(dāng)閉合扳機(jī)18從鎖定位置解鎖 時(shí)，引起近側(cè)閉合管40向近側(cè)滑動(dòng)，這引起遠(yuǎn)側(cè)閉合管42向近側(cè) 滑動(dòng)，通過插入遠(yuǎn)側(cè)閉合管42的窗口 45中的翼片27,引起砧座24 繞著樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25樞轉(zhuǎn)至打開或者未夾緊位置。這樣，通過收回和鎖定 閉合4反機(jī)18，操作者可以夾緊砧座24和通道22之間的組織，并可 以在切割/縫合操作之后通過將閉合扳機(jī)20從鎖定位置解鎖而放開 組織。
電動(dòng)外科器械的其他結(jié)構(gòu)在題為"Motor-driven surgical cutting
16and fastening instrument with tactile position feedback"、 公開號(hào)為 No.2007/0175962A1的公開美國專利申請(qǐng)中有所描述，該申請(qǐng)全部通 過引用結(jié)合在此。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)控制電路的示意 圖。在多種實(shí)施方式中，電動(dòng)才幾控制電路可包4舌一個(gè)或多個(gè)集成電 路(IC)，例如處理器、存儲(chǔ)器、微控制器、時(shí)限電路等。在其他 實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)控制電路可以不包括任何IC。這種無IC的電動(dòng) 機(jī)控制電路是有利的，因?yàn)闉榘↖C的外科器械滅菌常常是困難、 復(fù)雜且昂貴的。
當(dāng)操作者在鎖定閉合扳機(jī)18后最初拉動(dòng)擊發(fā)4^機(jī)20時(shí)，傳感 器110被激活(或者當(dāng)傳感器110是開關(guān)時(shí)為閉合)，允許電流流 過。如果常開的電動(dòng)機(jī)反向傳感器開關(guān)130是打開的(意味著還沒 有到達(dá)端部執(zhí)行器行程的端部)，電流將流向單才及、雙擲繼電器132。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)反向傳感器130沒有閉合時(shí)，繼電器132的線圏134將不 通電，因此繼電器132將處于其斷電狀態(tài)。
如圖11所示，電路還可包括并聯(lián)的電阻元件144和開關(guān)146， 該并聯(lián)元件與繼電器132串聯(lián)。電阻元件144和開關(guān)146也連接到 電源64。開關(guān)146可由響應(yīng)于切割器械位置傳感器150的控制電路 148控制。根據(jù)多種實(shí)施方式，控制電路148在切割器械32 (i)非 ?？拷湫谐涕_始處和(ii )非?？拷湫谐棠┒藭r(shí)使開關(guān)146打開。 例如，當(dāng)切割器械位置傳感器150確定切割器械32 (i)距其行程開 始點(diǎn)0.001英寸和(ii)距其行程結(jié)束處0.001英寸時(shí)，控制電路可 使開關(guān)打開。在開關(guān)146打開的情況下，電流流經(jīng)電阻元件144、然 后經(jīng)過繼電器132、繼電器138、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行傳感器開關(guān)110到電動(dòng) 機(jī)65。流經(jīng)電阻元件144的電流使傳輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)65的電流大小減小， 由此減小由電動(dòng)機(jī)65傳輸?shù)墓β?。因此，?dāng)切割器械32(i)非常 靠近其行程開始和(ii)非?？拷湫谐探Y(jié)束時(shí)，由電動(dòng)機(jī)65傳輸 的功率降低。反之， 一旦切割器械132運(yùn)動(dòng)到距其行程開始點(diǎn)或者 結(jié)束點(diǎn)足夠遠(yuǎn)，控制電路148可閉合開關(guān)146,由此^吏電阻元件144 17短路，由此增加到達(dá)電動(dòng)才幾65的電流，由此增加由電動(dòng)機(jī)傳輸?shù)墓β省?br>才艮據(jù)多種實(shí)施方式，電路還包括共同限定互鎖電路137的鎖定 傳感器開關(guān)136a-d,在斷電時(shí)，來自繼電器132的電流流經(jīng)互鎖電 路137以啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)65的電運(yùn)行。每個(gè)鎖定傳感器開關(guān)136a-d能夠 分別響應(yīng)于相應(yīng)條件的存在或缺失保持開關(guān)打開狀態(tài)(即，不導(dǎo)電) 或者開關(guān)閉合狀態(tài)(即，導(dǎo)電)。當(dāng)器械10被擊發(fā)時(shí)，任何所述相 應(yīng)條件的存在可造成不滿意的切割和縫合操作和/或?qū)ζ餍?0的損 害。鎖定傳感器開關(guān)136a-d可響應(yīng)的條件包括例如(a)通道22 中缺失釘倉34, (b)通道22中存在用過的(例如，之前擊發(fā)過的) 釘倉34和(c)砧座24相對(duì)于通道22的打開位置(或者要不然不 充分閉合)。鎖定傳感器開關(guān)136a-d可響應(yīng)的其他條件(例如部件 磨損)可基于器械IO產(chǎn)生的擊發(fā)操作的累積數(shù)來推知。因此，在多 種實(shí)施方式中，如果存在任意這些條件，相應(yīng)的鎖定傳感器開關(guān) 13 6 a- d保持開關(guān)打開狀態(tài)，由此防止啟動(dòng)電動(dòng)才幾6 5的操作所需的電 流通過。在多種實(shí)施方式中，僅在所有條件都矯正后，鎖定傳感器 開關(guān)136a-d才允許電流通過。將會(huì)理解，上面描述的條件僅作為示 例提供，且可以提供用于響應(yīng)有害于器械IO操作的其它條件的另外 的鎖定傳感器開關(guān)。同樣將會(huì)理解，對(duì)于其中一個(gè)或多個(gè)上述條件 可能不存在或者不關(guān)注的實(shí)施方式來說，鎖定傳感器開關(guān)的數(shù)量可 以少于所描述的。
如圖11所示，鎖定傳感器開關(guān)136a可利用常開開關(guān)結(jié)構(gòu)來實(shí)施， 使得當(dāng)釘倉34處于相當(dāng)于由通道22適當(dāng)接收的位置時(shí)保持開關(guān)閉 合狀態(tài)。當(dāng)釘倉34未裝配于通道22中時(shí)或者裝配不適當(dāng)(例如， 不對(duì)準(zhǔn))時(shí)，鎖定傳感器開關(guān)136a保持開關(guān)打開狀態(tài)。鎖定傳感器 開關(guān)136b可利用常開開關(guān)結(jié)構(gòu)來實(shí)施，使得只有在通道22中存在 未用過的釘倉34 (即，在未擊發(fā)位置具有滑架33的釘倉34)時(shí)才 保持開關(guān)閉合狀態(tài)。通道22中存在用過的釘倉34引起鎖定傳感器 開關(guān)136b保持開關(guān)打開狀態(tài)。鎖定傳感器開關(guān)136c可利用常開開關(guān)結(jié)構(gòu)來實(shí)施，使得當(dāng)砧座24相對(duì)于通道22處于閉合位置時(shí)保持 開關(guān)閉合狀態(tài)。鎖定傳感器開關(guān)136c可以根據(jù)時(shí)間延遲特征來控制， 其中，只在砧座24處于閉合位置一個(gè)預(yù)定時(shí)段后才保持開關(guān)閉合狀 態(tài)。
鎖定傳感器開關(guān)136d可利用常閉開關(guān)結(jié)構(gòu)來實(shí)施，使得只在由 器械10產(chǎn)生的擊發(fā)累積數(shù)小于預(yù)定數(shù)時(shí)才保持開關(guān)閉合狀態(tài)。鎖定 傳感器開關(guān)136d可以與計(jì)數(shù)器139連接，計(jì)數(shù)器139用于保持表示 器械IO執(zhí)行的擊發(fā)操作的累積數(shù)的計(jì)數(shù)，將該計(jì)數(shù)與預(yù)定數(shù)進(jìn)行比 較，并基于比較控制鎖定傳感器開關(guān)136d的開關(guān)狀態(tài)。盡管圖11 中顯示是單獨(dú)部件，但將會(huì)理解，計(jì)數(shù)器139可與鎖定傳感器開關(guān) 136d—體以形成共同裝置。優(yōu)選地，計(jì)數(shù)器139可實(shí)施為電子裝置， 其基于向其提供的離散電信號(hào)具有用于增加保持的計(jì)數(shù)的輸入。將 會(huì)理解，可以使用能夠基于機(jī)械輸入(例如，擊發(fā)扳機(jī)20的收回) 保持計(jì)數(shù)的機(jī)械計(jì)數(shù)器來替代。當(dāng)實(shí)施為電子裝置時(shí)，電路中出現(xiàn) 的每擊發(fā)操作一次轉(zhuǎn)換一次的任何離散信號(hào)可用于計(jì)數(shù)器139輸入。 例如如圖ll所示的，可以利用由行程結(jié)束傳感器130的致動(dòng)產(chǎn)生的 離散電信號(hào)。計(jì)數(shù)器139可控制鎖定傳感器開關(guān)136d的開關(guān)狀態(tài)， 使得當(dāng)保持的計(jì)數(shù)小于計(jì)數(shù)器139中存儲(chǔ)的預(yù)定數(shù)時(shí)保持開關(guān)閉合 狀態(tài)。當(dāng)保持的計(jì)數(shù)等于預(yù)定數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器139導(dǎo)致鎖定傳感器開 關(guān)136d保持開關(guān)打開狀態(tài)，由此防止電流通過。將會(huì)理解，計(jì)數(shù)器 139存儲(chǔ)的預(yù)定數(shù)可根據(jù)需要選擇性地調(diào)整。根據(jù)多種實(shí)施方式，計(jì) 數(shù)器139可與集成到器械IO用于向使用者指示保持的計(jì)數(shù)或者預(yù)定 數(shù)和保持的計(jì)數(shù)之間的差的外部顯示器(未示出)、例如LCD顯示 器連接。
根據(jù)多種實(shí)施方式，互鎖電路137可包括器械IO的使用者可看 到的一個(gè)或多個(gè)指示器，用于顯示至少一個(gè)鎖定傳感器開關(guān)136a-d 的狀態(tài)。關(guān)于這種指示器的更多細(xì)節(jié)可在題為"Electronic lockouts and surgical instrument including same" 、 乂^開號(hào)為No.2007/0175956 的公開美國專利申請(qǐng)中找到，該申請(qǐng)全部通過引用結(jié)合在此。該申請(qǐng)還包括用于鎖定傳感器開關(guān)136a-d的示例性安裝布置和構(gòu)型。
在所示的實(shí)施方式中，當(dāng)鎖定傳感器開關(guān)136a-d全體保持開關(guān) 閉合狀態(tài)時(shí)，單極單擲繼電器138通電。當(dāng)繼電器138通電時(shí)，電 流流經(jīng)繼電器138、經(jīng)過電動(dòng)機(jī)運(yùn)行開關(guān)傳感器110，并通過雙才及雙 擲繼電器140流到電動(dòng)才幾65,由此為電動(dòng)才幾65供電，允許其沿正向 方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)多種實(shí)施方式，由于一旦通電，繼電器138的輸出 將保持繼電器138處于通電狀態(tài)直到繼電器132被通電，互鎖電路 137將不起作用以防止電動(dòng)機(jī)65 —起動(dòng)就，操作，即使一個(gè)或多個(gè)鎖 定傳感器開關(guān)136a-d隨后保持開關(guān)打開狀態(tài)。然而，在其他實(shí)施方 式中，連接互鎖電路137和繼電器138是必須的或者是期望的，以 便為了維持電動(dòng)機(jī)65 —起動(dòng)就操作，必須使一個(gè)或多個(gè)鎖定傳感器 開關(guān)136a-d保持開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)。
電動(dòng)機(jī)沿正向方向的旋轉(zhuǎn)引起環(huán)84向遠(yuǎn)側(cè)移動(dòng)，由此使多種實(shí) 施方式中的電動(dòng)機(jī)停止傳感器開關(guān)142解除致動(dòng)。因?yàn)殚_關(guān)142是 常閉的，與開關(guān)142連接的螺線管142可以通電。螺線管141可以 是傳統(tǒng)的推式螺線管，這種推式螺線管在通電時(shí)引起柱塞(未示出) 軸向延伸?？刹僮髦难由煲詫㈤]合扳機(jī)18保持在收回位置，由 此防止砧座24在擊發(fā)操作正在進(jìn)行(即，在開關(guān)142未致動(dòng))時(shí)打 開。在螺線管141斷電后，柱塞縮回從而使閉合扳機(jī)18的手動(dòng)釋放 成為可能。
當(dāng)端部執(zhí)行器12到達(dá)其行程端部時(shí)，電動(dòng)機(jī)反向傳感器130將 被激活，由此使開關(guān)130閉合并為繼電器132通電。這引起繼電器 132呈現(xiàn)其通電狀態(tài)(圖11中未示出)，這引起電流繞過互鎖電路 137和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行傳感器開關(guān)110，并反而引起電流流過常閉的雙才及 雙擲繼電器140,不過是以通過繼電器140引起電動(dòng)機(jī)65顛倒;旋轉(zhuǎn) 方向的方式回到電動(dòng)機(jī)65。由于電動(dòng)機(jī)停止傳感器開關(guān)142是常閉 的，因此電流將流回繼電器132以保持其通電直到開關(guān)142打開。 當(dāng)?shù)?2完全縮回時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止傳感器開關(guān)142被激活，引起開關(guān) 142打開，由此除去電動(dòng)機(jī)65的功率并使螺線管141斷電。
20在其他實(shí)施方式中，可以使用其他替換方式來限制在切割-f亍程 循環(huán)過程的特定時(shí)段供應(yīng)至電動(dòng)機(jī)65的電流。其他實(shí)施方式描述在
序列號(hào)為No.12/235782的美國專利申請(qǐng)中，該申請(qǐng)整體通過引用結(jié) 合在此。
在一些實(shí)例中，為流向電動(dòng)機(jī)65的電流提供瞬時(shí)增加以增加輸 出轉(zhuǎn)矩是有利的。圖19示出了根據(jù)多種實(shí)施方式用于向電動(dòng)機(jī)65 提供瞬時(shí)增加的電路的一種實(shí)施方式。除了圖19的電路另外包4舌連 接到電源64的電荷存儲(chǔ)裝置1000之外，該電路與圖11中所示的電 路類似。電荷存儲(chǔ)裝置1000可以是能夠儲(chǔ)存電荷的任何裝置，例如 電容器。例如，電荷存儲(chǔ)裝置1000可包括超級(jí)電容器(有時(shí)被稱作 超級(jí)電容)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)65首先接通，例如當(dāng)開關(guān)110由于擊發(fā)4反機(jī) 20的收回而閉合時(shí)，可閉合開關(guān)Sl使得電池64能夠如上所述的為 電動(dòng)機(jī)65供電。另外，開關(guān)S3也可以僅閉合一'卜段時(shí)間("充電 時(shí)段，，)以通過電阻R1為電荷存儲(chǔ)裝置1000充電。例如，根據(jù)多 種實(shí)施方式，開關(guān)S3可閉合一到十個(gè)RC時(shí)間常數(shù)，其中R是電阻 Rl的電阻值且C是電荷存儲(chǔ)裝置1000的電容值。
在正常操作條件期間可以不使用電荷存儲(chǔ)裝置1000中的電荷， 但如果在過程中有醫(yī)生需要來自電動(dòng)機(jī)65的額外輸出轉(zhuǎn)矩的時(shí)間 時(shí)，電荷存儲(chǔ)裝置1000可以與電池64串聯(lián)。這例如可以通過打開 開關(guān)Sl并閉合開關(guān)S2來完成(在充電時(shí)段之后S3保持打開)。當(dāng) 開關(guān)S2閉合時(shí)，電荷存儲(chǔ)裝置1000可與電池64串聯(lián)，由此向電動(dòng) 機(jī)65供應(yīng)額外的電流。
可以多種方式檢測(cè)電荷存儲(chǔ)裝置1000的需求條件。例如，可以 有與擊發(fā)扳機(jī)20連接的可變電阻或者彈簧。當(dāng)擊發(fā)扳機(jī)收回超過特 定點(diǎn)或者具有閾值水平以上的力時(shí)，電荷存儲(chǔ)裝置1000可與電池64 串聯(lián)。附加地或者作為替4奐方式，手柄6可包括醫(yī)生可以致動(dòng)以將 電荷存儲(chǔ)裝置1000與電池64串聯(lián)的外部開關(guān)(未示出)。
電荷存儲(chǔ)裝置1000可以與或不與上面結(jié)合圖11描述的電流限 制裝置一起使用。
21在器械10使用過程中的一些時(shí)候，使電動(dòng)機(jī)65高速運(yùn)行^旦輸
出相對(duì)較低的轉(zhuǎn)矩是有利的。在另一些時(shí)候，使電動(dòng)機(jī)65低速運(yùn)行 但具有較高轉(zhuǎn)矩輸出是希望的。根據(jù)多種實(shí)施方式，這種功能可以 利用如圖20所示的具有多個(gè)(例如兩個(gè)或更多)繞組的電動(dòng)才幾65 來實(shí)現(xiàn)。在所示的實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)具有兩個(gè)繞組。第一繞組1200 可具有繞組半部(或部分)1201和1202。第二繞組1204可具有繞 組半部(或部分)1206和1208。該實(shí)施例中的電動(dòng)才幾65可以是具 有雙極驅(qū)動(dòng)電路1210的6或8引線電動(dòng)機(jī)(例如，見圖11和12 )。 當(dāng)希望高速低轉(zhuǎn)矩模式時(shí)，兩組繞組可以串聯(lián)連接。在該模式，如 圖20所示，開關(guān)Sl和S4閉合，且開關(guān)S2、 S3、 S5和S6打開。當(dāng) 希望低速高轉(zhuǎn)矩模式時(shí)，兩組繞組可以并聯(lián)連接。在該模式，開關(guān) S1和S4打開，且開關(guān)S2、 S3、 S5和S6閉合。兩個(gè)模式之間轉(zhuǎn)換 的能力在不需要另外的移動(dòng)零件的情況下有效地形成了雙速傳動(dòng)。 這也允許同一電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生高速和高轉(zhuǎn)矩，雖然不是同時(shí)。該結(jié)構(gòu)的 好處在于其避免使用多個(gè)電動(dòng)機(jī)。另外，由于電動(dòng)機(jī)65能夠在并聯(lián) 模式產(chǎn)生額外的轉(zhuǎn)矩且在串聯(lián)模式產(chǎn)生額外的速度，因此有可能消 除一些傳動(dòng)裝置。另外，可以采用另外的繞組使得可以實(shí)現(xiàn)更多操 作模式。例如，可以有用于串聯(lián)和并聯(lián)繞組連接的多種組合的繞組。 同樣， 一些繞組可以用于感測(cè)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)等。
根據(jù)多種實(shí)施方式，手柄6可包括外部的電動(dòng)機(jī)模式選4奪開關(guān) 1220,如圖21所示。通過使用開關(guān)1220,器械10的操作者可以選 擇電動(dòng)機(jī)65處于高速低轉(zhuǎn)矩模式或者處于低速高轉(zhuǎn)矩模式。也可以 使用其他轉(zhuǎn)換電路來使電動(dòng)機(jī)65在操作模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如基 于傳感器輸入而自動(dòng)轉(zhuǎn)換電動(dòng)機(jī)模式的轉(zhuǎn)換電路。
在電動(dòng)外科器械，例如上面描述的一個(gè)電動(dòng)內(nèi)窺鏡器械中或者 電動(dòng)圓形切割器械中，電動(dòng)機(jī)可由串聯(lián)連接的多節(jié)電池單體供電。 此外，在某些情況下，希望利用電池單體總數(shù)的一部分為電動(dòng)機(jī)供 電。例如，如圖12所示，電動(dòng)機(jī)65可由包括串聯(lián)連接的6節(jié)電池 單體310的電池組299供電。電池單體310可以是例如3伏鋰電池單體，例如CR 123A電池單體，但在其他實(shí)施方式中，可以4吏用不同類型的電池單體(包括具有不同電壓等級(jí)和/或不同化學(xué)性質(zhì)的電池單體)。如果將6個(gè)3伏的電池單體310串聯(lián)來為電動(dòng)機(jī)65供電，則可用來供給電動(dòng)機(jī)65的總電壓是18伏。電池310可包括可充電或者不可充電電池單體。
在該實(shí)施方式中，在最高負(fù)荷下，電動(dòng)機(jī)65的輸入電壓可下降到大約9至10伏。在這種操作條件，電池組299向電動(dòng)機(jī)65傳輸最大功率。因此，如圖12所示，電路可包括選擇性地允許電動(dòng)才幾65通過(1 )所有電池單體310或者(2)部分電池單體310供電的開關(guān)312。如圖12所示，通過合適選擇，開關(guān)312可允許電動(dòng)4幾65由全部的6節(jié)電池單體或者電池單體中的4節(jié)供電。這樣，開關(guān)312可用來為電動(dòng)機(jī)65供應(yīng)18伏(當(dāng)使用全部的6節(jié)電池單體310時(shí))或者12伏(例如利用第二電池單體的4節(jié))電。在多種實(shí)施方式中，用來為電動(dòng)機(jī)65供電的部分中的電池單體數(shù)的設(shè)計(jì)選擇可基于操作在用于最高負(fù)荷時(shí)的最大輸出時(shí)電動(dòng)機(jī)65需要的電壓來進(jìn)行。
開關(guān)312可以是例如機(jī)電開關(guān)，例如4鼓動(dòng)開關(guān)。在其他實(shí)施方式中，開關(guān)312可以用固態(tài)開關(guān)、例如晶體管來實(shí)施。諸如按鈕開關(guān)的第二開關(guān)314可用來控制是否向電動(dòng)才幾65供電。同樣，正向/反向開關(guān)316可用來控制電動(dòng)機(jī)65沿正向方向還是沿反向^走轉(zhuǎn)。正向/反向開關(guān)316可用雙極雙擲開關(guān)、例如圖11中所示的繼電器140來實(shí)施。
在操作中，器械10的使用者可通過利用控制開關(guān)312位置的一些類型的開關(guān)控制，例如位置依賴開關(guān)(未示出)，例如切換開關(guān)、機(jī)械搖桿開關(guān)或者凸輪來選擇希望的功率水平。然后使用者可以激活第二開關(guān)314以將選擇的電池單體310連接到電動(dòng)機(jī)65。另外，
電，例如圓形切割器和/或腹腔鏡器械。關(guān)于圓形切割器的更多細(xì)節(jié)可在公開號(hào)為No.2006/0047307A1和公開號(hào)為No.2007/0262116A1的公開美國專利申請(qǐng)中找到，該專利申請(qǐng)通過引用結(jié)合在此。在其他實(shí)施方式中，如圖13中所示，主要電源340,例如電池 單體，例如CR2或者CR123A電池單體可用來為多個(gè)輔助蓄電裝置 342充電。主要功率源340可包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的電池單體， 其在所示的實(shí)施方式中優(yōu)選為可更換的。輔助蓄電裝置342可包括 例如可再充電的電池單體和/或超級(jí)電容(也被稱為"超級(jí)電容器" 或者"電化學(xué)雙層電容器，，(EDLC))。超級(jí)電容器是與通常的電 解電容器相比具有非常高的能量密度的電化學(xué)電容器，通常處于比 高容量電解電容器大幾千倍的量級(jí)上。
主要功率源340可為輔助蓄電裝置342充電。 一旦充分地充電， 主要功率源340就可移除且輔助蓄電裝置342就可在過程或手術(shù)期 間用來為電動(dòng)機(jī)65供電。在各種情況下，蓄電裝置342可用大約15 到30分鐘來充電。與傳統(tǒng)的電池相比，超級(jí)電容器具有可極快充電 和放電的特性。另外，鑒于電池僅在有限數(shù)量的充電/放電循環(huán)是良 好的，超級(jí)電容常?？芍貜?fù)充電/放電，有時(shí)數(shù)千萬個(gè)循環(huán)。對(duì)于利 用超級(jí)電容器作為輔助蓄電裝置342的實(shí)施方式，超級(jí)電容器可包 括碳納米管、導(dǎo)電聚合物(例如，聚并苯)，或者碳?xì)饽z。
如圖14所示，可采用充電管理電路344來確定輔助蓄電裝置342 何時(shí)被充分充電。充電管理電路344可包括指示器，例如一個(gè)或多 個(gè)LED, LCD顯示器等，其被致動(dòng)以在輔助蓄電裝置342充分充電 時(shí)警告器械10的使用者。
主要功率源340、輔助蓄電裝置342以及充電管理電路可以是器 械10的手柄6的手槍式握把26中的電池組的一部分，或者是在器 械10的其他部分中。電池組可從手槍式握4巴26拆卸，在該情形中， 在器械IO用于外科手術(shù)時(shí)，電池組可由例如幫助手術(shù)的巡回護(hù)士無 菌地插入手槍式握把26中(或者根據(jù)其他實(shí)施方式插入器械中的其 他位置)。在插入電池組后，護(hù)士可將可更換的主要功率源340放 入電池組中，從而在使用器械10之前的一段時(shí)間例如30分鐘，為 輔助蓄電裝置342進(jìn)行充電。當(dāng)輔助蓄電裝置342充滿電時(shí)，充電 管理電路344可指示電池組可進(jìn)行使用了 。此時(shí)，可移除可更換的主要功率源340。在操作過程中，器械10的使用者然后可例如通過 致動(dòng)開關(guān)314來致動(dòng)電動(dòng)機(jī)65，由此輔助蓄電裝置342為電動(dòng)4幾65 供電。因此，不是利用多節(jié)一次性電池來為電動(dòng)機(jī)65供電，而是在 該實(shí)施方式中可利用一節(jié)一次性電池(如主要功率源340 )，且輔助 蓄電裝置342是可以再度使用的。然而，在替代的實(shí)施方式中，應(yīng) 當(dāng)注意，輔助蓄電裝置342可以是不可充電的和/或是不可再度^f吏用 的。輔助蓄電裝置342可結(jié)合上述結(jié)合圖12描述的電池選擇開關(guān)312 使用。
充電管理電路344也可以包括指示輔助蓄電裝置342中還剩多 少電荷的指示器(例如，LED或者LCD顯示器)。這樣，外科醫(yī)生 (或者器械10的使用者)可看出經(jīng)過涉及器械10的程序的過程還 剩多少電荷。
如圖15中所示，充電管理電路344可包括電荷計(jì)345用于測(cè)量 輔助蓄電裝置342上的電荷。充電管理電路344還可包括例如閃存 或者ROM存儲(chǔ)器的非易失性存儲(chǔ)器346和一個(gè)或多個(gè)處理器348。 處理器348可連接到存儲(chǔ)器346以控制存儲(chǔ)器。另外，處理器348 可連接到充電計(jì)345以讀取充電計(jì)345的讀凄t或者以其他方式控制 充電計(jì)345。另外，處理器348可控制充電管理電路344的LED或 者其他輸出裝置。處理器348可將器械10的參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器346 中。這些參數(shù)可包括由各種傳感器感測(cè)的可安置或采用在器械10中 的器械的操作參數(shù)，例如擊發(fā)次數(shù)、涉及的力的水平、端部執(zhí)行器 12的相對(duì)鉗口之間的壓縮間隙的距離、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的量等等。另外， 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器346中的參數(shù)可包括充電管理電路344可讀取和儲(chǔ)存 的器械10的各個(gè)部件的ID值。具有這種ID的部件是可更換的部件， 例如釘倉34。ID可以是例如充電管理電路344借助RFID應(yīng)答器350 讀取的RFID。 RFID應(yīng)答器350可讀取來自器械的包括RFID標(biāo)簽的 部件、例如釘倉34的RFID。 ID值可被讀取、存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器346中， 并通過處理器348與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器346中的可接受的ID值列表或者 與充電管理電路相關(guān)聯(lián)的其他存儲(chǔ)相比較，以確定例如與讀耳又的ID
25值相關(guān)聯(lián)的可移除的/可更換的部件是可信的和/或合適的。根據(jù)各種
實(shí)施方式，如果處理器348確定與讀取的ID值相關(guān)聯(lián)的可移除的/ 可更換的部件是不可信的，則充電管理電路344可防止器械l(H吏用 電池組，例如通過打開可防止向電動(dòng)才幾65傳遞來自電池組的功率的 開關(guān)(未示出)。根據(jù)各種實(shí)施方式，處理器348可評(píng)估以確定部 件是否可信和/或合適的參數(shù)包括數(shù)據(jù)編碼；部件機(jī)型/類型；制造 商；區(qū)域信息；和之前的錯(cuò)誤編碼。
充電管理電路344還可以包括i/o4妾口 352用于與如下面描述的 其他裝置連接。這樣，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器346中的參數(shù)可以下載到其他 裝置中。i/o接口 352可以例如是有線或無線接口 。
如前已提及的，電池組可包括輔助蓄電裝置342、充電管理電路 344和/或正向/反向開關(guān)316。根據(jù)各種實(shí)施方式，如圖16所示，電 池組299可連接到為電池組中的輔助蓄電裝置342充電的充電器基 座362 (還有別的)。充電器基座362可通過在電池組安裝在器械 10中的同時(shí)將充電器基座362無菌地連4妄到電池組299而與電池組 299連接。在電池組可移除的其他實(shí)施方式中，充電器基座362可通 過將電池組299從器械10移除并將其連接到充電器基座362而與電 池組299連接。對(duì)于這種實(shí)施方式，在充電器基座362為輔助蓄電 裝置342充分充電時(shí)，電池組299可無菌地安裝在器械10中。
如圖16所示，充電器基座362可包括用于為輔脅蓄電裝置342 充電的電源364。充電器基座362的電源364可以例如是電池(或者 一些串聯(lián)的電池)，或者將例如來自供電網(wǎng)的AC電轉(zhuǎn)換成DC的 AC/DC轉(zhuǎn)換器，或者用于為輔助蓄電裝置342充電的任何其他合適 電源。充電器基座362還可包括指示器裝置，例如LED、 LCD顯示 器等來顯示輔助蓄電裝置342的電荷狀態(tài)。
另外，如圖16所示，充電器基座362可包括一個(gè)或多個(gè)處理器 366、 一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元368和i/o接口 370、 372。通過第一 i/o 接口 370,充電器基座362可與電池組299連接(經(jīng)由電池組的i/o 接口 352 )。這樣，例如存儲(chǔ)在電池組299的存儲(chǔ)器346中的數(shù)據(jù)可下載到充電器基座362的存儲(chǔ)器368中。這樣，處理器366可評(píng)估 從充電管理電路344下載的用于可移除/可更換部件的ID值，來確定 部件的可信度和合適度。從充電管理電路344下載的操作參數(shù)也可 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器348中，并然后可經(jīng)由第二 i/o接口被下載到其他的計(jì) 算機(jī)裝置用于評(píng)估和分析，例如通過執(zhí)行涉及器械10的操作的醫(yī)院 系統(tǒng)，通過外科醫(yī)生的辦公室，通過器械的分配商，通過器械的制 造商等。
充電器基座362還可包括充電計(jì)374用于測(cè)量輔助蓄電裝置342 上的電荷。充電計(jì)347可與處理器366連接，使得處理器366可實(shí) 時(shí)地確定為確保高執(zhí)行性而使用的電池組299的適當(dāng)性。
在另一種實(shí)施方式中，如圖17所示，電池電路可包括功率調(diào)節(jié) 器320來控制由節(jié)電器310供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)65的功率。功率調(diào)節(jié)器320 也可以是電池組299的一部分，或者是單獨(dú)的部件。如上面提及的， 電動(dòng)機(jī)65可是電刷電動(dòng)機(jī)。電刷電動(dòng)機(jī)的速度通常與施加的輸入電 壓成比例。功率調(diào)節(jié)器3 2 0可為電動(dòng)機(jī)6 5提供高度調(diào)節(jié)的輸出電壓， 從而電動(dòng)機(jī)65將以恒定的(或大致恒定)速度運(yùn)行。根據(jù)各種實(shí)施 方式，功率調(diào)節(jié)器320可包括開關(guān)模式的功率轉(zhuǎn)換器，例如圖17的 實(shí)施例中所示的升降壓轉(zhuǎn)換器。這種升降壓轉(zhuǎn)換器可包括例如FET 的電源開關(guān)322、整流器32、感應(yīng)器326和電容器328。當(dāng)電源開關(guān) 合上時(shí)，輸入電壓源(例如電源310)直接連接到感應(yīng)器326，感應(yīng) 器326在該狀態(tài)儲(chǔ)存能量。在該狀態(tài)，電容器328向輸出負(fù)荷(例 如電動(dòng)機(jī)65)供應(yīng)能量。當(dāng)電源開關(guān)320處于斷開狀態(tài)時(shí)，感應(yīng)器 326連接到輸出負(fù)荷(例如電動(dòng)機(jī)65)和電容器328，因此能量從感 應(yīng)器326傳遞到電容器328和負(fù)荷65。控制電路330可控制電源開 關(guān)322?？刂齐娐?30可采用數(shù)字和/或模擬控制環(huán)路。另外，在其 他實(shí)施方式中，控制電路330可借助通信鏈路，例如串行或并行數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)總線，從主控制器(未示出)接收控制信息。用于功率調(diào)節(jié) 器320輸出的電壓設(shè)定點(diǎn)可設(shè)置為例如開路電壓的一半，在該點(diǎn)可 以利用來自電源的最大可用功率。在其他實(shí)施方式中，可以采用不同的功率轉(zhuǎn)換器拓樸結(jié)構(gòu)，包 括線性或者開關(guān)模式的功率轉(zhuǎn)換器?？梢圆捎冒ɑ貟?、正向、降
壓、升壓和SEPIC的其他開關(guān)模式拓樸結(jié)構(gòu)。用于功率調(diào)節(jié)器320
變化。另外，功率調(diào)節(jié)器320可與圖13所示的輔助蓄電裝置342 —
起使用。此外，正向/反向開關(guān)316可結(jié)合到功率調(diào)節(jié)器320中，但
在圖17中顯示的是單獨(dú)的。
電池可通常被;溪擬為理想電壓源和源電阻。對(duì)于理想;溪型，當(dāng)
源和負(fù)荷電阻匹配時(shí)，傳遞給負(fù)荷最大功率。圖18示出了電池的典
型功率曲線。當(dāng)電池電路打開時(shí)，電池兩端的電壓很高(在其開路
值)且從電池吸取的電流為零。從電池傳遞的功率也為零。隨著從
電池吸耳又的電流越多，電池兩端的電壓越小。由電池傳遞的功率是
電流和電壓的乘積。在小于開路電壓的電壓水平周圍，功率達(dá)到其
峰值。如圖18所示，由于化學(xué)性質(zhì)或者正溫度系數(shù)(PTC)，或者
由于電池保護(hù)裝置，對(duì)于大多數(shù)電池化學(xué)性質(zhì)來說，在更高電流處 電壓/功率具有劇烈的下降。
尤其是在過程中利用電池(或多節(jié)電池)來為電動(dòng)機(jī)65供電的 實(shí)施方式來說，控制電路330可監(jiān)控輸出電壓并控制調(diào)節(jié)器320的 ，i殳定點(diǎn)，從而電池運(yùn)行在功率曲線的"左，，或者功率增加側(cè)。如果 電池達(dá)到了峰值功率水平，則控制電路330可改變(例如降低)調(diào) 節(jié)器的設(shè)定點(diǎn)，從而需要來自電池的更少總功率。電動(dòng)機(jī)65然后可 減速。這樣，來自電池組的需求很少超過可用的功率峰值(即使會(huì) 超過的話)，從而可以避免過程中功率不足的情況。
另外，才艮據(jù)其他實(shí)施方式，從電池吸耳又的功率可以按電池中的 化學(xué)反應(yīng)需要時(shí)間來恢復(fù)的方式來優(yōu)化，以此來優(yōu)化電流和電池可 用的功率。在脈沖負(fù)荷中，電池通常在朝向脈沖結(jié)尾的脈沖的開始 處提供更多的功率。這緣于多個(gè)因素，包括(l)PTC可能在脈沖 過程中改變其電阻；(2)電池的溫度可能改變；以及(3)由于陰 極的電解液正被耗盡而使電化學(xué)感應(yīng)速率發(fā)生變化且新鮮電解液的擴(kuò)散速率限制了反應(yīng)速率。根據(jù)各種設(shè)施方式，控制電路330可以
控制轉(zhuǎn)換器320,使得其從電池吸取更少的電流以允許電池在再次脈
沖之前恢復(fù)。
如上面提及的，根據(jù)各種實(shí)施方式，電池組299可包括多節(jié)電 池單體310。圖22示出了具有6節(jié)電池單體310的實(shí)施方式。電池 單體310可以例如是鋰一次電池。才艮據(jù)各種實(shí)施方式，電池組299 可只具有內(nèi)部連接的電池的一部分。例如，如圖22所示，電池單體 310a連接到電池310b，電池單體310c連接到電池單體310d,且電 池單體310e連接到電池單體310f。然而，電池單體310b并不在電 池組中內(nèi)部連接到單體310c,且電池單體310d并不在電池組中內(nèi)部 連4妾到電池單體310e。這種實(shí)施方式中的器械10的手柄6可包括僅 在電池組299物理地插入器械10中時(shí)將電池單體310串聯(lián)連才妄的電 池單體連接器1300。例如，連接器1300可包括正輸出端1302、將 電池單體310b串聯(lián)至電池單體310c的連接器1304、將電池單體310d 連4妾至單體310e的連接器1306以及負(fù)輸出端1308。
圖23示出了器械10的一種實(shí)施方式，其中可更換、可移除的 電池組299安置于器械10的手柄6中。如圖23所示，電池單體連 接器1300可集成到手柄6中，使得在電池組299插入手柄6中時(shí)， 電池單體連接器1300形成必要的電池單體連接。
當(dāng)然，在其它實(shí)施方式中，可以使用具有不同數(shù)量?jī)?nèi)部單體和 不同數(shù)量的內(nèi)部連接單體的電池組。例如，圖24示出了具有6節(jié)單 體310a-f的實(shí)施方式，其中兩組3節(jié)單體(單體310a-c和單體310d-f) 連4妄在一起。
這里公開的裝置可設(shè)計(jì)成在一次使用后丟棄，或者可設(shè)計(jì)成多 次使用。然而，在任一種情況下，裝置可在至少一次使用后修復(fù)以 備再次使用。修復(fù)可包括裝置的拆卸、接著清洗或更換特定部件和 隨后的重新組裝這些步驟的任意組合。特別地，該裝置可以被拆卸， 任何數(shù)量的特定部件或零件可以有選擇地以任意組合被更換或去 除。在清洗和/或替換特定部件之后，該裝置可在修復(fù)設(shè)備中或在即將進(jìn)行手術(shù)程序之前由手術(shù)隊(duì)進(jìn)行重新組裝以便以后使用。本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員將會(huì)理解對(duì)該裝置的修復(fù)可利用用于拆卸、清洗/替換、 和重新組裝的各種技術(shù)。這些技術(shù)的使用以及產(chǎn)生的修復(fù)好的裝置 也全都在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，本文中公開的本發(fā)明將在外科手術(shù)前被處理。首先， 獲取新的或者使用過的器械并在需要的情況下對(duì)其進(jìn)行清潔。該器 械然后進(jìn)行滅菌。在一種滅菌工藝中，器械被放置在閉合且密封的
容器中，諸如用一片TYVEK (高密度聚乙烯合成紙袋)覆蓋的熱成 形塑料殼。容器和器械然后被放置在可穿透容器的輻射場(chǎng)中，諸如y 射線、x射線或者高能電子。輻射殺死器械上以及容器中的細(xì)菌。滅 菌后的器械然后可被儲(chǔ)存在無菌容器中。密封的容器保持器械處于 無菌狀態(tài)，直到其在醫(yī)學(xué)設(shè)施中被打開。
優(yōu)選使裝置被滅菌。這可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的多種方 式，包括P或者y射線、環(huán)氧乙烷、蒸汽和其它方法來完成。
經(jīng)描述得相當(dāng)詳細(xì)了 ，但申請(qǐng)人并不意于將權(quán)利要求
的范圍局限于 這樣的細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到其它優(yōu)點(diǎn)和變型。本發(fā)明
縫釘以實(shí)現(xiàn)具有不同成形(最終)高度的縫釘?shù)亩瞬繄?zhí)行器的巨大 進(jìn)步。
相應(yīng)地，本發(fā)明針對(duì)內(nèi)窺4竟式手術(shù)和"i殳備進(jìn)行了討i侖。然而， 這里使用的術(shù)語例如"內(nèi)窺鏡式"不應(yīng)當(dāng)被解釋為將本發(fā)明限制于 僅結(jié)合內(nèi)窺鏡管(即，套管針)使用的外科縫合和切割器械。相反， 相信本發(fā)明可以應(yīng)用于接近受限的任何手術(shù)，包括但不限于腹腔鏡 式手術(shù)以及開放式手術(shù)。而且，本發(fā)明的各種釘倉實(shí)施方式的獨(dú)特 和新穎方面可在結(jié)合其它形式的縫合設(shè)備使用時(shí)找到應(yīng)用，同樣不 脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種外科器械，包括
端部執(zhí)行器，其包括可動(dòng)的切割器械；
軸，其遠(yuǎn)端連接到所述端部執(zhí)行器；以及
手柄，其連接到所述軸的近端，其中所述手柄包括
電動(dòng)機(jī)，其用于致動(dòng)所述切割器械；
電動(dòng)機(jī)控制電路，其用于控制所述電動(dòng)機(jī)，其中，所述電動(dòng)機(jī)控制電路包括
電源，其連接到所述電動(dòng)機(jī)用于為所述電動(dòng)機(jī)供電；
電荷存儲(chǔ)裝置；以及
開關(guān)電路，其連接到所述電源和所述電荷存儲(chǔ)裝置，用于(i)將所述電荷存儲(chǔ)裝置暫時(shí)地連接到所述電源以為所述電荷存儲(chǔ)裝置充電，并且(ii)將所述電荷存儲(chǔ)裝置選擇性地與所述電源串聯(lián)以為所述電動(dòng)機(jī)提供額外的功率。
2. 如權(quán)利要求
1所述的外科器械，其中，所述電荷存儲(chǔ)裝置包 括電容器。
3. 如權(quán)利要求
2所述的外科器械，其中，所述電荷存儲(chǔ)裝置包 括超級(jí)電容器。
4. 如權(quán)利要求
1所述的外科器械，其中，所述電源包括多個(gè)串 聯(lián)的電池單體。
5. 如權(quán)利要求
4所述的外科器械，還包括連接到所述電源的電 源選擇開關(guān)，用于在第 一 狀態(tài)時(shí)將所有的電源連接到所述電動(dòng)機(jī)， 且在第二狀態(tài)時(shí)將一部分電源連接到所述電動(dòng)機(jī)。
6. 如權(quán)利要求
1所述的外科器械，其中，所述端部執(zhí)行器包括 圓形切割端部執(zhí)行器。
7. 如權(quán)利要求
1所述的外科器械，其中，所述端部執(zhí)行器包括 線性切割端部執(zhí)行器。
8. 如權(quán)利要求
1所述的外科器械，其中，所述電動(dòng)機(jī)控制電路還包括連接到所述電源的電流控制電路，用于改變從所述電源供應(yīng)至所述電動(dòng)機(jī)的電流，使得所述電動(dòng)機(jī)具有至少用于所述切割器械的切割行程循環(huán)的第 一 部分的第 一 低功率運(yùn)行模式；以及用于所述切割器械的切割行程循環(huán)的第二部分的第二高功率運(yùn) 行模式。
9. 如權(quán)利要求
1所述的外科器械，其中 所述電動(dòng)機(jī)包括至少兩個(gè)繞組；以及所述電動(dòng)機(jī)控制電路用于使所述至少兩個(gè)繞組選擇性地串聯(lián)或 者并聯(lián)。
10. —種外科器械，包括 端部執(zhí)行器，其包括可動(dòng)的切割器械； 軸，其遠(yuǎn)端連接到所述端部執(zhí)行器；以及手柄，其連接到所述軸的近端，其中所述手柄包括電動(dòng)機(jī)，其用于致動(dòng)所述切割器械，其中所述電動(dòng)機(jī)包括至 少兩個(gè)繞組；電動(dòng)機(jī)控制電路，其連接到所述電動(dòng)機(jī)并使所述至少兩個(gè) 繞組選擇性地串聯(lián)或者并聯(lián)。
專利摘要
本發(fā)明公開一種電動(dòng)外科器械，更具體地，公開一種電動(dòng)的外科切割和緊固器械。在一種實(shí)施方式中，該機(jī)械包括獨(dú)立于電池的電荷存儲(chǔ)裝置，其在特定條件下為電動(dòng)機(jī)提供額外的功率。另外，電動(dòng)機(jī)可包括多個(gè)繞組。
文檔編號(hào)A61B17/32GKCN101683281SQ200910175033
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年9月23日
發(fā)明者B·E·斯文斯加德, D·C·耶茨, F·E·謝爾頓四世, T·W·休特瑪 申請(qǐng)人:伊西康內(nèi)外科公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan