КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СТЕРИЛЬНОМ ОКРУЖЕНИИ
COMPONENTS FOR APPLICATION IN STERILE SURROUNDING

ПРИОРИТЕТЫ
Настоящая заявка является частичным продолжением заявки, истребующей приоритет в соответствии с положениями § 120 раздела 35 Свода законов США по одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент США № 12/366548, озаглавленной «СТЕРИЛИЗУЕМЫЙ ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ», поданной 05 февраля 2009 г., содержание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится в целом к хирургическим инструментам, которые могут использоваться в стерильном окружении, и, более конкретно, к хирургическим инструментам, имеющим первую часть и вторую часть, причем в одном варианте осуществления первая часть герметично закрыта мембраной таким образом, что она может быть соединена со второй частью и использоваться в стерильном окружении. Настоящее изобретение также относится к электронным компонентам, допустимым для использования в стерильном окружении.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
После изготовления хирургического инструмента и (или) после использования хирургического инструмента во время хирургической операции он может быть подвергнут физической и (или) химической стерилизации для уничтожения или удаления имеющихся на нем инфекционных агентов. Физическая стерилизация может включать стерилизацию гамма-излучением, которая может использоваться во многих случаях. Однако в некоторых случаях гамма-излучение может повредить электронные компоненты и (или) источник энергии, например, хирургического инструмента. В результате этого доступные способы стерилизации таких хирургических инструментов могут быть ограничены стерилизацией нагреванием, паром и (или) химической стерилизацией, например, этиленоксидом, озоном и (или) перекисью водорода. Хотя данные варианты допустимы во многих случаях, они могут быть более дорогими и (или) затратными по времени в сравнении, например, со стерилизацией гамма-излучением. В других ситуациях уровень стерилизации электронных компонентов и (или) источника энергии может не соответствовать тому уровню, при котором они могут быть использованы в открытом виде в операционной во время проведения хирургической процедуры. Таким образом, в данной области необходимы улучшения.
Вышеизложенные пояснения приводятся исключительно для раскрытия некоторых недостатков, существующих в настоящее время в области техники, к которой относится настоящее описание, и не ограничивают объем настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном общем аспекте настоящего изобретения хирургический инструмент может содержать первую часть, например, такую как источник энергии, которая содержит по меньшей мере один первый электрический контакт, мембрану, герметично закрывающую первую часть, и вторую часть. Вторая часть может содержать корпус хирургического инструмента и стенку, определяющую полость в корпусе хирургического инструмента. Полость может быть выполнена с возможностью по меньшей мере частично принимать первую часть, которая при этом остается герметично закрытой мембраной. Вторая часть может дополнительно содержать первую область, содержащую по меньшей мере один второй электрический контакт, вторую область, содержащую отверстие, сообщающееся с полостью, и закрывающий элемент, выполненный с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением. Закрывающий элемент может находиться в герметизирующем контакте со второй областью, будучи в первом положении, и по меньшей мере частично может не находиться в герметизирующем контакте со второй областью, будучи во втором положении. Первый электрический контакт и (или) второй электрический контакт могут быть выполнены с возможностью прохождения через мембрану для установления электрического соединения между первой частью и второй частью, по меньшей мере когда закрывающий элемент перемещается из второго положения в первое положение.
В другом общем аспекте настоящего изобретения хирургическая инструментальная система может содержать первую часть, содержащую по меньшей мере одну первую электрическую клемму и герметичную оболочку. Первая часть может размещаться внутри герметичной оболочки, а герметичная оболочка может включать непроницаемый для микробов барьерный слой. Хирургическая инструментальная система может дополнительно содержать вторую часть, содержащую корпус хирургического инструмента и приемный паз, выполненный в корпусе хирургического инструмента. Приемный паз может быть выполнен с возможностью принимать по меньшей мере часть первой части, которая при этом размещается внутри герметичной оболочки. Вторая часть может дополнительно содержать первую область, содержащую по меньшей мере одну вторую электрическую клемму, вторую область, определяющую проход для сообщения с приемным пазом, и закрывающий элемент, выполненный с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением. Закрывающий элемент может находиться в герметизирующем контакте со второй областью, будучи в первом положении, и по меньшей мере частично может не находиться в герметизирующем контакте со второй областью, будучи во втором положении. Закрывающий элемент может содержать кулачковую поверхность, выполненную с возможностью введения первой части в приемный паз и обеспечения прокалывания одной из первой электрической клеммы и второй электрической клеммы герметичной оболочки для установления электрического соединения между первой частью и второй частью, по меньшей мере когда закрывающий элемент перемещается из второго положения в первое положение.
В еще одном общем аспекте настоящего изобретения блок электронного компонента может быть выполнен с возможностью электрического соединения с хирургическим инструментом. Блок электронного компонента может содержать электронный компонент, выполненный с возможностью подачи энергии и (или) управления хирургическим инструментом, когда блок электронного компонента находится в электрическом соединении с хирургическим инструментом. Электронный компонент может быть помещен в корпус. Корпус может содержать внешнюю поверхность, которая выполнена из материала, по меньшей мере оказывающего сопротивление микробному заражению, по меньшей мере одно вентиляционное отверстие, выполненное в корпусе, и газопроницаемый, непроницаемый для микробов барьер, размещенный над указанным по меньшей мере одним вентиляционным отверстием и выполненный с возможностью по меньшей мере блокировать выход микробов из корпуса.
В еще одном общем аспекте настоящего изобретения модуль хирургического инструмента может содержать электронный компонент, выполненный с возможностью по меньшей мере одного из подачи энергии и управления хирургическим инструментом, когда модуль хирургического инструмента находится в электрическом соединении с хирургическим инструментом. Корпус может герметично закрывать электронный компонент. Корпус может содержать внешнюю поверхность, содержащую первый бактерицидный материал, по меньшей мере одно вентиляционное отверстие, выполненное в корпусе, и газопроницаемый, непроницаемый для микробов барьер, размещенный над указанным по меньшей мере одним вентиляционным отверстием. Газопроницаемый, непроницаемый для микробов барьер может быть выполнен с возможностью предотвращения выхода микробов, находящихся на электронном компоненте, из корпуса и в то же время обеспечения возможности входа газа в корпус и выхода газа из корпуса. Модуль хирургического инструмента может дополнительно содержать радиатор, закрепленный на корпусе и выходящий из электронного компонента. Радиатор может быть выполнен с возможностью рассеивать выделяемое электронным компонентом тепло и может содержать второй бактерицидный материал.
Настоящее краткое описание изобретения представляет собой краткое описание некоторых вариантов осуществления настоящей заявки. Необходимо понимать, что настоящая заявка не ограничивается вариантами осуществления, представленными в настоящем описании изобретения, и охватывает все модификации в рамках принципов и объема изобретения, определяемых в приложенной формуле изобретения. Необходимо также понимать, что настоящее описание не следует интерпретировать или толковать таким образом, чтобы оно ограничивало объем прилагаемой формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Указанные и другие особенности и преимущества настоящего изобретения, а также способы их осуществления будут очевидны, а суть изобретения станет более понятной после ознакомления с описанием вариантов осуществления изобретения совместно с сопроводительными фигурами.
На фиг. 1 и 2 представлены изображения в перспективе хирургического режущего и сшивающего инструмента.
На фиг. 3-5 представлены изображения в разобранном виде концевого зажима и ствола инструмента, представленного на фиг. 1.
На фиг. 6 представлен вид сбоку концевого зажима, изображенного на фиг. 3.
На фиг. 7 представлен разобранный вид рукоятки инструмента, изображенного на фиг. 1.
На фиг. 8 и 9 представлены частичные изображения в перспективе рукоятки, изображенной на фиг. 1.
На фиг. 10 представлен вид сбоку рукоятки, изображенной на фиг. 1.
На фиг. 10A и 10B представлен пропорциональный датчик, который может быть использован с рукояткой, изображенной на фиг. 1.
На фиг. 11 представлена принципиальная схема цепи, использованной в инструменте с фиг. 1.
На фиг. 12-13 представлен вид сбоку рукоятки хирургического инструмента согласно другим вариантам осуществления.
На фиг. 14-22 представлены различные механические устройства для блокировки закрывающего пускового устройства рукоятки хирургического инструмента.
На фиг. 23A-B представлен универсальный шарнир (u-образный шарнир), который может быть использован в точке сочленения хирургического инструмента.
На фиг. 24A-B представлен кабель кручения, который может быть использован в точке сочленения хирургического инструмента.
На фиг. 25-31 представлен хирургический режущий и сшивающий инструмент с усилителем.
На фиг. 32-36 представлен хирургический режущий и сшивающий инструмент с усилителем согласно другому варианту осуществления.
На фиг. 37-40 представлен хирургический режущий и сшивающий инструмент с тактильной обратной связью в рамках вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 41 представлено изображение в разобранном виде концевого зажима и ствола хирургического инструмента.
На фиг. 42 представлен вид сбоку рукоятки хирургического инструмента, который приводится в действие механическим путем.
На фиг. 43 представлено изображение в разобранном виде рукоятки инструмента, изображенного на фиг. 42, который приводится в действие механическим путем.
На фиг. 44 представлена блок-схема регистрирующей системы, фиксирующей различные режимы работы хирургического инструмента.
На фиг. 45-46 представлен вид сбоку в разрезе рукоятки инструмента, изображенной на фиг. 42.
На фиг. 47 представлен концевой зажим инструмента, изображенного на фиг. 42, с различными датчиками.
На фиг. 48 представлен стержень пускового механизма инструмента, изображенного на фиг. 42, с датчиком.
На фиг. 49 представлен вид сбоку рукоятки, концевого зажима и стержня пускового механизма инструмента, изображенного на фиг. 42, с датчиком.
На фиг. 50 представлено изображение в разобранном виде канала для скобок и частей картриджа со скобками инструмента с различными датчиками, в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 51 представлен вид сверху канала для скобок инструмента, изображенного на фиг. 42, с различными датчиками.
На фиг. 52A и 52B представлена блок-схема, показывающая способ управления хирургическим инструментом в соответствии с различными вариантами осуществления.
На фиг. 53 представлена таблица с данными примеров зарегистрированных режимов работы хирургического инструмента в соответствии с различными вариантами осуществления.
На фиг. 54 представлен хирургический инструмент в соответствии с различными вариантами осуществления.
На фиг. 55 представлена принципиальная схема хирургического инструмента, изображенного на фиг. 54.
На фиг. 56-58 представлены различные варианты осуществления части хирургического инструмента, изображенного на фиг. 54.
На фиг. 59 представлен вид в перспективе хирургического инструмента в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 60 представлен вид хирургического инструмента, находящегося внутри герметичного контейнера.
На фиг. 61 представлен вид в перспективе хирургического инструмента, содержащего первую часть и вторую часть в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 62 представлен вид в перспективе хирургического инструмента с фиг. 61, в котором первая часть по меньшей мере частично размещена внутри полости, созданной во второй части в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 63 представлен закрывающий элемент хирургического инструмента с фиг. 62, находящийся в положении для контакта с первой частью и подачи первой части в полость, созданную во второй части.
На фиг. 64 представлен вид в перспективе источника энергии в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 65 представлен вид в перспективе другого источника энергии в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 66 представлен вид в сечении источника энергии с фиг. 65 вдоль линии 66-66 на фиг. 65 в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
Для указания аналогичных элементов на разных изображениях используются аналогичные цифровые обозначения. Иллюстрации, прилагаемые к настоящей заявке, предназначены исключительно для демонстрации предпочтительных вариантов осуществления изобретения, они не должны толковаться как ограничивающие объем настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для более полного понимания конструкции, принципов работы, производства и использования устройств и способов, описанных в настоящем документе, приводится описание отдельных примеров осуществления настоящего изобретения. Один или несколько примеров вариантов осуществления настоящего изобретения представлены на сопроводительных фигурах. Специалистам в данной области будет понятно, что устройства и способы, подробно описанные в настоящем документе и представленные на сопроводительных фигурах, являются неограничивающими примерами вариантов осуществления, и объем различных вариантов осуществления настоящего изобретения определяется только формулой изобретения. Особенности, проиллюстрированные или описанные применительно к одному примеру осуществления, могут сочетаться с особенностями других вариантов осуществления. Предполагается, что объем изобретения охватывает все модификации и изменения.
На фиг. 1 и 2 изображен хирургический режущий и сшивающий инструмент 10 в соответствии с различными вариантами осуществления. Представленный на фигурах вариант осуществления предусматривает эндоскопический хирургический инструмент 10 и в целом отражает варианты осуществления инструмента 10, описанные в настоящем документе, а также режущие и сшивающие эндохирургические инструменты. Однако необходимо отметить, что, согласно другим вариантам осуществления, инструмент 10 может быть не эндоскопическим хирургическим режущим инструментом, а, например, лапароскопическим инструментом.
Хирургический инструмент 10, изображенный на фиг. 1 и 2, содержит рукоятку 6, ствол 8 и шарнирный концевой зажим 12, соединенный со стволом 8 шарнирным сочленением 14. Рядом с рукояткой 6 может располагаться устройство управления шарнирным сочленением 16, обеспечивающее вращение концевого зажима 12 на шарнирном сочленении 14. Необходимо принять во внимание, что различные варианты осуществления могут включать неповоротный концевой зажим и, следовательно, могут не иметь шарнирного сочленения 14 или устройства управления шарнирным сочленением 16. Также в представленном варианте осуществления концевой зажим 12 выполнен в виде эндокатера для фиксации, рассечения и сшивания ткани, однако в других вариантах осуществления могут использоваться иные типы концевых зажимов, предназначенные для других типов хирургических устройств, такие как зажимы, рассекатели, сшивающие инструменты, устройства для наложения скобок, устройства доступа, устройства для введения лекарственных средств/генной терапии, проведения ультразвуковых, РЧ- или лазерных процедур и т.д.
Рукоятка 6 инструмента 10 может иметь закрывающее пусковое устройство 18 и пусковое устройство 20, приводящее в действие концевой зажим 12. Необходимо понимать, что инструменты с концевыми зажимами, предназначенные для выполнения различных хирургических манипуляций, могут иметь разное количество и типы пусковых устройств или иных применимых средств управления концевым зажимом 12. Концевой зажим 12 показан отдельно от рукоятки 6, рядом с предпочтительно удлиненным стволом 8. В одном варианте осуществления клинический врач или оператор инструмента 10 может соединять концевой зажим 12 со стволом 8, используя устройство управления шарнирным сочленением 16, как это более подробно описано в находящейся на рассмотрении заявке на патент США № 11/329020 от 10 января 2006 года, озаглавленной «ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ С ШАРНИРНЫМ КОНЦЕВЫМ ЗАЖИМОМ», которая полностью включена в настоящий документ путем ссылки.
В приведенном примере концевой зажим 12, помимо прочего, имеет канал для скобок 22 и шарнирно перемещаемый зажимной элемент, например, упорную пластину 24, между которыми поддерживается расстояние, обеспечивающее эффективное сшивание скобками, а также рассечение ткани, захваченной концевым зажимом 12. Рукоятка 6 содержит пистолетную рукоятку 26, к которой врач прижимает закрывающее пусковое устройство 18 для сжатия или закрывания упорной пластины 24 к каналу для скобок 22 концевого зажима 12, чтобы зажать ткань, находящуюся между упорной пластиной 24 и каналом 22. Пусковое устройство 20 расположено снаружи относительно закрывающего пускового устройства 18. Как только закрывающее пусковое устройство 18 фиксируется в закрытом положении, как дополнительно описано ниже, пусковое устройство 20 может без усилий прижаться к пистолетной рукоятке 26 таким образом, что оператор может осуществлять такую манипуляцию одной рукой. Затем оператор может прижать пусковое устройство 20 к пистолетной рукоятке 26, осуществляя сшивание и рассечение ткани, зажатой в концевом зажиме 12. В других вариантах осуществления помимо упорной пластины 24 могут использоваться другие зажимные элементы, например, вторая бранша и т.д.
Необходимо принять во внимание, что термины «проксимальный» и «дистальный» используются в настоящем документе по отношению к врачу, удерживающему рукоятку 6 инструмента 10. Так, концевой зажим 12 расположен дистально по отношению к рукоятке 6, расположенной проксимально. Необходимо также принять во внимание, что для удобства и ясности такие пространственные термины как «вертикальный» и «горизонтальный» используются в настоящем документе по отношению к фигурам. Однако использование хирургических инструментов предполагает множество ориентаций и положений, поэтому указанные термины не являются абсолютными и не ограничивают настоящее изобретение.
При пользовании инструментом сначала можно активировать закрывающее пусковое устройство 18. Когда врача устраивает положение концевого зажима 12, он может оттянуть закрывающее пусковое устройство 18 в фиксированное положение полного закрытия, вплотную к пистолетной рукоятке 26. После этого можно активировать пусковое устройство 20. Пусковое устройство 20 возвращается в открытое положение (как показано на фиг. 1 и 2), когда врач устраняет подачу давления, как более подробно описано ниже. Чтобы разблокировать закрывающее пусковое устройство 18, необходимо нажать пусковую кнопку на рукоятке 6. Пусковая кнопка может быть выполнена в разных видах, например, в виде пусковой кнопки 30, представленной на фиг. 42-43, скользящей пусковой кнопки 160, представленной на фиг. 14, и (или) кнопки 172, представленной на фиг. 16.
На фиг. 3-6 показаны варианты осуществления вращающегося концевого зажима 12 и ствола 8 согласно различным вариантам осуществления. На фиг. 3 представлен разобранный вид концевого зажима 12 в соответствии с различными вариантами осуществления. Как показано на фигуре, концевой зажим 12, помимо ранее указанного канала 22 и упорной пластины 24, может включать режущий инструмент 32, салазки 33, картридж со скобками 34, установленный в канале 22 с возможностью удаления, и винтовой стержень 36. Режущий инструмент 32 может, например, представлять собой скальпель. Упорная пластина 24 может шарнирно открываться и закрываться на шарнирных штифтах 25, соединенных с проксимальным концом канала 22. Упорная пластина 24 также на проксимальном конце может иметь язычок 27, вставленный в часть системы механического закрытия (описана ниже) для открывания и закрывания упорной пластины 24. Когда закрывающее пусковое устройство 18 приводится в действие, то есть отводится пользователем инструмента 10, упорная пластина 24 может поворачиваться вокруг шарнирных штифтов 25 в фиксированное, или закрытое, положение. Если фиксация концевого зажима 12 является удовлетворительной, оператор может привести в действие пусковое устройство 20, при этом, как более подробно описано ниже, скальпель 32 и салазки 33 перемещаются вдоль канала 22, рассекая ткань, зафиксированную в концевом зажиме 12. В результате движения салазок 33 вдоль канала 22 скобки (не показаны) из картриджа со скобками 34 прошивают рассеченную ткань, упираясь в прижатую упорную пластину 24, которая сгибает их, фиксируя рассеченную ткань. В некоторых вариантах осуществления салазки 33 могут являться составным компонентом картриджа 34. Патент США № 6978921 под названием «ХИРУРГИЧЕСКИЙ СШИВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С ТРЕХРОГИМ ТОЛКАТЕЛЕМ», который полностью включен в настоящий документ путем ссылки, дает более подробное описание таких двухтактных режущих и сшивающих инструментов. Салазки 33 могут являться частью картриджа 34, при этом когда скальпель 32 втягивается после рассечения ткани, салазки 33 не втягиваются.
Необходимо отметить, что, несмотря на то что в описанных в настоящем документе вариантах осуществления инструмента 10 используется концевой зажим 12, сшивающий скобками рассеченную ткань, в других вариантах осуществления могут использоваться другие способы стягивания или сшивания рассеченной ткани. Например, могут также применяться концевые зажимы, использующие для стягивания рассеченной ткани энергию радиоволн или клеящие вещества. Патент США № 5709680 под названием «ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКОЕ ГЕМОСТАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО» и патент США № 5688270 под названием «ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКОЕ ГЕМОСТАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С УТОПЛЕННЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ И (ИЛИ) ЭЛЕКТРОДАМИ СО СМЕЩЕННОЙ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ», которые полностью включены в настоящий документ путем ссылки, описывают эндоскопический режущий инструмент, использующий энергию радиоволн для скрепления рассеченной ткани. Заявка на патент США с порядковым № 11/267811 под названием «ХИРУРГИЧЕСКИЕ СШИВАЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ» и заявка на патент США с порядковым № 11/267383 под названием «ХИРУРГИЧЕСКИЕ СШИВАЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ПУТЕМ НАГНЕТАНИЯ», которые также полностью включены в настоящий документ путем ссылки, описывают режущие инструменты, использующие адгезивы для скрепления рассеченной ткани. В соответствии с изложенным выше, несмотря на то что приведенное в настоящем документе описание относится к манипуляциям по рассечению/сшиванию и аналогичным операциям, описанным ниже, необходимо понимать, что данный вариант осуществления является примером и не ограничивает настоящее изобретение. Также могут использоваться другие способы сшивания ткани.
На фиг. 4 и 5 представлены изображения в разобранном виде, а на фиг. 6 представлен вид сбоку концевого зажима 12 и ствола 8 в соответствии с различными вариантами осуществления. Как показано в проиллюстрированном варианте осуществления, ствол 8 может включать проксимальную закрывающую трубку 40 и дистальную закрывающую трубку 42, связанные шарнирным звеном 44. Дистальная закрывающая трубка 42 имеет отверстие 45, в которое вставляют язычок 27 на упорной пластине 24, чтобы открывать и закрывать упорную пластину 24, как более подробно описано ниже. Непосредственно внутри закрывающих трубок 40 и 42 может быть расположена сердцевинная трубка 46. Непосредственно внутри сердцевинной трубки 46 может быть расположен основной вращательный (или проксимальный) приводной вал 48, который соединяется со вспомогательным (или дистальным) приводным валом 50 с помощью блока конических зубчатых колес 52. Вспомогательный приводной вал 50 соединен с приводным механизмом 54, который приводит в действие проксимальный приводной механизм 56 винтового стержня 36. Вертикальное коническое зубчатое колесо 52 b может находиться и поворачиваться в отверстии 57 на дистальном конце проксимальной сердцевинной трубки 46. В дистальную сердцевинную трубку 58 могут быть заключены вспомогательный приводной вал 50 и приводные механизмы 54 и 56. В совокупности основной приводной вал 48, вспомогательный приводной вал 50 и блок сочленения (например, блок конических зубчатых колес 52 a-c) в настоящем документе в некоторых случаях упоминаются как «блок основного приводного вала».
Втулка 38, расположенная на дистальном конце канала для скобок 22, принимает винтовой стержень 36, что позволяет винтовому стержню 36 свободно вращаться по отношению к каналу 22. Винтовой стержень 36 может стыковаться с резьбовым отверстием (не показано) скальпеля 32 таким образом, что при вращении стержня 36 скальпель 32 перемещается дистально или проксимально (в зависимости от направления вращения) в канале для скобок 22. Соответственно, когда основной приводной вал 48 при приведении в действие пускового устройства 20 (как более подробно описано ниже) вращается, блок конических зубчатых колес 52 a-c инициирует вращение вспомогательного приводного вала 50, который, в свою очередь, вследствие соединения приводных механизмов 54 и 56, инициирует вращение винтового стержня 36, что принуждает продвигающий скальпель элемент 32 перемещаться вдоль канала 22 и рассекать ткань, захваченную концевым зажимом 12. Салазки 33 могут быть выполнены, например, из пластика и могут иметь наклонную в дистальном направлении поверхность. Когда салазки 33 проходят по каналу 22, наклоненная вперед поверхность может протолкнуть вверх или переместить скобки из картриджа со скобками через зажатую ткань, уперев их в упорную пластину 24. Упорная пластина 24 сгибает скобки, скрепляя таким образом рассеченную ткань. Когда скальпель 32 находится во втянутом положении, скальпель 32 и салазки 33 могут разъединяться, при этом салазки 33 остаются на дистальном конце канала 22.
В некоторых случаях отмечается общее неприятие врачами автоматических эндокатеров, в которых рассечение/скрепление инициируется только нажатием кнопки, из-за отсутствия обратной связи с пользователем во время рассечения/скрепления. Отличие некоторых описанных в настоящем документе вариантов осуществления состоит в том, что автоматические эндокатеры дают пользователю обратную связь о приведении в рабочее положение, силе и (или) положении режущего инструмента 32 в концевом зажиме 12.
На фиг. 7-10 представлен пример варианта осуществления автоматического эндокатера, и в частности его рукоятки, который предоставляет пользователю обратную связь о приведении в рабочее положение и силе нагрузки на режущий инструмент 32 в концевом зажиме 12. Кроме того, данный вариант осуществления может использовать силу, приложенную пользователем во время притягивания пускового устройства 20, для увеличения производительности устройства (так называемый «усиленный режим»). Данный вариант осуществления может использоваться с вращающимся концевым зажимом 12 и стволом 8 в описанных выше вариантах осуществления. Как показано в проиллюстрированном варианте осуществления, рукоятка 6 включает детали внешней нижней стороны 59, 60 и детали внешней верхней стороны 61, 62, которые вплотную прилегают друг к другу, формируя внешнюю часть рукоятки 6. Часть пистолетной рукоятки 26 рукоятки 6 может быть оснащена батареей 64, например, литий-ионной батареей. Батарея 64 подает энергию на двигатель 65, расположенный в верхней части пистолетной рукоятки 26 рукоятки 6. Согласно различным вариантам осуществления, двигатель 65 может быть приводным щеточным двигателем постоянного тока с максимальной скоростью вращения приблизительно 5000 оборотов в минуту. Двигатель 65 может приводить в движение блок 90° конических зубчатых колес 66, содержащий первое коническое зубчатое колесо 68 и второе коническое зубчатое колесо 70. Блок конических зубчатых колес 66 может приводить в действие блок планетарных шестерней 72. Блок планетарных шестерней 72 может включать ведущую шестерню 74, соединенную с приводным валом 76. Ведущая шестерня 74 может приводить в действие сопряженное кольцевое зубчатое колесо 78, которое через приводной вал 82 приводит в действие барабан с винтовым зубчатым колесом 80. Кольцо 84 может быть навинчено на барабан с винтовым зубчатым колесом 80. Таким образом, при вращении двигателя 65 кольцо 84 двигается вдоль барабана с винтовым зубчатым колесом 80 с помощью установленного блока конических зубчатых колес 66, блока планетарных шестерней 72 и кольцевого зубчатого колеса 78.
Рукоятка 6 может также включать датчик запуска двигателя 110 (см. фиг. 10), связанный с пусковым устройством 20, для определения того, что пусковое устройство 20 притянуто (или закрыто) оператором к пистолетной рукоятке 26 рукоятки 6, и тем самым инициировать рассечение/сшивание ткани концевым зажимом 12. Датчик 110 может представлять собой пропорциональный датчик, например, реостат или резистор переменного сопротивления. Когда пусковое устройство 20 находится в прижатом состоянии, датчик 110 определяет движение и направляет электрический сигнал, указывающий на необходимость подачи электрического напряжения (или энергии) на двигатель 65. Если датчик 110 является резистором переменного сопротивления или аналогичным устройством, вращение двигателя 65 может быть, как правило, пропорционально величине смещения пускового устройства 20. Таким образом, когда оператор слегка прижимает или закрывает пусковое устройство 20, двигатель 65 вращается сравнительно медленно. Когда пусковое устройство 20 полностью прижато (или находится в полностью закрытом положении), вращение двигателя 65 максимально. То есть, чем сильнее пользователь прижимает пусковое устройство 20, тем большее напряжение подается на двигатель 65, обеспечивая большую скорость вращения.
Рукоятка 6 может включать срединную часть рукоятки 104, примыкающую к верхней части пускового устройства 20. Рукоятка 6 также может содержать смещающую пружину 112, расположенную между опорами на срединной части рукоятки 104 и пусковом устройстве 20. Смещающая пружина 112 может смещать пусковое устройство 20 в полностью открытое положение. Таким образом, когда оператор разблокирует пусковое устройство 20, смещающая пружина 112 переводит пусковое устройство 20 в открытое положение, тем самым предупреждая срабатывание датчика 110, что приводит к остановке двигателя 65. Кроме того, благодаря наличию смещающей пружины 112, каждый раз, когда пользователь закрывает пусковое устройство 20, он чувствует сопротивление, что позволяет контролировать скорость вращения двигателя 65. Также оператор может прекратить воздействие на пусковое устройство 20 и тем самым прекратить воздействие на датчик 100 и остановить двигатель 65. Таким образом, пользователь может остановить работу концевого зажима 12, что позволяет обеспечить возможность управления оператором операции по рассечению/сшиванию.
Дистальный конец барабана с винтовым зубчатым колесом 80 включает дистальный приводной вал 120, который приводит в действие кольцевое зубчатое колесо 122, сопрягающееся с ведущей шестерней 124. Ведущая шестерня 124 соединяется с основным приводным валом 48 блока основного приводного вала. Таким образом, вращение двигателя 65 вызывает вращение блока основного приводного вала, что приводит в действие концевой зажим 12, как описано выше.
Кольцо 84, навинченное на барабан с винтовым зубчатым колесом 80, может включать опору 86, которая установлена в прорезь 88 кулисы 90. В кулисе 90 имеется отверстие 92 на противоположном конце 94, в которое вставляется шарнирный штифт 96, расположенный между деталями внешних сторон рукоятки 59 и 60. Шарнирный штифт 96 также проходит через отверстие 100 в пусковом устройстве 20 и отверстие 102 в срединной части рукоятки 104.
Кроме того, рукоятка 6 может включать датчик обратного действия (или датчик окончания хода) 130 и датчик останова двигателя (или начала хода) 142. В различных вариантах осуществления датчик обратного действия 130 может являться концевым переключателем, расположенным на дистальном конце барабана с винтовым зубчатым колесом 80, при этом кольцо 84, навинченное на барабан с винтовым зубчатым колесом 80, контактирует с датчиком обратного действия 130 и включает его, когда кольцо 84 достигает дистального конца барабана с винтовым зубчатым колесом 80. При активации датчик обратного действия 130 направляет сигнал на двигатель 65 об изменении направления его вращения и, после рассечения, втягивании скальпеля 32 концевого зажима 12.
Датчик останова двигателя 142 может являться, например, нормально замкнутым концевым переключателем. В различных вариантах осуществления он может располагаться на проксимальном конце барабана с винтовым зубчатым колесом 80, при этом кольцо 84 приводит в действие переключатель 142, когда кольцо 84 достигает проксимального конца барабана с винтовым зубчатым колесом 80.
Когда во время работы оператор инструмента 10 оттягивает назад пусковое устройство 20, датчик 110 определяет введение в действие пускового устройства 20 и направляет сигнал к двигателю 65, активируя его вращение вправо, например, со скоростью, пропорциональной силе, с которой оператор оттягивает пусковое устройство 20. Вращение двигателя вправо 65, в свою очередь, вызывает вращение кольцевого зубчатого колеса 78 на дистальном конце блока планетарных шестерней 72, тем самым активируя вращение барабана с винтовым зубчатым колесом 80 и продвижение в дистальном направлении кольца 84, навинченного на барабан с винтовым зубчатым колесом 80, вдоль барабана с винтовым зубчатым колесом 80. Вращение барабана с винтовым зубчатым колесом 80 также приводит в действие блок основного приводного вала, как описано выше, что, в свою очередь, приводит в рабочее положение скальпель 32 на концевом зажиме 12, то есть скальпель 32 и салазки 33 проходят вдоль канала 22, при этом рассекается ткань, захваченная концевым зажимом 12. Кроме того, в вариантах осуществления, где используется сшивающий концевой зажим 12, происходит сшивание ткани.
К тому моменту, как манипуляция концевого зажима 12 по рассечению/сшиванию ткани завершена, кольцо 84 на барабане с винтовым зубчатым колесом 80 достигает дистального конца барабана с винтовым зубчатым колесом 80, провоцируя включение датчика обратного действия 130, который направляет сигнал двигателю 65 об изменении направления вращения. Это, в свою очередь, провоцирует втягивание скальпеля 32 и вынуждает кольцо 84 на барабане с винтовым зубчатым колесом 80 двигаться в обратном направлении к проксимальному концу барабана с винтовым зубчатым колесом 80.
Срединная часть рукоятки 104 включает тыльное плечо 106, которое зацепляется за кулису 90, что наилучшим образом показано на фиг. 8 и 9. Срединная часть рукоятки 104 также имеет ограничитель рабочего хода 107, сцепленный с пусковым устройством 20. Движение кулисы 90 управляется вращением двигателя 65, как описано выше. Когда кулиса 90 вращается против часовой стрелки, в то время как кольцо 84 продвигается от проксимального кольца барабана с винтовым зубчатым колесом 80 к его дистальному кольцу, срединная часть рукоятки 104 может свободно вращаться против часовой стрелки. Таким образом, когда пользователь притягивает пусковое устройство 20, пусковое устройство 20 сцепляется с ограничителем рабочего хода 107 срединной части рукоятки 104, вызывая вращение серединной части рукоятки 104 против часовой стрелки. Однако вследствие сцепления тыльного плеча 106 с кулисой 90 срединная часть рукоятки 104 может вращаться против часовой стрелки настолько, насколько позволяет кулиса 90. Таким образом, если по каким-либо причинам необходимо остановить вращение двигателя 65, кулиса 90 остановит вращение, и пользователь не сможет осуществлять дальнейшее притягивание пускового устройства 20, так как срединная часть рукоятки 104 не сможет свободно вращаться против часовой стрелки вследствие удержания ее кулисой 90.
На фиг. 10A и 10B представлены два состояния переменного датчика, который можно использовать как датчик запуска двигателя 110. Датчик 110 может включать торцевую часть 280, первый электрод (A) 282, второй электрод (B) 284 и сжимаемый диэлектрический материал 286, расположенный между электродами 282 и 284, например, электроактивный полимер (EAP). Датчик 110 может быть установлен таким образом, чтобы торцевая часть 280 контактировала с пусковым устройством 20, когда он притянут. Соответственно, когда пусковое устройство 20 притянуто, диэлектрический материал 286 сжимается, как показано на фиг. 10B, так, что электроды 282 и 284 сближаются. Так как расстояние b между электродами 282 и 284 напрямую соотносится с полным сопротивлением между электродами 282 и 284, то очевидно, что, чем больше расстояние, тем больше полное сопротивление, и чем меньше расстояние, тем меньше полное сопротивление. Таким образом, величина, на которую сжимается диэлектрик 286 во время прижимания пускового устройства 20 (обозначена как сила F на фиг. 42), пропорциональна полному сопротивлению между электродами 282 и 284, что можно использовать для пропорционального управления двигателем 65.
Компоненты примера системы закрытия (или фиксации) упорной пластины 24 концевого зажима 12 путем притягивания закрывающего пускового устройства 18 также показаны на фиг. 7-10. В проиллюстрированном варианте осуществления система закрытия включает вилку сцепления 250, соединенную с закрывающим пусковым устройством 18 шарнирным штифтом 251, проходящим через ориентированные отверстия в закрывающем пусковом устройстве 18 и вилке сцепления 250. Шарнирный штифт 252, вокруг которого поворачивается закрывающее пусковое устройство 18, проходит через другое отверстие в закрывающем пусковом устройстве 18, которое смещено относительно места, в котором штифт 251 проходит через закрывающее пусковое устройство 18. Таким образом, притягивание закрывающего пускового устройства 18 вызывает вращение против часовой стрелки верхней части закрывающего пускового устройства 18, к которому с помощью штифта 251 прикреплена вилка сцепления 250. Дистальный конец вилки сцепления 250 соединен с помощью штифта 254 с первым закрывающим кронштейном 256. Первый закрывающий кронштейн 256 соединен со вторым закрывающим кронштейном 258. Вместе закрывающие кронштейны 256 и 258 определяют отверстие, в которое вставлен и удерживается проксимальный конец проксимальной закрывающей трубки 40 (см. фиг. 4), при этом продольное движение закрывающих кронштейнов 256 и 258 вызывает продольное перемещение проксимальной закрывающей трубки 40. Инструмент 10 также включает закрывающий стержень 260, установленный внутри проксимальной закрывающей трубки 40. Закрывающий стержень 260 может включать окно 261, в которое вставляется опора 263 на одной из деталей внешних сторон рукоятки, такой как деталь внешней нижней стороны 59 в приведенном варианте осуществления, жестко связывая закрывающий стержень 260 с рукояткой 6. Таким образом, проксимальная закрывающая трубка 40 способна перемещаться продольно по отношению к закрывающему стержню 260. Закрывающий стержень 260 может также включать дистальный буртик 267, который прилегает к полости 269 в проксимальной сердцевинной трубке 46 и удерживается заглушкой 271 (см. фиг. 4).
Во время работы, когда вилка сцепления 250 поворачивается вследствие притягивания закрывающего пускового устройства 18, закрывающие кронштейны 256 и 258 принуждают проксимальную закрывающую трубку 40 двигаться в дистальном направлении (т.е. в направлении от рукоятки инструмента 10), что вызывает движение в дистальном направлении дистальной закрывающей трубки 42 и вращение упорной пластины 24 вокруг шарнирных штифтов 25 до фиксированного, или закрытого, положения. Когда закрывающее пусковое устройство 18 разблокировано, проксимальная закрывающая трубка 40 плавно передвигается в проксимальном направлении, что вызывает движение дистальной закрывающей трубки 42 в проксимальном направлении и, вследствие того, что язычок 27 вставлен в отверстие 45 дистальной закрывающей трубки 42, вызывает поворот упорной пластины 24 вокруг шарнирных штифтов 25 до открытого, или разблокированного, положения. Таким образом, притягивая и блокируя закрывающее пусковое устройство 18, оператор может зажимать ткань между упорной пластиной 24 и каналом 22, а также освобождать ее после рассечения/сшивания, вернув закрывающее пусковое устройство 20 из закрытого положения.
На фиг. 11 представлена принципиальная схема электрической цепи инструмента 10 в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Когда оператор начинает прижимать пусковое устройство 20 после фиксации закрывающего пускового устройства 18, активируется датчик 110, позволяя току проходить по цепи. Если в обычном состоянии открытый переключатель датчика обратного действия 130 открыт (что означает, что конец хода концевого зажима не был достигнут), ток будет протекать по направлению к однополюсному реле на два направления 132. Так как переключатель датчика обратного действия 130 не закрыт, индуктор 134 реле 132 не будет находиться под напряжением, то есть реле 132 будет оставаться в невозбужденном состоянии. В цепи также установлен датчик блокировки картриджа 136. Если в концевой зажим 12 вставлен картридж со скобками 34, датчик 136 будет находиться в закрытом состоянии, пропуская ток. И наоборот, если в концевой зажим 12 не вставлен картридж со скобками 34, датчик 136 будет открытым, тем самым препятствуя подаче энергии на двигатель 65 от батареи 64.
При вставленном картридже со скобками 34 датчик 136 закрыт, что позволяет подавать напряжение на однополюсное реле на одно направление 138. Когда реле 138 находится в возбужденном состоянии, ток протекает через датчик 136 и датчик резистора переменного сопротивления 110 к двигателю 65 через двухполюсное реле на два направления 140, таким образом подавая энергию на двигатель 65 и позволяя ему вращаться в прямом направлении.
Когда концевой зажим 12 достигает конца хода, активируется датчик обратного действия 130, замыкая переключатель 130 и пропуская ток к реле 134. Это приводит к тому, что реле 134 переходит в возбужденное состояние (не показано на фиг. 13), при этом ток течет не через датчик блокировки картриджа 136 и резистор переменного сопротивления 110, а проходит как к закрытому в обычном состоянии двухполюсному реле на два направления 142, так и к двигателю 65, но через реле 140, что вынуждает двигатель 65 поменять направление вращения.
Поскольку переключатель датчика останова двигателя 142 в обычном состоянии закрыт, ток пойдет назад к реле 134, обеспечивая его замыкание до тех пор, пока не откроется переключатель 142. Когда скальпель 32 находится в полностью втянутом положении, переключатель датчика останова двигателя 142 активируется и открывается, прекращая тем самым подачу энергии на двигатель 65.
В других вариантах осуществления вместо пропорционального датчика 110 может использоваться двухпозиционный датчик. В таких вариантах осуществления скорость вращения двигателя 65 может не быть пропорциональной силе, приложенной оператором. Как правило, двигатель 65 вращается в целом с постоянной скоростью. Тем не менее, оператор получает обратную связь относительно усилия, так как пусковое устройство 20 включено в цепь зубчатых передач привода.
На фиг. 12 представлен вид сбоку рукоятки 6 автоматического эндокатера с усилителем согласно другому варианту осуществления. Вариант осуществления, представленный на фиг. 12, аналогичен варианту осуществления, представленному на фиг. 7-10, за исключением того, что вариант осуществления, представленный на фиг. 12, не имеет кулисы, соединенной с кольцом 84, навинченным на барабан с винтовым зубчатым колесом 80. Вместо этого в варианте осуществления, представленном на фиг. 12, кольцо 84 включает часть с датчиком 114, которая перемещается с кольцом 84, когда кольцо 84 продвигается вперед (и назад) по барабану с винтовым зубчатым колесом 80. Часть с датчиком 114 включает выемку 116. Датчик обратного действия 130 может быть расположен на дистальном конце выемки 116, и датчик останова двигателя 142 может быть расположен на проксимальном конце выемки 116. Когда кольцо 84 продвигается вперед (и назад) по барабану с винтовым зубчатым колесом 80, часть с датчиком 114 продвигается вместе с ним. Кроме того, как показано на фиг. 12, срединная часть 104 может иметь плечо 118, которое входит в выемку 12.
Во время работы, когда оператор инструмента 10 прижимает пусковое устройство 20 к пистолетной рукоятке 26, датчик запуска двигателя 110 определяет движение и направляет двигателю 65 сигнал к началу работы, что вызывает, помимо прочего, вращение барабана с винтовым зубчатым колесом 80. Когда барабан с винтовым зубчатым колесом 80 вращается, кольцо 84, навинченное на барабан с винтовым зубчатым колесом 80, продвигается в прямом направлении (или в обратном, в зависимости от направления вращения). Кроме того, при прижимании пускового устройства 20 срединная часть 104 вращается против часовой стрелки вместе с пусковым устройством 20 за счет ограничителя рабочего хода 107, который сцеплен с пусковым устройством 20. При вращении против часовой стрелки срединной части 104 плечо 118 вращается против часовой стрелки вместе с частью с датчиком 114 на кольце 84 таким образом, чтобы плечо 118 оставалось в выемке 116. Когда кольцо 84 достигает дистального конца барабана с винтовым зубчатым колесом 80, плечо 118 контактирует с датчиком обратного действия 130 и тем самым активирует его. Аналогичным образом, когда кольцо 84 достигает проксимального конца барабана с винтовым зубчатым колесом 80, плечо контактирует с датчиком останова двигателя 142 и активирует его. Такими действиями можно изменить направление движения двигателя 65 и остановить его, в соответствии с описанием выше.
На фиг. 13 представлен вид сбоку рукоятки 6 автоматического эндокатера с усилителем согласно другому варианту осуществления. Вариант осуществления, представленный на фиг. 13, аналогичен варианту осуществления, представленному на фиг. 7-10, за исключением того, что в варианте осуществления, представленном на фиг. 13, кулиса 90 не имеет прорези. Вместо этого кольцо 84, навинченное на барабан с винтовым зубчатым колесом 80, имеет вертикальный канал 126. Вместо прорези кулиса 90 имеет опору 128, которая расположена в канале 126. Когда барабан с винтовым зубчатым колесом 80 вращается, кольцо 84, навинченное на барабан с винтовым зубчатым колесом 80, продвигается в прямом направлении (или в обратном, в зависимости от направления вращения). Когда кольцо 84 продвигается, кулиса 90, вследствие наличия опоры 128, расположенной в канале 126, вращается против часовой стрелки, как показано на фиг. 13.
Как было указано выше, при использовании двухтактного автоматического инструмента оператор сначала притягивает и блокирует закрывающее пусковое устройство 18. На фиг. 14 и 15 показан один вариант осуществления способа блокировки закрывающего пускового устройства 18 на пистолетной рукоятке 26 рукоятки 6. В данном варианте осуществления пистолетная рукоятка 26 имеет крюк 150, выполненный с возможностью вращения против часовой стрелки вокруг шарнира 151 под действием торсионной пружины 152. Закрывающее пусковое устройство 18 также включает запирающую пластину 154. Когда оператор притягивает закрывающее пусковое устройство 18, запирающая пластина 154 зацепляется за скошенную часть 156 крюка 150, поворачивая тем самым крюк 150 вверх (или по часовой стрелке, как показано на фиг. 14-15) до тех пор, пока запирающая пластина 154 полностью не пройдет скошенную часть 156 и не встанет в утопленную выемку 158 крюка 150, фиксируя положение закрывающего пускового устройства 18. Оператор может разблокировать закрывающее пусковое устройство 18, сдвигая вниз скользящую пусковую кнопку 160 на задней или противоположной стороне пистолетной рукоятки 26. При сдвигании вниз скользящей пусковой кнопки 160 крюк 150 поворачивается по часовой стрелке, высвобождая запирающую пластину 154 из утопленной выемки 158.
На фиг. 16 показан другой блокирующий механизм закрывающего пускового устройства в соответствии с различными вариантами осуществления. В варианте осуществления, представленном на фиг. 16, закрывающее пусковое устройство 18 включает клин 160, имеющий стреловидную часть 161, которая выполнена с возможностью опускания вниз (или в направлении по часовой стрелке) под действием пластинчатой пружины 162. Клин 160 и пластинчатая пружина 162 могут быть выполнены, например, из формованного пластика. Когда закрывающее пусковое устройство 18 притянуто, стреловидная часть 161 вставлена в отверстие 164 в пистолетной рукоятке 26 рукоятки 6. Нижняя скошенная поверхность 166 стреловидной части 161 зацепляется за нижнюю боковую стенку 168 отверстия 164, принуждая стреловидную часть 161 поворачиваться против часовой стрелки. В результате этого нижняя скошенная поверхность 166 полностью заходит за нижнюю боковую стенку 168, сила, поворачивающая стреловидную часть 161 против часовой стрелки, прекращает воздействие на нее, при этом нижняя боковая стенка 168 фиксирует стреловидную часть 161 в закрытом положении, зацепляясь за выемку 170.
Чтобы разблокировать закрывающее пусковое устройство 18, пользователю нужно надавить на кнопку 172 на противоположной стороне закрывающего пускового устройства 18, вынуждая стреловидную часть 161 повернуться против часовой стрелки и позволяя стреловидной части 161 выйти из отверстия 164.
На фиг. 17-22 показан блокирующий механизм закрывающего пускового устройства в соответствии с другим вариантом осуществления. Как показано в этом варианте осуществления, закрывающее пусковое устройство 18 включает гибкое продольное плечо 176, имеющее выступающий боковой штифт 178. Плечо 176 и штифт 178 могут быть выполнены, например, из формованного пластика. Пистолетная рукоятка 26 рукоятки 6 имеет отверстие 180 с расположенным внутри него латерально расширяющимся клином 182. Когда закрывающее пусковое устройство 18 втянуто, штифт 178 зацепляется за клин 182, затем штифт 178 продвигается нижней поверхностью 184 клина 182 вниз (то есть плечо 176 поворачивается по часовой стрелке), как показано на фиг. 17 и 18. Когда штифт 178 полностью заходит за нижнюю поверхность 184, воздействие, вынуждающее плечо 176 двигаться по часовой стрелке, прекращается, и штифт 178 поворачивается против часовой стрелки, при этом штифт 178 останавливается в выемке 186 за клином 182, как показано на фиг. 19, фиксируя закрывающее пусковое устройство 18. Штифт 178 удерживается на месте в закрытом положении гибким ограничителем 188, выступающим из клина 184.
Чтобы разблокировать закрывающее пусковое устройство 18, оператор может дополнительно надавить на закрывающее пусковое устройство 18, чтобы штифт 178 продвинулся до наклонной задней стенки 190 отверстия 180, при этом штифт 178 вынужденно продвигается по направлению вверх мимо гибкого ограничителя 188, как показано на фиг. 20 и 21. Затем штифт 178 свободно выходит через верхний канал 192 отверстия 180, при этом закрывающее пусковое устройство 18 перестает фиксироваться на пистолетной рукоятке 26, как показано на фиг. 22.
На фиг. 23A-B показан универсальный шарнир (u-образный шарнир) 195. Вторая деталь 195-2 u-образного шарнира 195 вращается в горизонтальной плоскости, в которой расположена первая деталь 195-1. На фиг. 23A показан u-образный шарнир 195 в линейном (180°) расположении, на фиг. 23B показан u-образный шарнир 195 под углом приблизительно 150°. U-образный шарнир 195 может быть использован вместо конических зубчатых колес 52 a-c (см. для примера фиг. 4) в шарнирном сочленении 14 блока основного приводного вала для подвижного присоединения концевого зажима 12. На фиг. 24A-B показан кабель кручения 197, который может быть использован как вместо конических зубчатых колес 52 a-c, так и вместо u-образного шарнира 195 для подвижного присоединения концевого зажима 12.
На фиг. 25-31 изображен другой вариант осуществления автоматического двухтактного хирургического режущего и сшивающего инструмента 10 с усилителем. Вариант осуществления, представленный на фиг. 25-31, аналогичен варианту, представленному на фиг. 6-10, за исключением того, что вместо барабана с винтовым зубчатым колесом 80 вариант осуществления, представленный на фиг. 23-28, включает альтернативный блок зубчатой передачи. Вариант осуществления, представленный на фиг. 25-31, включает блок редуктора 200, включающий несколько зубчатых передач, расположенных в рамке 201, при этом зубчатые передачи располагаются между планетарной шестерней 72 и ведущей шестерней 124 на проксимальном конце приводного вала 48. Как описано ниже, блок редуктора 200 обеспечивает обратную связь с пользователем через пусковое устройство 20, информируя о приведении в рабочее положение и силе нагрузки концевого зажима 12. Также пользователь может приложить силу к системе через блок редуктора 200, обеспечивая приведение концевого зажима 12 в рабочее положение. В этом отношении, аналогично описанным выше вариантам осуществления, вариант осуществления, представленный на фиг. 23-32, описывает другой автоматический инструмент с усилителем 10, который дает обратную связь пользователю относительно силы нагрузки, приложенной к инструменту.
В описанном варианте осуществления пусковое устройство 20 включает две части: основную часть 202 и жесткую часть 204. Основная часть 202 может быть выполнена, например, из пластика, а жесткая часть 204 может быть выполнена из более твердого материала, например, металла. В описанном варианте осуществления жесткая часть 204 примыкает к основной части 202, однако в соответствии с другими вариантами осуществления жесткая часть 204 может быть помещена внутрь основной части 202. Шарнирный штифт 207 может проходить через отверстия в частях 202 и 204 пускового устройства и являться точкой, вокруг которой вращается пусковое устройство 20. Кроме того, пружина 222 может оказывать давление на пусковое устройство 20, вынуждая его вращаться в направлении против часовой стрелки. Дистальный конец пружины 222 может быть связан со штифтом 224, который связан с частями 202 и 204 пускового устройства 20. Проксимальный конец пружины 222 может быть связан с одной из деталей внешней нижней стороны 59 и 60 рукоятки.
В описанном варианте осуществления как основная часть 202, так и жесткая часть 204 имеют передающие части 206 и 208 (соответственно) на верхних концах. Передающие части 206 и 208 зацепляют зубчатое колесо в блоке редуктора 200, как описано ниже, приводя в движение блок основного приводного вала и обеспечивая пользователю обратную связь относительно приведения концевого зажима 12 в рабочее положение.
Блок редуктора 200 может включать, как показано в представленном варианте осуществления, 6 (шесть) зубчатых колес. Первое зубчатое колесо 210 блока редуктора 200 зацепляет передающие части 206 и 208 пускового устройства 20. Кроме того, первое зубчатое колесо 210 сцепляется с меньшим по размеру вторым зубчатым колесом 212, меньшее второе зубчатое колесо 212 расположено соосно с большим третьим зубчатым колесом 214. Третье зубчатое колесо 214 сцепляется с меньшим четвертым зубчатым колесом 216, которое расположено соосно с пятым зубчатым колесом 218. Пятое зубчатое колесо 218 является коническим зубчатым колесом, расположенным под 90°, которое сцепляется с сопряженным коническим зубчатым колесом 220, расположенным под 90° (наиболее точно показано на фиг. 31), связанным с ведущей шестерней 124, приводящей в действие основной приводной вал 48.
В процессе работы, когда пользователь прижимает пусковое устройство 20, датчик запуска двигателя (не показан) активируется, направляя сигнал двигателю 65 к вращению со скоростью, пропорциональной усилию или силе, с которой оператор притягивает пусковое устройство 20, что заставляет двигатель 65 вращаться со скоростью, пропорциональной сигналу от датчика. В данном варианте осуществления датчик не показан, однако он может быть подобен датчику запуска двигателя 110, описанному выше. Датчик может быть расположен в рукоятке 6 таким образом, чтобы он подвергался нажатию при притягивании пускового устройства 20. Также вместо пропорционального датчика может использоваться двухпозиционный датчик.
Вращение двигателя 65 вызывает вращение конических зубчатых колес 68 и 70, что, в свою очередь, вызывает вращение планетарной шестерни 72 и - через приводной вал 76 - вращение кольцевого зубчатого колеса 122. Кольцевое зубчатое колесо 122 зацепляет ведущую шестерню 124, которая соединена с основным приводным валом 48. Таким образом, вращение ведущей шестерни 124 приводит в действие основной приводной вал 48, что инициирует операцию по рассечению/сшиванию концевым зажимом 12.
Вращение ведущей шестерни 124 в прямом направлении, в свою очередь, вызывает вращение конического зубчатого колеса 220, что при неподвижных зубчатых передачах блока редуктора 200 вызывает вращение первого зубчатого колеса 210. Первое зубчатое колесо 210 зацепляет передающие части 206 и 208 пускового устройства 20, вызывая вращение пускового устройства 20 против часовой стрелки, когда двигатель 65 продвигает концевой зажим 12 вперед (и вращение против часовой стрелки, когда двигатель 65 вращается в обратном направлении, втягивая концевой зажим 12). Таким образом, пользователь получает обратную связь относительно силы нагрузки и приведения концевого зажима 12 в рабочее положение при нажатии на пусковое устройство 20. Так, когда пользователь притягивает пусковое устройство 20, он испытывает сопротивление, связанное с силой нагрузки, приложенной к концевому зажиму 12. Аналогичным образом, когда оператор отпускает пусковое устройство 20 после выполнения манипуляции по рассечению/сшиванию, чтобы вернуть его в первоначальное положение, он может ощущать силу, с которой происходит вращение пускового устройства 20 по часовой стрелке и которая, как правило, пропорциональна скорости вращения двигателя 65 в обратном направлении.
Необходимо отметить, что данном варианте осуществления пользователь может приложить силу (вместо или в дополнение к силе двигателя 65), чтобы привести в действие блок основного приводного вала (и, следовательно, концевой зажим 12 во время операции по рассечению/сшиванию), притягивая пусковое устройство 20. То есть при притягивании пускового устройства 20 передающие части 206 и 208 вращаются против часовой стрелки, что заставляет зубчатые передачи блока редуктора 200 вращаться, тем самым вызывая вращение ведущей шестерни 124 и основного приводного вала 48.
На фиг. 25-31 это не показано, однако инструмент 10 может дополнительно включать датчик обратного действия и датчик останова двигателя. Как описано выше, датчик обратного действия и датчик останова двигателя могут определять, соответственно, окончание хода при рассечении (приведение скальпеля 32 в полностью рабочее положение) и завершение втягивания (скальпель 32 полностью втянут). Схема, аналогичная описанной выше и приведенной на фиг. 11, может использоваться для соответствующей подачи энергии на двигатель 65.
На фиг. 32-36 изображен автоматический двухтактный режущий и сшивающий хирургический инструмент 10 с усилителем в соответствии с другим вариантом осуществления. Вариант осуществления, представленный на фиг. 32-36, аналогичен варианту, представленному на фиг. 25-31, за исключением того, что в варианте осуществления, представленном на фиг. 32-36, пусковое устройство 20 включает нижнюю часть 228 и верхнюю часть 230. Обе части 228 и 230 связаны между собой и вращаются вокруг шарнирного штифта 207, который проходит через каждую часть 228 и 230. Верхняя часть 230 включает передающую часть 232, которая зацепляется за первое зубчатое колесо 210 блока редуктора 200. Пружина 222 связана с верхней частью 230 и воздействует на нее таким образом, чтобы верхняя часть поворачивалась по часовой стрелке. Верхняя часть 230 может также включать нижнее плечо 234, которое связано с верхней поверхностью нижней части 228 пускового устройства 20, при этом, когда верхняя часть 230 вращается по часовой стрелке, нижняя часть 228 также вращается по часовой стрелке, и когда нижняя часть 228 вращается против часовой стрелки, верхняя часть 230 также вращается против часовой стрелки. Кроме того, нижняя часть 228 включает ограничитель вращения 238, который зацепляется за плечо верхней части 230. Таким образом, когда верхняя часть 230 начинает вращаться против часовой стрелки, нижняя часть 228 также вращается против часовой стрелки, и когда нижняя часть 228 вращается по часовой стрелке, верхняя часть 230 также вращается по часовой стрелке.
Данный вариант осуществления также включает датчик запуска двигателя 110, который направляет сигнал к двигателю 65, что в различных вариантах осуществления может вызывать вращение двигателя 65 со скоростью, пропорциональной силе, приложенной оператором при притягивании пускового устройства 20. Датчик 110 может являться, например, реостатом или иным датчиком переменного сопротивления, как описано в настоящем документе. Кроме того, инструмент 10 может включать датчик обратного действия 130, который задействуется или переключается в случае контакта с фронтальной поверхностью 242 верхней части 230 пускового устройства 20. После приведения в действие датчик обратного действия 130 направляет сигнал двигателю 65 об изменении направления вращения. Кроме того, инструмент 10 может включать датчик останова двигателя 142, который задействуется или срабатывает в случае контакта с нижней частью 228 пускового устройства 20. После приведения в действие датчик останова двигателя 142 направляет сигнал двигателю 65 о прекращении вращения в обратном направлении.
В процессе работы, когда оператор притягивает закрывающее пусковое устройство 18 до заблокированного положения, пусковое устройство 20 несколько притягивается (с помощью известных в данной области механизмов, включая патент США № 6978921 под наименованием «ХИРУРГИЧЕСКИЙ СШИВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С ТРЕХРОГИМ ТОЛКАТЕЛЕМ» и патент США № 6905057 под наименованием «ХИРУРГИЧЕСКИЙ СШИВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ С ПУСКОВЫМ МЕХАНИЗМОМ СО СЦЕПЛЕННОЙ ЗУБЧАТОРЕЕЧНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ», которые полностью включены в настоящий документ путем ссылки), при этом пользователь может зажать пусковое устройство 20, чтобы инициировать рассечение/сшивание, как показано на фиг. 32 и 33. В этот момент, как показано на фиг. 33, передаточная часть 232 верхней части 230 пускового устройства 20 приходит в контакт с первым зубчатым колесом 210 блока редуктора 200. Когда оператор притягивает пусковое устройство 20, в соответствии с различными вариантами осуществления, пусковое устройство 20 может немного повернуться, например, на пять градусов, прежде чем сдвинуть датчик запуска двигателя 110, как показано на фиг. 34. Активация датчика 110 вызывает вращение двигателя 65 в прямом направлении со скоростью, пропорциональной силе, которую прикладывает оператор. Вращение двигателя 65 в прямом направлении вызывает, как описано выше, вращение основного приводного вала 48, что, в свою очередь, инициирует процесс приведения в рабочее положение скальпеля 32 в концевом зажиме 12 (то есть скальпель начинает проходить по каналу 22). Вращение ведущей шестерни 124, которая связана с основным приводным валом 48, вызывает вращение зубчатых колес 210-220 в блоке редуктора 200. Так как первое зубчатое колесо 210 сцепляется с передаточной частью 232 в верхней части 230 пускового устройства 20, верхняя часть 232 вращается против часовой стрелки, что вызывает вращение против часовой стрелки нижней части 228.
Когда скальпель 32 находится в полностью рабочем положении (то есть находится в конце хода рассечения), фронтальная поверхность 242 верхней части 230 активирует датчик обратного действия 130, который направляет сигнал двигателю 65 об изменении направления движения. Это вызывает изменение направления вращения блока основного приводного вала и втягивание скальпеля 32. Вращение блока основного приводного вала в обратном направлении вызывает изменение направления вращения зубчатых колес 210-220 в блоке редуктора, что вызывает вращение по часовой стрелке верхней части 230 пускового устройства 20 и вращение по часовой стрелке нижней части 228 пускового устройства 20 до тех пор, пока нижняя часть 228 не сдвинет или активирует датчик останова двигателя 142, когда скальпель 32 полностью втянут, что вызывает остановку двигателя 65. Таким образом, пользователь получает обратную связь относительно приведения концевого зажима 12 в рабочее положение при нажатии на пусковое устройство 20. Так, когда пользователь притягивает пусковое устройство 20, он испытывает сопротивление, соотносимое с приведением концевого зажима 12 в рабочее положение и в частности с силой нагрузки, приложенной к скальпелю 32. Аналогичным образом, когда оператор отпускает пусковое устройство 20 после выполнения манипуляции по рассечению/сшиванию, чтобы вернуть его в первоначальное положение, он может ощущать силу, с которой происходит вращение пускового устройства 20 по часовой стрелке и которая, как правило, пропорциональна скорости вращения двигателя 65 в обратном направлении.
Необходимо отметить, что данном варианте осуществления пользователь может приложить силу (вместо или в дополнение к силе двигателя 65), чтобы привести в действие блок основного приводного вала (и, следовательно, концевой зажим 12 во время операции по рассечению/сшиванию), притягивая пусковое устройство 20. То есть при притягивании пускового устройства 20 передающая часть 232 в верхней части 230 вращается против часовой стрелки, что заставляет зубчатые передачи блока редуктора 200 вращаться, тем самым вызывая вращение ведущей шестерни 124 и блока основного приводного вала.
В описанных выше вариантах осуществления используются системы обратной связи с усилителем, в которых предусмотрено или не предусмотрено адаптивное управление (например, использование датчиков 110, 130 и 142 за пределами замкнутой системы двигателя 65, цепи зубчатых передач привода и концевого зажима 12) для автоматического двухтактного режущего и сшивающего хирургического инструмента. То есть сила, приложенная пользователем для притягивания пускового устройства 20, может являться дополнением к силе, приложенной двигателем 65, вследствие того, что пусковое устройство 20 включено (напрямую или опосредованно) в цепь зубчатых передач привода между двигателем 65 и основным приводным валом 48. В других вариантах осуществления пользователь может получать тактильную обратную связь о положении скальпеля 32 в концевом зажиме без активации пускового устройства 20 в цепи зубчатых передач привода. На фиг. 37-40 показан автоматический режущий и сшивающий хирургический инструмент с такой системой тактильной позиционной обратной связи.
В показанном на фиг. 37-40 варианте осуществления пусковое устройство 20 может иметь нижнюю часть 228 и верхнюю часть 230, по аналогии с инструментом 10, показанным на фиг. 32-36. Однако в отличие от варианта осуществления, изображенного на фиг. 32-36, верхняя часть 230 не имеет передаточной части, которая сопрягается с частью цепи зубчатых передач привода. Вместо этого инструмент включает второй двигатель 265 с ввинченным в него резьбовым стержнем 266. В то время как двигатель 265 вращается, резьбовый стержень 266 совершает продольные возвратно-поступательные движения в или из двигателя 265, в зависимости от направления вращения. Инструмент 10 также имеет датчик положения 268, который реагирует на вращение основного приводного вала 48, преобразовывая инкрементное вращательное движение основного приводного вала 48 (или другого компонента основного приводного блока), например, в соответствующие серии цифровых сигналов. В изображенном варианте осуществления ведущая шестерня 124 включает проксимальный приводной вал 270, который соединен с датчиком положения 268.
Инструмент 10 также включает систему управления (не показана), которая может быть реализована с помощью микроконтроллера или иной интегральной схемы, принимающей цифровые сигналы от датчика положения 268. На базе сигналов от датчика положения 268 схема управления может определять степень наложения скальпеля 32 в концевом зажиме 12. То есть схема управления может определять, находится ли скальпель 32 в полностью рабочем, полностью втянутом или промежуточном положении. Определив рабочее положение концевого зажима 12, система управления может направить сигнал второму двигателю 265, управляя его вращением и, таким образом, возвратно-поступательными движениями резьбового стержня 266.
В процессе работы, как показано на фиг. 37, когда закрывающее пусковое устройство 18 не заблокировано в прижатом положении, пусковое устройство 20 поворачивается от пистолетной рукоятки 26 рукоятки 6, при этом фронтальная поверхность 242 верхней части 230 пускового устройства 20 не соприкасается с проксимальным концом резьбового стержня 266. Когда оператор притягивает закрывающее пусковое устройство 18 и блокирует его в закрытом положении, пусковое устройство 20 несколько поворачивается в направлении закрывающего пускового устройства 20, при этом оператор может зажать пусковое устройство 20, как показано на фиг. 38. В этом положении фронтальная поверхность 242 верхней части 230 контактирует с проксимальным концом резьбового стержня 266.
Когда пользователь притягивает пусковое устройство 20, после того как он пройдет некоторое начальное расстояние (например, после поворота на 5 градусов), может срабатывать датчик запуска двигателя 110, при этом, как описано выше, датчик 110 направляет сигнал двигателю 65, вызывая его поступательное вращение со скоростью, пропорциональной силе притягивания, приложенной оператором к пусковому устройству 20. Вращение двигателя 65 в прямом направлении через цепь зубчатых передач привода вызывает вращение основного приводного вала 48, что вынуждает скальпель 32 и салазки 33 спускаться вниз по каналу 22 и рассекать ткань, захваченную концевым зажимом 12. Система управления получает выходные сигналы с датчика положения 268 относительно инкрементного вращения блока основного приводного вала и направляет сигнал второму двигателю 265, вызывая его вращение, в результате чего резьбовый стержень 266 втягивается в двигатель 265. Это вызывает вращение против часовой стрелки верхней части 230 пускового устройства 20, что вызывает вращение также против часовой стрелки нижней части 228 пускового механизма. Таким образом, поскольку возвратно-поступательное движение резьбового стержня 266 связано с вращением блока основного приводного вала, оператор инструмента 10, прижимая пусковое устройство 20, получает тактильную обратную связь о положении концевого зажима 12. Однако сила притягивания, которую прикладывает оператор, не влияет напрямую на движение блока основного приводного вала, так как в данном варианте осуществления пусковое устройство 20 не является частью цепи зубчатых передач привода.
Контролируя инкрементарное вращение блока основного приводного вала по выходным сигналам датчика положения 268, система управления может определять, когда скальпель 32 находится в полностью рабочем положении (то есть полностью выдвинут). В этот момент система управления может направить сигнал двигателю 65 об изменении направления для втягивания скальпеля 32. Вращения двигателя 65 в обратном направлении вызывает изменение направления вращения блока основного приводного вала, что определяется датчиком положения 268. На базе сигнала датчика положения 268 о вращении в обратном направлении система управления направляет сигнал второму двигателю 265, вынуждая его изменить направление вращения на противоположное, при этом резьбовый стержень 266 начинает выдвигаться в продольном направлении из двигателя 265. Это движение вынуждает верхнюю часть 230 пускового устройства 20 поворачиваться по часовой стрелке, что вызывает вращение по часовой стрелке нижней части 228. Таким образом, оператор может почувствовать силу движения по часовой стрелке пускового устройства 20, что обеспечивает оператору обратную связь о том, в каком состоянии находится скальпель 32 в концевом зажиме 12. Система управления может определить, когда скальпель 32 находится в полностью втянутом положении. В этот момент система управления может направить сигнал двигателю 65 для прекращения вращения.
В соответствии с другими вариантами осуществления, вместо системы управления, определяющей положение скальпеля 32, могут быть использованы датчик обратного действия и датчик останова двигателя, как описано выше. Кроме того, вместо пропорционального датчика 110 для управления вращением двигателя 65 может использоваться двухпозиционный датчик. В таком варианте осуществления оператор не может контролировать скорость вращения двигателя 65, однако двигатель может вращаться с предварительно определенной скоростью.
На фиг. 41-43 изображен пример варианта осуществления механического эндокатера, и в частности его рукоятки 6, ствола 8 и концевого зажима 12. Более подробную информацию о механическом эндокатере можно найти в патенте США № 7083075 под наименованием «МНОГОТАКТНЫЙ ПУСКОВОЙ МЕХАНИЗМ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ВТЯГИВАНИЕМ ПРИ ОКОНЧАНИИ ХОДА», который полностью включен в настоящий документ путем ссылки. Как показано на фиг. 41, концевой зажим 12 отвечает на закрывающее движение рукоятки 6 (на фиг. 41 не показана) сначала путем включения торцевой поверхности упорной пластины 1002, связанной с проксимальным концом упорной пластины 1004, имеющим латерально выступающие шарнирные штифты упорной пластины 25, которые расположены проксимально по отношению к вертикально выступающему язычку упорной пластины 27. Шарнирные штифты упорной пластины 25 сдвигаются внутри серпообразных отверстий 1006 в канале для скобок 22, открывая и закрывая упорную пластину 24 относительно канала 22. Язычок 27 сцепляется с изогнутой петлей 1007, выступающей вовнутрь в отверстии петли 45 на дистальном конце 1008 закрывающей трубки 1005, которая заканчивается дистальным краем 1008, накладывающимся на торцевую поверхность 1002. Таким образом, когда закрывающая трубка 1005 двигается в проксимальном направлении из открытого положения, изогнутая петля 1007 закрывающей трубки 1005 тянет язычок упорной пластины 27 в проксимальном направлении. Шарнирные штифты упорной пластины 25 продвигаются по серпообразным отверстиям 1006 канала для скобок 22, одновременно сдвигая упорную пластину 24 в проксимальном направлении и поворачивая вверх в открытое положение. Когда закрывающая трубка 1005 перемещается в дистальном направлении, изогнутая петля 1007 в отверстии петли 45 высвобождает язычок упорной пластины 27, и дистальный край 1008 толкает торцевую поверхность упорной пластины 1002, закрывая упорную пластину 24.
Представленные на фиг. 41 ствол 8 и концевой зажим 12 также включают компоненты, реагирующие на приводное движение выталкивающего стержня 1010. В частности, выталкивающий стержень 1010 зацепляет с возможностью вращения выталкивающий кюветообразный элемент 1012 с продольной выемкой 1014. Выталкивающий кюветообразный элемент 1012 перемещается в продольном направлении в пределах рамки 1016 в ответ на продольное движение выталкивающего стержня 1010. Продольная прорезь 1018 в закрывающей трубке 1005 выполнена с возможностью соединения с правой или левой деталями внешней стороны 61 и 62 рукоятки 6 (на фиг. 41 не показана). Длина продольной прорези 1018 в закрывающей трубке 1005 достаточна, чтобы допустить относительное продольное движение деталей рукоятки 61 и 62 для выполнения выталкивающего и закрывающего движений, соответственно, с присоединением деталей рукоятки 61 и 62, проходящих через продольную прорезь 1020 в рамку 1016, чтобы плавно зацепить продольную выемку 1014 в кюветообразном элементе рамки 1012.
Дистальный конец кюветообразного элемента рамки 1012 прикрепляется к проксимальному концу стержня пускового механизма 1022, который перемещается в пределах рамки 1016, в частности в направителе 1024, чтобы сместить в дистальном направлении скальпель 32 в концевом зажиме 12. Концевой зажим 12 включает картридж со скобками 34, который приводится в действие скальпелем 32. Картридж со скобками 34 имеет лоток 1028, который удерживает корпус картриджа со скобками 1030, клиновидный движущий механизм салазок 33, движущие механизмы скобок 1034 и скобки 1036. Необходимо понимать, что клиновидный движущий механизм салазок 33 перемещается в продольном направлении в пределах выталкивающей выемки (не показана), расположенной между лотком картриджа 1028 и корпусом картриджа 1030. Клиновидный движущий механизм салазок 33 имеет кулачковые поверхности, контактирующие и поднимающие движущие механизмы скобок 1034 вверх, продвигая скобки 1036. Корпус картриджа со скобками 1030 дополнительно включает проксимально открытый вертикальный паз 1031 для прохождения скальпеля 32. В частности, вдоль дистального конца скальпеля 32 предусмотрена режущая поверхность 1027 для рассечения ткани после скрепления скобками.
Необходимо отметить, что ствол 8, показанный на фиг. 4, не предусматривает возможности шарнирного сочленения. Однако в зависимости от области применения в инструментах допускается использовать шарнирное сочленение, например, как показано на фиг. 1-4 и описано в следующих патентах США и заявках на патенты, содержание которых полностью включено в настоящий документ путем ссылки: (1) патент США № 7111769 «ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ ШАРНИРНЫЙ МЕХАНИЗМ, ПРЕДУСМАТРИВАЮЩИЙ ВРАЩЕНИЕ ВОКРУГ ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ»; (2) патент США № 6786382 «ХИРУРГИЧЕСКИЙ СШИВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ ШАРНИРНОЕ СОЧЛЕНЕНИЕ С НАПРАВЛЯЮЩИМ СТЕРЖНЕМ ПУСКОВОГО МЕХАНИЗМА»; (3) патент США № 6981628 «ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ С УСТРОЙСТВОМ УПРАВЛЕНИЯ ШАРНИРНЫМ СОЧЛЕНЕНИЕМ, ПЕРЕМЕЩАЕМЫМ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ»; (4) патент США № 7055731 «ХИРУРГИЧЕСКИЙ СШИВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ КОНУСНЫЙ СТЕРЖЕНЬ ПУСКОВОГО МЕХАНИЗМА С ПОВЫШЕННОЙ ГИБКОСТЬЮ В ОБЛАСТИ ВОКРУГ ШАРНИРНОГО СОЧЛЕНЕНИЯ»; и (5) патент США № 6964363 «ХИРУРГИЧЕСКИЙ СШИВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ ОПОРНЫЕ ПЛАНКИ ШАРНИРНОГО СОЧЛЕНЕНИЯ ДЛЯ СТЕРЖНЯ ПУСКОВОГО МЕХАНИЗМА».
На фиг. 42-43 представлен вариант осуществления рукоятки 6, выполненной с возможностью использования в эндокатере с механическим приводом, совместно с вариантом осуществления ствола 8 и концевого зажима 12, как показано на фиг. 41. Очевидно, что для механического закрывания и приведения в действие концевого зажима 12 можно использовать рукоятку любой подходящей конструкции. На фиг. 42-43 показано, что рукоятка 6 сшивающего и рассекающего хирургического инструмента 10 включает сочлененный пусковой механизм со сцепленной передачей 1060, обеспечивающий такие характеристики, как повышенная прочность, уменьшенный размер рукоятки, минимальная компоновка и т.д.
Притяжение закрывающего пускового устройства 18 к пистолетной рукоятке 26 рукоятки 6 инициирует закрытие концевого зажима 12 (не показан на фиг. 42-43). Закрывающее пусковое устройство 18 вращается вокруг шарнирного штифта 252, соединенного с правой и левой деталями внешней нижней стороны 59 и 60 рукоятки 6, благодаря чему верхняя часть 1094 закрывающего пускового устройства 18 перемещается вперед. Импульс закрытия передается на закрывающую трубку 1005 через замыкающую вилку сцепления 250, которая соединяется с закрывающим соединительным элементом 1042 и верхней частью 1094 закрывающего пускового устройства 18 при помощи штифта замыкающей вилки сцепления 1044 и штифта закрывающего соединительного элемента 1046, соответственно.
В полностью открытом положении, как показано на фиг. 42, верхняя часть 1094 закрывающего пускового устройства 18 захватывает и удерживает запорный рычаг 1048 шарнирной пусковой кнопки закрытия 30 в показанном положении. Когда закрывающее пусковое устройство 18 оказывается полностью нажатым, закрывающее пусковое устройство 18 освобождает запорный рычаг 1048, и прилегающая поверхность 1050 поворачивается и сцепляется с дистальной выемкой справа 1052 шарнирного запорного рычага 1048, удерживая закрывающее пусковое устройство 18 в зажатом, или закрытом, положении. Проксимальный конец запорного рычага 1048 вращается вокруг бокового шарнирного соединения 1054 с деталями 59 и 60, воздействуя на пусковую кнопку закрытия 30. Промежуточная дистальная сторона 1056 пусковой кнопки закрытия 30 прижимается в проксимальном направлении под действием пружины 1058, зажатой между корпусом 1040 и пусковой кнопкой закрытия 30. В результате этого пусковая кнопка закрытия 30 воздействует на запорный рычаг 1048, смещая его против часовой стрелки (если смотреть слева), при этом он сцепляется с прилегающей поверхностью 1050 закрывающего пускового устройства 18, что, в свою очередь, препятствует освобождению закрывающего пускового устройства 18, когда пусковой механизм со сцепленной передачей 1040 находится в выдвинутом положении.
Когда закрывающее пусковое устройство 18 находится в полностью втянутом и нажатом положении, пусковое устройство 20 разблокируется и в настоящем варианте осуществления может многократно прижиматься к пистолетной рукоятке 26, приводя в действие концевой зажим 12. Как показано на фигуре, пусковой механизм со сцепленной передачей 1060 изначально находится во втянутом положении, в котором он удерживается при помощи комбинированной пружины натяжения/сжатия 1062, сжимаемой пистолетной рукояткой 26 рукоятки 6, неподвижный конец 1063 которой прикреплен к деталям 59 и 60, а ее подвижный конец 1064 прикреплен к загнутому вниз проксимальному втянутому концу 1067 стальной ленты 1066.
Дистально расположенный конец 1068 стальной ленты 1066 прикреплен к шарнирной муфте 1070, выдерживающей конструкционную нагрузку. Муфта, в свою очередь, соединяется с передним соединительным элементом 1072а из множества соединительных элементов 1072a-1072d, образующих соединительную рейку 1074. Соединительная рейка 1074 является гибкой, однако имеет дистальные соединительные элементы, образующие блок прямой жесткой рейки, которая способна передавать значительное ударное усилие посредством выталкивающего стержня 1010 в стволе 6, втянутого в пистолетную рукоятку 26, что позволяет уменьшить осевую длину рукоятки 6. Очевидно, что наличие комбинированной пружины натяжения/сжатия 1062 по сравнению с одиночной пружиной позволяет усилить ударное движение и при этом по существу вдвое сократить минимальную длину.
Пусковое устройство 20 вращается вокруг штифта пускового устройства 96, соединенного с деталями рукоятки 59 и 60. По мере того как пусковое устройство 20 прижимается к пистолетной рукоятке 26, растягивая проксимально расположенную пружину натяжения пускового механизма 222, сцепленную проксимально между верхней частью 228 пускового устройства 20 и деталями 59 и 60, верхняя часть 228 пускового устройства 20 перемещается в дистальном направлении вокруг штифта пускового устройства 96. Верхняя часть 228 пускового устройства 20 сцепляется с соединительной рейкой 1074 во время каждого нажатия на рукоятку пускового устройства при помощи тягового смещающего механизма 1078, который расцепляется при отпускании пускового устройства 20. Пружина натяжения пускового устройства 222 при отпускании толкает пусковое устройство 20 в дистальном направлении и расцепляет тяговый смещающий механизм 1078.
При приведении в действие пускового механизма со сцепленной передачей 1040 промежуточное зубчатое колесо 1080 поворачивается по часовой стрелке (если смотреть слева), сцепляясь с зубчатой передней поверхностью 1082 соединительной рейки 1074. Вращение сообщается механизму передачи к индикатору 1084, который таким образом поворачивается против часовой стрелки в ответ на движение промежуточного зубчатого колеса 1080. Как промежуточное зубчатое колесо 1080, так и механизм передачи к индикатору 1084 соединены с возможностью вращения с деталями 59 и 60 рукоятки 6. Передаточное отношение между соединительной рейкой 1074, промежуточным зубчатым колесом 1080 и механизмом передачи к индикатору 1084 может быть выбрано таким образом, чтобы при соответствующем размере зубьев зубчатой передней поверхности 1082 механизм передачи к индикатору 1084 совершал не более одного оборота во время полного ударного движения пускового механизма со сцепленной передачей 1060.
Механизм передачи к индикатору 1084 выполняет по меньшей мере четыре функции, каждая из которых подробно рассмотрена ниже. Во-первых, когда соединительная рейка 1074 полностью втянута, а оба пусковых устройства 18 и 20 находятся в открытом положении, как показано на фиг. 42, отверстие 1086 в круговом гребне 1088 с левой стороны механизма передачи к индикатору 1084 приведено к передней поверхности 1090 запорного рычага 1048. Запорный рычаг 1048 перемещается в отверстие 1086 под действием закрывающего пускового устройства 18, которое, в свою очередь, переводится в открытое положение под действием пружины натяжения закрывающего пускового устройства 1092. Пружина натяжения закрывающего пускового устройства 1092 проксимально присоединяется к верхней части 1094 закрывающего пускового устройства 18 и деталям рукоятки 59 и 60 и, таким образом, получает энергию, аккумулированную во время закрывания закрывающего пускового устройства 18. Энергия толкает закрывающее пусковое устройство 18 в дистальном направлении, перемещая его в открытое положение.
Вторая функция механизма передачи к индикатору 1084 состоит в том, что он сообщается с роликом индикации втягивания 1096, размещенным снаружи на рукоятке 6. Таким образом, механизм передачи к индикатору 1084 сообщает относительное положение пускового механизма 1060 ролику индикации втягивания 1096, благодаря чему хирург получает визуальную информацию о количестве ходов пускового устройства 20, которая необходима для завершения манипуляции.
Третья функция механизма передачи к индикатору 1084 состоит в продольном и угловом перемещении пускового рычага с блокировкой обратного хода 1098 механизма блокировки обратного хода (механизм одностороннего вращения) 1097 во время работы сшивающего и рассекающего хирургического инструмента 10. Во время работы проксимальное перемещение пускового рычага с блокировкой обратного хода 1098 с помощью механизма передачи к индикатору 1084 приводит в действие механизм блокировки обратного хода 1097, который обеспечивает перемещение стержня пускового механизма 1010 в дистальном направлении и препятствует движению стержня пускового механизма 1010 в проксимальном направлении. В результате этого движения пусковая кнопка блокировки обратного хода 1100 выдвигается на проксимальном конце деталей рукоятки 59 и 60, и оператор может воспользоваться кнопкой, если во время работы необходимо втянуть пусковой механизм со сцепленной передачей 1060. По завершении работы механизм передачи к индикатору 1084 изменяет направление вращения по мере притягивания пускового механизма 1060. Вращение в обратном направлении приводит к деактивации механизма блокировки обратного хода 1097, инициирует втягивание пусковой кнопки блокировки обратного хода 1100 в рукоятку 6 и поворот пускового рычага с блокировкой обратного хода 1098 вправо, позволяя механизму передачи к индикатору 1084 непрерывно вращаться в обратном направлении.
Четвертая функция механизма передачи к индикатору 1084 состоит в том, что он получает момент от вращения ролика индикации втягивания 1096 вручную (по часовой стрелке, как показано на фиг. 42), обеспечивающий втягивание пускового механизма 1060 с разблокированным механизмом блокировки обратного хода 1097. Это позволяет преодолеть застревание пускового механизма 1060, которое нельзя преодолеть при помощи комбинированной пружины натяжения/сжатия 1062. Ручное втягивание может применяться после частичного срабатывания пускового механизма 1060, в противном случае срабатывает механизм блокировки обратного хода 1097, который заставляет пусковую кнопку блокировки обратного хода 1100 втягиваться так, что она не позволяет перемещать пусковой рычаг с блокировкой обратного хода 1098 в сторону.
Как показано на фиг. 42-43, механизм блокировки обратного хода 1097 состоит из доступного для оператора пускового рычага с блокировкой обратного хода 1098, проксимальный конец которого функционально соединен с пусковой кнопкой блокировки обратного хода 1100, а дистальный конец соединен с вилкой блокировки обратного хода 1102. Более конкретно, дистальный конец 1099 пускового рычага с блокировкой обратного хода 1098 сцепляется с вилкой блокировки обратного хода 1102 при помощи штифта для вилки блокировки обратного хода 1104. Вилка блокировки обратного хода 1102 перемещается в осевом направлении, сообщая вращение гильзе с криволинейным пазом для блокировки обратного хода 1106, которая фиксируется в осевом направлении с помощью деталей рукоятки 59 и 90 и охватывает выталкивающий стержень 1010 в дистальном направлении относительно места соединения выталкивающего стержня 1010 и шарнирной муфты 1070 соединительной рейки 1074. Вилка блокировки обратного хода 1102 сообщает продольное движение от пускового рычага с блокировкой обратного хода 1098 через ниппель гильзы с криволинейным пазом 1108 гильзе с криволинейным пазом для блокировки обратного хода 1106. Таким образом, продольное перемещение ниппеля гильзы с криволинейным пазом 1108 в скошенном пазу гильзы с криволинейным пазом для блокировки обратного хода 1106 заставляет вращаться гильзу с криволинейным пазом для блокировки обратного хода 1106.
Между проксимальным концом рамки 1016 и гильзой с криволинейным пазом для блокировки обратного хода 1106 зажаты, соответственно, пружина сжатия механизма блокировки обратного хода 1110, пластина механизма блокировки обратного хода 1112 и кулачковый патрон механизма блокировки обратного хода 1114. Как показано на фигуре, проксимальное перемещение выталкивающего стержня 1010 заставляет пластину механизма блокировки обратного хода 1112 перевернуться, что обеспечивает более плотный фрикционный контакт с выталкивающим стержнем 1010 и оказывает сопротивление дальнейшему перемещению выталкивающего стержня 1010 в проксимальном направлении.
Поворот пластины механизма блокировки обратного хода 1112 осуществляется аналогично повороту фиксатора дверцы решетки, который удерживает дверцу решетки в открытом положении, когда гильза с криволинейным пазом для блокировки обратного хода 1106 подходит близко к кулачковому патрону механизма блокировки обратного хода 1114. Более конкретно, пружина сжатия механизма блокировки обратного хода 1110, воздействуя на верхнюю поверхность пластины 1112, переворачивает пластину механизма блокировки обратного хода 1112, переводя ее в закрытое положение. Вращение гильзы с криволинейным пазом для блокировки обратного хода 1106 инициирует криволинейное перемещение кулачкового патрона механизма блокировки обратного хода 1114 в дистальном направлении, в результате чего верхняя часть пластины механизма блокировки обратного хода 1112 прижимается в дистальном направлении, преодолевая силу воздействия пружины сжатия механизма блокировки обратного хода 1110. Таким образом, пластина механизма блокировки обратного хода 1112 встает в перпендикулярное, разблокированное положение, позволяющее втягивать выталкивающей стержень 1010 в проксимальном направлении.
Как показано на фиг. 43, тяговый смещающий механизм 1078 включает предохранитель 1116, на котором есть выступающий в дистальном направлении узкий кончик 1118 и выступающий справа боковой штифт 1120, размещенный на проксимальном конце предохранителя и вставленный с возможностью вращения в отверстие 1076 в верхней части 230 пускового устройства 20. С правой стороны пускового устройства 20 боковой штифт 1120 принимает смещающий элемент, представленный в виде смещающего колеса 1122. По мере того как пусковое устройство 20 перемещается вперед и назад, смещающее колесо 1122 проходит по дуге проксимально правой половине детали 59 рукоятки 6, в дистальной части выходя за пределы смещающей направляющей 1124, встроенной в правую половину детали 59. Смещающее колесо 1122 предпочтительно может быть выполнено из упругого фрикционного материала, который позволит осуществлять вращение против часовой стрелки (если смотреть слева) на боковом штифте 1120 предохранителя 1116, смещая таким образом дистально выступающий узкий кончик 1118 в направлении вниз, на центральную направляющую дорожку 1075 ближайшего соединительного элемента 1072a-d, обеспечивая таким образом сцепление с соединительной рейкой 1074.
При отпускании пускового устройства 20 смещающее колесо 1122 обеспечивает тяговое смещение предохранителя 1116 в противоположном направлении, вынимая узкий кончик 1118 из центральной направляющей дорожки 1075 соединительной рейки 1074. Для разъединения кончика 1118 и соединительной рейки в условиях высокой нагрузки и практически полного дистального хода предохранителя 1116 правая сторона предохранителя 1116 поднимается на проксимальную и обращенную вовне скошенную поверхность 1126 в правой части замыкающей вилки 250 для извлечения узкого кончика 1118 из центральной направляющей дорожки 1075. При отпускании пускового устройства 20 в любой момент до или после завершения полного хода, смещающее колесо 1122 позволяет поднимать и извлекать узкий кончик 1118 из центральной направляющей дорожки 1075. Несмотря на то что на фигуре показано смещающее колесо 1122, необходимо понимать, что форма смещающего элемента или колеса 1122 представлена в иллюстративных целях и может варьироваться, а смещающий элемент может иметь любую форму, позволяющую использовать силу трения или тяги для работы концевого зажима 12.
Различные варианты осуществления хирургического инструмента 10 оснащены средствами регистрации условий работы инструмента в один или несколько моментов времени. На фиг. 44 представлена блок-схема системы 2000 регистрации параметров работы инструмента 10. Необходимо понимать, что такая система 2000 может использоваться в вариантах осуществления инструмента 10, оснащенных электроприводом, например, в вариантах осуществления, описанных выше и показанных на фиг. 1-40, а также в вариантах осуществления инструмента 10 с механическим приводом, например, в вариантах осуществления, описанных выше и показанных на фиг. 41-43.
Система 2000 может включать различные датчики 2002, 2004, 2006, 2008, 2010 и 2012 для регистрации параметров работы инструмента. Датчики могут быть установлены, например, на инструменте 10 или внутри него. В различных вариантах осуществления могут использоваться специальные датчики, обеспечивающие вывод данных только для системы 2000, или датчики двойного назначения, выполняющие другие функции в инструменте 10. Например, датчики 110, 130 и 142, как описано выше, также могут передавать данные в систему 2000.
Каждый датчик напрямую или опосредованно передает сигнал в запоминающее устройство 2001, которое регистрирует сигналы, как подробно описано ниже. В качестве запоминающего устройства 2001 может использоваться любое устройство с возможностью хранения или регистрации сигналов датчиков. Например, в качестве запоминающего устройства 2001 может использоваться микропроцессор, электрически программируемое ПЗУ (EEPROM) или любое другое допустимое устройство хранения данных. Запоминающее устройство 2001 может регистрировать сигналы, передаваемые датчиками, любым допустимым для этого способом. Например, в одном варианте осуществления запоминающее устройство 2001 регистрирует сигнал, поступающий от конкретного датчика, при изменении состояния сигнала. В другом варианте осуществления запоминающее устройство 2001 может регистрировать состояние системы 2000, например, сигналы всех датчиков, входящих в состав системы 2000, когда изменяется состояние сигнала одного из датчиков. Таким образом, возможно выполнение моментального снимка состояния инструмента 10. В различных вариантах осуществления запоминающее устройство 2001 и (или) датчики могут использовать продукты с использованием однопроводной шины 1-WIRE производства компании DALLAS SEMICONDUCTOR, например, 1-WIRE EEPROM.
В различных вариантах осуществления запоминающее устройство 2001 имеет внешний доступ, что позволяет использовать внешнее устройство, например, компьютер, для доступа к параметрам работы инструмента, хранящимся в запоминающем устройстве 2001. Например, запоминающее устройство 2001 может иметь порт передачи данных 2020. Порт передачи данных 2020 обеспечивает передачу сохраненных параметров работы инструмента в соответствии с любым протоколом проводной или беспроводной связи в последовательном или параллельном формате. Запоминающее устройство 2001 также может включать сменный носитель 2021 в дополнение или вместо внешнего порта 2020. В качестве сменного носителя 2021 может использоваться любое допустимое для этих целей устройство хранения данных, которое может быть извлечено из инструмента 10. Например, в качестве сменного носителя 2021 может использоваться флэш-память любого соответствующего типа, такая как карта памяти стандарта PCMCIA (PCMCIA-плата), карта CompactFlash, карта MULTIMEDIA, карта FLASHMEDIA и т.д. В качестве сменного носителя 2021 также могут использоваться различные дисковые накопители, например, портативный жесткий диск, компакт-диск (CD), цифровой видеодиск (DVD) и т.д.
Датчик закрывающего пускового устройства 2002 контролирует состояние закрывающего пускового устройства 18. На фиг. 45 и 46 представлен пример варианта осуществления датчика закрывающего пускового устройства 2002. На фиг. 45 и 46 датчик закрывающего пускового устройства 2002 размещен между закрывающим пусковым устройством 18 и шарнирным штифтом 252. Необходимо понимать, что во время прижимания закрывающего пускового устройства 18 к пистолетной рукоятке 26 закрывающее пусковое устройство 18 воздействует с определенным усилием на шарнирный штифт 252. Датчик 2002 может регистрировать усилие и в ответ на него генерировать сигнал, например, как описано выше в отношении датчика 110 и показано на фиг. 10A и 10B. В различных вариантах осуществления в качестве датчика закрывающего пускового устройства 2002 может использоваться цифровой датчик, который показывает только то, приведено ли закрывающее пусковое устройство 18 в действие или нет. В различных вариантах осуществления в качестве датчика закрывающего пускового устройства 2002 может использоваться аналоговый датчик, который показывает усилие, воздействующее на закрывающее пусковое устройство 18 и (или) положение закрывающего пускового устройства 18. Если в качестве датчика закрывающего пускового устройства 2002 используется аналоговый датчик, по логике между датчиком 2002 и запоминающим устройством 2001 нужно разместить аналого-цифровой преобразователь. Однако необходимо понимать, что датчик закрывающего пускового устройства 2002 может быть выполнен в любой допустимой для этих целей форме и может быть размещен в любом допустимом месте, позволяющем регистрировать параметры работы закрывающего пускового устройства.
Датчик закрытия упорной пластины 2004 может контролировать закрытие упорной пластины 24. На фиг. 47 представлен пример варианта осуществления датчика закрытия упорной пластины 2004. Датчик 2004 установлен рядом или внутри серповидных отверстий 1006 канала для скобок 22, как показано на фигуре. При закрытии упорной пластины 24 шарнирные штифты упорной пластины 25 скользят в серповидных отверстиях 1006, контактируя с датчиком 2004 и заставляя датчик 2004 генерировать сигнал о том, что упорная пластина 24 находится в закрытом положении. В качестве датчика 2004 может использоваться цифровой или аналоговый датчик любого соответствующего типа, в том числе датчик обнаружения и т.д. Необходимо понимать, что если в качестве датчика закрытия упорной пластины 2004 используется аналоговый датчик, по логике между датчиком 2004 и запоминающим устройством 2001 нужно разместить аналого-цифровой преобразователь.
Как показано на фигуре, тензодатчик закрытия упорной пластины 2006 размещается на внутренней нижней поверхности канала для скобок 22. На практике датчик 2006 может контактировать с нижней стороной картриджа со скобками 34 (не показан на фиг. 46). При закрытии упорная пластина 24 воздействует на картридж со скобками 34 с определенным усилием, которое передается датчику 2006. В ответ на это датчик 2006 генерирует сигнал. Сигнал может быть аналоговым и пропорциональным усилию, с которым картридж со скобками 34 воздействует на датчик 2006 при закрытии упорной пластины 24. Как показано на фиг. 44, аналоговый сигнал подается в аналого-цифровой преобразователь 2014, который в свою очередь перед подачей сигнала в запоминающее устройство 2001 преобразует его из аналоговой в цифровую форму. Необходимо понимать, что варианты осуществления изобретения, в которых в качестве датчика 2006 используется цифровой или бинарный датчик, могут не предусматривать в составе аналого-цифрового преобразователя 2014.
Датчик пускового устройства 110 контролирует положение и (или) состояние пускового устройства 20. В вариантах осуществления хирургического инструмента с механическим двигателем датчик пускового устройства может попутно функционировать в качестве датчика запуска двигателя 110, описанного выше. Кроме того, датчик пускового устройства 110 может быть выполнен в любой из описанных выше форм. Он также может быть цифровым или аналоговым. На фиг. 45 и 46 представлен дополнительный вариант осуществления датчика пускового устройства 110. На фиг. 45 и 46 датчик пускового устройства размещен между пусковым устройством 20 и шарнирным штифтом пускового устройства 96. При натяжении пусковое устройство 20 воздействует на шарнирный штифт пускового механизма 96 с определенным усилием, регистрируемым датчиком 110. Как показано на фиг. 44, в таких вариантах осуществления, в которых передача данных датчиком пускового устройства 110 осуществляется в аналоговой форме, по логике между датчиком пускового устройства 110 и запоминающим устройством 2001 установлен аналого-цифровой преобразователь 2016.
Датчик положения скальпеля 2008 контролирует положение скальпеля 32 или режущей поверхности 1027 в канале для скобок 22. На фиг. 47 и 48 представлены варианты осуществления датчика положения скальпеля 2008, которые могут использоваться совместно со стволом с механическим приводом 8 и концевым зажимом 12, показанными на фиг. 41. Датчик 2008 включает магнит 2009, соединенный с выталкивающим стержнем 1022 инструмента 10. Спиральная пружина 2011 располагается вокруг выталкивающего стержня 1022, например, вдоль продольной выемки 1014 выталкивающего кюветообразного элемента 1012 (см. фиг. 41). По мере перемещения скальпеля 32 и режущей поверхности 1027 по каналу для скобок 22 выталкивающий стержень 1022 и магнит 2009 могут совершать возвратно-поступательное движение в спиральной пружине 2011. Такое движение относительно спиральной пружины создает в спиральной пружине напряжение, пропорциональное положению выталкивающего стержня внутри спиральной пружины и режущей кромки 1027 в канале для скобок 22. Напряжение передается в запоминающее устройство 2001, например, через аналого-цифровой преобразователь 2018.
В различных вариантах осуществления датчик положения скальпеля 2008 может быть заменен серией цифровых датчиков (не показаны), размещенных в различных точках на стволе 8 или внутри него. Цифровые датчики могут контролировать элементы выталкивающего стержня 1022, например, магнит 2009, при прохождении этого элемента по стволу 8. Положение выталкивающего стержня 1022 внутри ствола 8 и при выдвижении, а также положение скальпеля 32 в канале для скобок 22 может приблизительно соответствовать положению последнего сработавшего датчика.
Необходимо понимать, что положение скальпеля регистрируется в вариантах осуществления инструмента 10 с концевым зажимом 12 и стволом 8 с поворотным приводом, например, как описано выше и показано на фиг. 3-6. Датчик положения, например, датчик положения 268, может быть выполнен с возможностью генерировать сигнал, пропорциональный вращению винтового стержня 36 или любого другого приводного вала или передаточного устройства. Так как вращение стержня 36 или любого другого приводного вала или передаточного устройства пропорционально движению скальпеля 32 по каналу 22, сигнал, генерируемый датчиком положения 268, также пропорционален перемещению скальпеля 32. Таким образом, данные датчика положения 268 могут передаваться в запоминающее устройство 2001.
Датчик наличия картриджа 2010 контролирует наличие картриджа со скобками 34 в канале для скобок 22. В инструментах с механическим приводом датчик наличия картриджа 2010 также может функционировать в качестве датчика блокировки картриджа 136, описанного выше и показанного на фиг. 11. На фиг. 50 и 51 представлен вариант осуществления датчика наличия картриджа 2010. В представленном варианте осуществления изобретения датчик наличия картриджа 2010 имеет два контакта - 2011 и 2013. В случае отсутствия картриджа 34 контакты 2011 и 2013 образуют разомкнутую цепь. При наличии картриджа 34 лоток 1028 картриджа со скобками 34 взаимодействует с контактами 2011 и 2013, образуя замкнутую цепь. При разомкнутой цепи датчик 2010 может передавать логический ноль. При замкнутой цепи датчик 2010 может передавать логическую единицу. Данные с датчика 2010 передаются в запоминающее устройство 2001, как показано на фиг. 44.
Датчик состояния картриджа 2012 контролирует расход скобок в картридже 34, вставленном в канал для скобок 22. При продвижении по концевому зажиму 12 скальпель 32 толкает салазки 33, которые приводят в действие картридж со скобками. Затем скальпель 32 возвращается в исходное положение, оставляя салазки 33 на дистальном конце картриджа. Без направляющих салазок 33 скальпель 32 может падать в блокировочный карман 2022. Датчик 2012 может контролировать наличие скальпеля 32 в блокировочном кармане 2022, что косвенно свидетельствует о недостатке скобок в картридже 34. Необходимо понимать, что в различных вариантах осуществления датчик 2012 может непосредственно контролировать нахождение салазок на проксимальном конце картриджа 34. Таким образом, отсутствует необходимость падения скальпеля 32 в блокировочный карман 2022.
На фиг. 52A и 52B представлена последовательность операций 2200 для вариантов осуществления хирургического инструмента 10, используемого в качестве эндокатера с возможностью регистрации параметров работы инструмента в соответствии с различными вариантами осуществления. Как показано в блоке 2202, упорная пластина 24 инструмента 10 может быть закрыта. Это приводит к изменению состояния датчика закрывающего пускового устройства 2002 и (или) датчика закрытия упорной пластины 2006. В ответ запоминающее устройство 2001 может регистрировать состояние всех датчиков в системе 2000, как показано в блоке 2203. Как показано в блоке 2204, инструмент 10 может быть введен в организм пациента. После введения инструмента в организм пациента упорная пластина 24 может быть открыта и закрыта, как показано в блоке 2206, например, для выполнения манипуляций с тканью на операционном поле. Каждое открытие и закрытие упорной пластины 24 вызывает изменение состояния датчика закрывающего пускового устройства 2002 и (или) датчика закрытия упорной пластины 2004. В ответ запоминающее устройство 2001 регистрирует состояние системы 2000, как показано в блоке 2205.
Как показано в блоке 2208, ткань фиксируется для последующего рассечения и сшивания скобками. Если упорная пластина 24 не закрыта, в соответствии с блоком принятия решений 2210 требуется дальнейшая фиксация. Если упорная пластина 24 закрыта, то датчики 2002, 2004 и (или) 2006 могут изменить состояние, заставляя запоминающее устройство 2001 регистрировать состояние системы, как показано в блоке 2213. Регистрация данных может включать регистрацию данных давления при закрытии, полученных от датчика 2006. Как показано в блоке 2212, далее может выполняться рассечение и сшивание скобками. Датчик пускового устройства 110 может изменить состояние по мере натяжения пускового устройства 20 в направлении пистолетной рукоятки 26. Кроме того, при перемещении скальпеля 32 по каналу для скобок 22 датчик положения скальпеля 2008 изменяет состояние. В ответ запоминающее устройство 2001 может регистрировать состояние системы 2000 в соответствии с блоком 2213.
По завершении операции рассечения и сшивания скобками скальпель 32 возвращается в исходное положение. Так как скобки в картридже 34 закончились, скальпель 32 может провалиться в блокировочный карман 2022, в результате чего изменяется состояние датчика состояния картриджа 2012, побуждая запоминающее устройство 2001 регистрировать состояние системы 2000, как показано в блоке 2215. После этого упорная пластина 24 может быть разблокирована, освобождая ткань. Данное действие может вызвать изменения состояния одного или нескольких из датчика закрывающего пускового устройства 2002, датчика закрытия упорной пластины 2004 и тензодатчика закрытия упорной пластины 2006, в результате чего происходит регистрация состояния системы 2000, как показано в блоке 2217. После освобождения ткани упорная пластина 24 снова может быть закрыта, как показано в блоке 2220. Это вызывает другое изменение состояние у по меньшей мере датчиков 2002 и 2004, что, в свою очередь, побуждает запоминающее устройство 2001 регистрировать состояние системы, как показано в блоке 2219. Затем, инструмент 10 может быть извлечен из полости организма пациента, как показано в блоке 2222.
Если во время операции возникает необходимость повторного использования инструмента 10, как показано в блоке 2224, можно открыть упорную пластину, инициируя следующую регистрацию состояния системы, как показано в блоке 2223. Использованный картридж 34 может быть извлечен из концевого зажима 12, как показано в блоке 2226. Это вызывает изменение состояния датчика наличия картриджа 2010, что, в свою очередь, инициирует регистрацию состояния системы, как показано в блоке 2225. В соответствии с блоком 2228, можно вставить другой картридж 34. Это вызывает изменение состояния датчика наличия картриджа 2010, что, в свою очередь, инициирует регистрацию состояния системы, как показано в блоке 2227. Если другой картридж 34 является новым, то, согласно блоку принятия решений 2230, его установка также может вызвать изменение состояния датчика состояния картриджа 2012. В таком случае может регистрироваться состояние системы, как показано в блоке 2231.
На фиг. 53 представлен пример распределения памяти 2300 запоминающего устройства 2001 в соответствии с различными вариантами осуществления. Схема распределения памяти 2300 состоит из ряда столбцов 2302, 2304, 2306, 2308, 2310, 2312, 2314, 2316 и строк (не обозначены). В столбце 2302 указан номер события для каждой строки. В других столбцах представлены выходные данные одного из датчиков системы 2000. Данные от всех датчиков, сохраненные в определенный момент времени, могут быть записаны в одной строке под одним и тем же номером события. Таким образом, каждая строка отражает событие, в котором зарегистрированы один или несколько сигналов датчиков системы 2000.
В столбце 2304 приведены данные нагрузки закрытия, зарегистрированные при каждом событии. Они отражают выходные данные тензодатчика закрытия упорной пластины 2006. В столбце 2306 отражено положение рабочего хода. Эти данные могут быть получены от датчика положения скальпеля 2008. Например, совокупное перемещение скальпеля 32 можно разделить на части. Указанное в столбце 2306 число может отражать ту часть, в которой в настоящий момент находится скальпель 32. Нагрузка при рабочем ходе представлена в столбце 2308. Эти данные могут быть получены от датчика пускового устройства 110. Положение скальпеля представлено в столбце 2310. Данные о положении скальпеля могут быть получены от датчика положения скальпеля 2008, как и данные по рабочему ходу. В столбце 2312 представлены данные о том, в каком положении находится упорная пластина 24 - в открытом или закрытом. Эти данные могут быть получены на основе сигналов датчика закрытия упорной пластины 2004 и (или) тензодатчика закрытия упорной пластины 2006. Данные о наличии салазок 33 и состоянии картриджа 34 могут быть приведены в столбце 2314. Эти данные могут быть получены от датчика состояния картриджа 2012. Наконец, данные о наличии картриджа 34 могут быть представлены в столбце 2316. Эти данные могут быть получены от датчика наличия картриджа 2010. Необходимо понимать, что в запоминающем устройстве 2001 могут храниться и другие данные, отличные от тех, которые были использованы в примере, например, данные о начале и конце рабочего хода, например, полученные на основе сигналов датчиков 130 и 142.
На фиг. 54 представлены различные варианты осуществления хирургического инструмента 300. Хирургический инструмент 300 может быть выполнен аналогично хирургическому инструменту 10, описанному выше, но, помимо прочего, включать съемный модуль статуса 302. Несмотря на то что на фиг. 54 показано, что модуль статуса 302 прикреплен к внешней нижней части детали 60 рукоятки 6, необходимо понимать, что модуль статуса 302 может быть прикреплен к хирургическому инструменту 300 в любой соответствующей точке. В соответствии с различными вариантами осуществления, рукоятка 6 хирургического инструмента 300 определяет выемку, выполненную с возможностью приема модуля статуса 302.
Хирургический инструмент 300 содержит множество датчиков 304 (схематично изображенных на фиг. 55), при этом множество датчиков 304, включает, например, датчик угла сочленения, датчик положения упорной пластины, датчик картриджа, датчик закрывающего пускового устройства, датчик силы закрытия, датчик ударной силы, датчик положения скальпеля, датчик состояния блокировки или комбинацию этих датчиков. Каждый датчик 304 может находиться в электрическом соединении с другим контактом 306 (схематично изображен на фиг. 55), размещенным рядом с внешней поверхностью хирургического инструмента 300.
Датчики 304 могут быть выполнены в любой допустимой для этого форме. Например, датчик угла сочленения может быть выполнен, например, в виде потенциометра, который включает элемент контроля сочленения 16 и генерирует сигнал об относительном угле сочленения концевого зажима 12. Датчик положения упорной пластины может быть выполнен, например, в виде датчика закрытия упорной пластины 2004, описанного выше; датчик картриджа может быть выполнен, например, в виде датчика наличия картриджа 2010, описанного выше; датчик закрывающего пускового устройства может быть выполнен, например, в виде датчика закрывающего пускового устройства 2002, описанного выше; датчик силы закрытия может быть выполнен, например, в виде тензодатчика закрытия упорной пластины 2006, описанного выше; датчик ударной силы может быть выполнен, например, в виде датчика пускового устройства 110, описанного выше; датчик положения скальпеля может быть выполнен, например, в виде датчика положения скальпеля 2008, описанного выше; а датчик состояния блокировки может быть выполнен, например, в виде датчика блокировки картриджа 136 или датчика наличия картриджа 2010, описанного выше. Различные варианты осуществления хирургических инструментов описаны в заявке на патент США с серийным № 11/343803 «ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ РЕГИСТРАЦИИ ДАННЫХ», содержание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
В соответствии с различными вариантами осуществления, модуль статуса 302 содержит корпуса 308, обеспечивающий соединение с хирургическим инструментом 300 с возможностью удаления. Модуль статуса 308 содержит множество контактов 310 (схематично изображены на фиг. 55), при этом каждый отдельный контакт 310 выполнен с возможностью электрического соединения с другим датчиком 304 хирургического инструмента 300, когда корпус 308 прикреплен к хирургическому инструменту 300. Например, когда модуль статуса 302 прикреплен к хирургическому инструменту 300, каждый контакт 310 модуля статуса 302 может быть ориентирован с соответствующим контактом 306 хирургического инструмента 300, таким образом, каждый контакт 310 модуля статуса 302 находится в электрическом соединении с другим датчиком 304.
Модуль статуса 302 дополнительно содержит цепь 312 (схематично изображена на фиг. 55), связанную по меньшей мере с одним из контактов 310, и множество индикаторов 314 (схематично изображены на фиг. 55). По меньшей мере один из индикаторов 314 находится в электрическом соединении с цепью 312. Цепь 312 содержит цепь управления и выполнена с возможностью управления по меньшей мере одним из индикаторов 314. В соответствии с различными вариантами осуществления, цепь 312 может дополнительно содержать, как схематично изображено на фиг. 55, выключатель 316, счетчик 318, трансмиттер 320 или их комбинацию.
Выключатель 316 находится в электрическом соединении по меньшей мере с одним из индикаторов 314 и может служить для отключения соответствующего индикатора 314, находящегося в электрическом соединении с выключателем. В соответствии с различными вариантами осуществления, выключатель 316 может содержать часть модуля статуса 302, а не цепи 312, или часть хирургического инструмента 300, а не модуля статуса 302. В таких вариантах осуществления выключатель 316 может находиться в электрическом соединении с цепью 312.
Счетчик 318 можно использовать для определения количества срабатываний, количества оставшихся срабатываний, время ожидания после сшивания и т.д. В соответствии с различными вариантами осуществления, счетчик 318 может содержать часть модуля статуса 302, а не цепи 312. В соответствии с другими вариантами осуществления, счетчик 318 может содержать часть хирургического инструмента 300, а не модуля статуса 302. В таких вариантах осуществления счетчик 318 может находиться в электрическом соединении с цепью 312.
Трансмиттер 320 можно использовать для беспроводной передачи информации от множества датчиков 304 к беспроводному приемнику (не показан), связанному с монитором (не показан), экран которого пользователь хирургического инструмента 300 может наблюдать во время выполнения операции. Беспроводная передача информации может осуществляться непрерывно или периодически. Отображаемая информация может содержать, например, информацию о ходе процесса, информацию о сжимающей нагрузке, информацию о нагрузке на скальпель, количество срабатываний, продолжительность операции, время ожидания сжатия и т.д. В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения, трансмиттер 320 может содержать часть модуля статуса 302, а не цепи 312, или часть хирургического инструмента 300, а не модуля статуса 302. В таких вариантах осуществления трансмиттер 320 может находиться в электрическом соединении с цепью 312.
На фиг. 56-58 представлены различные варианты осуществления модуля статуса 302. Как показано на фигурах, модуль статуса 302 может содержать индикаторы разных типов 314. В соответствии с различными вариантами осуществления, индикаторы 314 могут содержать один или несколько визуальных индикаторов, например, светодиод, многоцветный светодиод, дисплей и т.п. или их комбинацию. В качестве дисплея может использоваться, например, алфавитно-цифровой дисплей, растровый дисплей, жидкокристаллический дисплей и т.д. В соответствии с различными вариантами осуществления, по меньшей мере один из индикаторов 314 может быть представлен звуковым индикатором, например, устройством с аудиовыходом. Устройство с аудиовыходом может быть выполнено, например, в виде динамика, и находиться в электрическом соединении с выключателем 316. В соответствии с различными вариантами осуществления, индикаторы 314 могут содержать по меньшей мере один визуальный индикатор и по меньшей мере один звуковой индикатор.
На практике индикаторы 314 могут обеспечивать для пользователя хирургического инструмента 300 визуальную и звуковую обратную связь. Например, как показано на фиг. 56, индикатор 314 (например, светодиод) может передавать информацию о нахождении закрывающего пускового устройства 18 в зафиксированном положении, об истечении заданного периода ожидания после сшивания, об установке картриджа со скобками 34 и т.д. Различные индикаторы 314 могут излучать свет разных цветов. На фиг. 56 и 57 штриховкой разного вида обозначены разные цвета. Индикатор 314 (например, многоцветный светодиод) может использоваться для индикации разных статусов конкретной функции хирургического инструмента 300. Например, для индикации статуса картриджа со скобками 34 многоцветный светодиод может излучать зеленый свет в том случае, если в канал 22 загружен новый картридж со скобками 34, желтый свет, если в канале 22 находится израсходованный картридж со скобками 34, и красный свет, если в канале 22 отсутствует картридж со скобками 34. Аналогичным образом, для индикации статуса режущего усилия, производимого хирургическим инструментом 300, многоцветный светодиод может излучать зеленый свет в том случае, если производимое режущее усилие находится в пределах нормального диапазона, желтый свет, если производимое режущее усилие повышается, или красный свет, если производимое режущее усилие находится в диапазоне высоких значений. Очевидно, что индикаторы 314 могут использоваться для индикации разных статусов других функций хирургического инструмента 300, например, для индикации уровня заряда батареи.
Как показано на фиг. 56, ряд индикаторов 314 (например, светодиодов) может использоваться для индикации движения скальпеля 32, доли в процентах от производимого максимального закрывающего усилия, доли в процентах от производимого максимального усилия срабатывания, фактического угла сочленения концевого зажима 12 и т.д. Такая индикация снабжает пользователя хирургического инструмента 300 информацией по усилиям, прилагаемым к хирургическому инструменту 300 в работе, и информацией относительно того, насколько близок хирургический инструмент 300 в процессе работы к максимальному уровню производительности. Несмотря на то что на фиг. 56 показан только один ряд индикаторов 314, необходимо понимать, что модуль статуса 302 может содержать любое количество рядов индикаторов 314.
Как показано на фиг. 57, модуль статуса 302 может содержать индикаторы 314 (например, светодиоды), расположенные в форме двух колец. В таких вариантах осуществления модуль статуса 302 может одновременно передавать больше информации пользователю хирургического инструмента 300, чем модуль статуса 302, показанный на фиг. 56. Несмотря на то что на фиг. 57 показан вариант расположения индикаторов в форме двух колец, необходимо понимать, что модуль статуса 302 может содержать любое количество индикаторов 314, расположенных в любом виде. Например, модуль статуса 302 может содержать индикаторы 314, расположенные в форме пирамиды.
Как показано на фиг. 58, индикаторы 314 модуля статуса 302 могут содержать ряд светодиодов и по меньшей мере один дисплей (например, жидкокристаллический дисплей). В таких вариантах осуществления модуль статуса 302 может одновременно передавать больше информации пользователю хирургического инструмента 300, чем модуль статуса 302, показанный на фиг. 56 или 57. Например, светодиоды могут представлять силу противодействия на упорной пластине 24 и картридже со скобками 22, уровень заряда батареи, угол сочленения и т.д., в виде столбчатой диаграммы. На дисплее отображается информация об усилиях закрытия, усилиях срабатывания, количестве оставшихся срабатываний, времени ожидания после захвата ткани, ходе выполнения процедуры, угле сочленения и т.д., в цифровом виде. Различные хирургические инструменты описаны в заявке на патент США с серийным № 11/343545 «ХИРУРГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ С СИСТЕМОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ», содержание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
В различных вариантах осуществления, в дополнение к указанному выше, хирургический инструмент, например, хирургический сшивающий инструмент 300, может, например, подвергаться стерилизации до и (или) после использования. По меньшей мере один способ стерилизации, см. фиг. 60, предполагает помещение системы в закрытый герметичный контейнер, такой как, например, контейнер 301, при этом в некоторых вариантах осуществления в качестве контейнера можно использовать, например, пластиковый пакет или пакет из полиэтиленового волокна высокой плотности или материала Тайвек (TYVEK), с учетом того, что контейнер может иметь любую допустимую для этих целей форму. Затем контейнер и инструмент можно поместить в поле воздействия излучения, способного проникнуть в контейнер. В различных вариантах можно использовать различное излучение, например, гамма-излучение, рентгеновские лучи и (или) электроны высокой энергии, то есть излучение, способное уничтожить бактерии на инструменте 300 и в контейнере 301. Герметично закрытый стерильный контейнер 301 может сохранять стерильность инструмента 300 до момента открытия контейнера в операционном зале или иной соответствующей среде. Однако в некоторых случаях, когда для стерилизации инструмента 300 используется излучение, такое как гамма-излучение, излучение может повредить компоненты хирургического инструмента 300, в частности электронные компоненты, например, запоминающие устройства и (или) процессоры, вследствие чего нарушается правильная работа этих компонентов, или они становятся непригодными для дальнейшего использования. В качестве по меньшей мере одного такого запоминающего устройства можно использовать запоминающее устройство 2001, как описано выше, где в результате воздействия излучения на запоминающее устройство 2001 по меньшей мере часть данных, содержащихся в схеме распределения памяти 2300, может быть потеряна и (или) повреждена. В некоторых случаях в процессе стерилизации облучением могут пострадать даже так называемые «радиационно-устойчивые» электронные компоненты. С учетом вышесказанного, для стерилизации всего инструмента 300 можно применять альтернативные способы стерилизации, такие как стерилизация окисью этилена, перекисью водорода и (или) паром. Однако в некоторых случаях такие альтернативные способы стерилизации не являются предпочтительными, в отличие от стерилизации облучением, по меньшей мере в отношении стерилизации концевого зажима хирургического инструмента.
В различных вариантах осуществления хирургический инструмент может включать первую и вторую части, которые могут легко соединяться и (или) отсоединяться друг от друга. По меньшей мере в одном варианте осуществления, помимо сказанного выше, первая часть может содержать рукоятку и концевой зажим хирургического сшивающего инструмента, такие как рукоятка 6 и концевой зажим 12 хирургического сшивающего инструмента 300, а вторая часть может содержать выборочно прикрепляемую часть, например, модуль статуса 302, при этом первая часть и вторая часть могут подвергаться стерилизации по отдельности. В некоторых вариантах осуществления рукоятка и концевой зажим хирургического сшивающего инструмента могут проходить стерилизацию облучением, тогда как выборочно прикрепляемая часть, в состав которой могут входить электронные и (или) радиационно-чувствительные компоненты, могут подвергаться стерилизации другого типа, например, стерилизации паром и (или) окисью этилена. По меньшей мере в одном варианте осуществления, как подробно описано ниже, первая и вторая части могут быть собраны и (или) функционально соединены друг с другом после того, как первая и вторая части по отдельности прошли стерилизацию.
В различных вариантах осуществления (см. фиг. 59) хирургический инструмент может содержать хирургический инструмент 400 и выборочно прикрепляемый модуль 402. В некоторых вариантах осуществления хирургический инструмент 400 может иметь полость 404, выполненную с возможностью приема по меньшей мере части модуля 402. По меньшей мере в одном варианте осуществления модуль 402 может включать одну или несколько клемм или контактов 403, которые могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с одной или несколькими клеммами или контактами (не показаны) хирургического инструмента 400 для установления связи между модулем 402 и хирургическим инструментом 400. Более конкретно, клеммы или контакты хирургического инструмента 400 и модуля 402 могут быть связаны между собой так, что энергия, аналоговые сигналы и (или) цифровые сигналы могут передаваться между хирургическим инструментом 400 и модулем 402. Перед установкой модуля 402 на хирургический инструмент 400 модуль 402 может быть подвергнут стерилизации, а затем помещен в стерильный контейнер. В некоторых вариантах осуществления модуль 402 может подвергаться стерилизации уже после размещения в контейнере. В любом случае, в дополнение к указанному выше, хирургический инструмент 400 может быть извлечен из стерильного контейнера, такого как контейнер 301, например, после стерилизации гамма-излучением, после чего модуль 402 может быть функционально соединен с хирургическим инструментом 400. На практике по меньшей мере в одном варианте осуществления модуль 402 может быть извлечен из стерильного контейнера или пакета 401 и помещен в полость 404 так, чтобы контакты или клеммы 403 соединились с контактами или клеммами хирургического инструмента 400.
В различных вариантах осуществления, в дополнение к указанному выше, первая часть хирургического инструмента, например, рукоятка 6 и концевой зажим 12 хирургического инструмента 400, может быть извлечена из стерильного контейнера, тогда как по меньшей мере большая часть второй части хирургического инструмента, например, модуль 402, может оставаться в стерильном контейнере. По меньшей мере в одном варианте осуществления пакет 401, например, может быть перфорирован или надрезан таким образом, что клеммы 403 модуля 402 могут по меньшей мере частично выступать наружу из пакета 401 и взаимодействовать с клеммами 403 хирургического инструмента 400. В некоторых вариантах осуществления клеммы 403 могут быть выполнены с возможностью прокалывания или прорезания пакета 401. По меньшей мере в одном таком варианте осуществления клеммы 403 могут быть выполнены с возможностью прокалывания пакета 401, если их прижать к поверхности пакета 401 с достаточным усилием. В некоторых вариантах осуществления изобретения пакет 401 может иметь ослабленные участки или насечки, позволяющие легко отрывать пакет 401 по заданной траектории. В некоторых вариантах осуществления контакты 403 могут содержать штыревые контакты, а хирургический инструмент 400 может включать гнездовые контакты, при этом штыревые контакты могут быть вставлены в гнездовые контакты для создания электрической связи между ними. В различных вариантах осуществления, хотя это не показано на фигурах, выборочно прикрепляемый модуль может включать один или несколько гнездовых контактов, а хирургический инструмент может включать один или несколько штыревых контактов, которые могут быть выполнены с возможностью прокалывания пакета 401, например, для взаимодействия с гнездовыми контактами модуля.
В любом случае, в дополнение к сказанному выше, первая часть, например, рукоятка 6 и концевой зажим 12 хирургического инструмента 400, и вторая часть, например, модуль 402, могут подвергаться стерилизации различными способами и доставляться в операционный зал, например, в отдельно стерилизованных контейнерах. Таким образом, вторая часть, содержащая радиационно-чувствительные компоненты, может подвергаться соответствующей стерилизации без применения облучения, а первая часть может проходить стерилизацию облучением без ущерба для хирургического инструмента. Однако в некоторых случаях такая стерилизация (без применения облучения) может оказаться недостаточной или недопустимой для стерилизации второй части хирургического инструмента. В таких случаях бактерии или другие загрязнения, например, могут оставаться внутри контейнера или пакета 401, например, когда он поступает в операционный зал. Однако в разных вариантах осуществления пакет 401 и модуль 402 могут быть выполнены таким образом, чтобы при проталкивании через пакет 401 клеммы 403 прокалывали или разрывали только незначительную часть пакета 401. По меньшей мере в одном таком варианте осуществления бактерии или другие загрязнения, присутствующие в пакете 401, могут оставаться в пакете 401 и не выходить из него после вскрытия.
В дополнение к указанному выше, в некоторых вариантах осуществления контейнер, в котором хранится вторая часть хирургического инструмента, может быть выполнена с возможностью взаимодействия с первой частью хирургического инструмента так, что контейнер и первая часть могут ограничить или предотвратить распространение бактерий и (или) загрязнителей, содержащихся в контейнере, если они присутствуют, и их попадание в организм пациента на операционном поле. По меньшей мере в одном варианте осуществления (см. фиг. 59) пакет 401 и модуль 402 могут быть выполнены таким образом, что при введении в полость 404 хирургического инструмента 400 пакет 401 может примыкать к боковым стенкам полости 404, образуя герметичное соединение или по меньшей мере по существу герметичное соединение с ними. В итоге по меньшей мере в одном варианте осуществления удается предотвратить или по меньшей мере существенно снизить распространение бактерий и (или) загрязнителей из полости пакета 401 на внешнюю поверхность хирургического инструмента 400. В различных вариантах осуществления модуль 402 и пакет 401 могут быть вставлены в полость 404 перед прокалыванием пакета 401 клеммами 403. Таким образом, отверстия в пакете 401 появляются только после того, как клеммы 403 вступают во взаимодействие или по меньшей мере практически контактируют с клеммами хирургического инструмента 400. По меньшей мере в одном варианте осуществления место прокола может быть защищено, так что бактерии или загрязнители, присутствующие в герметично закрытом пакете 401, не попадают ни на один из участков хирургического инструмента 400, соприкасающихся с телом пациента. В некоторых вариантах осуществления пакет 401 и модуль 402 могут быть выполнены с возможностью плотной вставки или запрессовки в полость 403. Несмотря на то что на фигурах не показано, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления модуль 402 может включать один или несколько крепежных элементов или частей, которые могут быть выполнены с возможностью соединения с хирургическим инструментом 400. По меньшей мере в одном варианте осуществления крепежные элементы могут быть выполнены с возможностью прокалывания пакета 401, тогда как, например, в других вариантах осуществления крепежные элементы могут быть выполнены с возможностью соединения с хирургическим инструментом 400 без прокалывания пакета 401.
В различных вариантах осуществления первая часть хирургического инструмента может быть доставлена в операционный зал, например, в первом герметично закрытом контейнере, а вторая часть хирургического инструмента может быть доставлена во втором герметично закрытом контейнере, при этом вторая часть при использовании с первой частью может оставаться в герметично закрытом контейнере. По меньшей мере в одном варианте осуществления первая часть может содержать рукоятку и концевой зажим хирургического сшивающего инструмента, а вторая часть может содержать модуль, который может быть выполнен с возможностью беспроводной связи с первой частью. По меньшей мере в одном варианте осуществления модуль может содержаться в герметично закрытом пакете, таком как, например, пакет 401, при этом герметично закрытый пакет с модулем может быть помещен в полость, например, в полость 404, предусмотренную в хирургическом сшивающем инструменте. В различных вариантах осуществления модуль может включать передатчик и (или) приемник беспроводного сигнала, кроме того, хирургический инструмент также может включать передатчик и (или) приемник беспроводного сигнала. Таким образом, связь модуля и хирургического сшивающего инструмента может осуществляться с помощью беспроводной передачи или беспроводных сигналов. В итоге по меньшей мере в одном варианте осуществления пакет или контейнер, содержащий модуль, не требует прокалывания или разрезания для выполнения модулем предусмотренной функции или функций, будь то функция отображения информации, регистрации информации, поступающей от хирургического сшивающего инструмента, и (или) функция передачи информации хирургическому сшивающему инструменту. По меньшей мере в одном варианте осуществления модуль может включать источник энергии, который может быть выполнен с возможностью обеспечения энергии для модуля, достаточной для выполнения заданных функций. В некоторых вариантах осуществления источник энергии может быть заключен во второй герметично закрытый контейнер с модулем. В любом случае для работы передатчика и (или) приемника беспроводных сигналов модуля, благодаря близости расположения модуля и хирургического сшивающего инструмента в процессе использования, необходимо незначительное количество энергии, по существу если модуль по меньшей мере частично установлен внутри хирургического сшивающего инструмента.
В некоторых вариантах осуществления вторая часть хирургического инструмента или модуль может не прикрепляться или не устанавливаться внутри первой части хирургического сшивающего инструмента. По меньшей мере в одном варианте осуществления модуль может оставаться в герметично закрытом контейнере и может быть размещен в любой допустимой точке операционного зала так, чтобы модуль мог непосредственно взаимодействовать с первой частью хирургического инструмента. В итоге в таких вариантах осуществления модуль, прошедший стерилизацию без применения облучения, может быть установлен на большем, по сравнению с различными описанными выше вариантами осуществления изобретения, расстоянии от пациента, благодаря чему снижается вероятность попадания бактерий или других загрязнителей в организм пациента. По меньшей мере в одном варианте осуществления модуль и контейнер могут быть установлены на установочной станции или внутри нее. В некоторых вариантах осуществления установочная станция может включать передатчик и (или) приемник беспроводных сигналов, таким образом модуль и (или) хирургический инструмент могут сообщаться по беспроводной связи с установочной станцией, а установочная станция может ретранслировать данные или информацию между модулем и хирургическим сшивающим инструментом. По меньшей мере в одном варианте осуществления, по аналогии с изложенным выше, вторая часть, или модуль, может включать одну или несколько клемм или контактов, таких как, например, клеммы 403, которые могут быть выполнены с возможностью прокалывания контейнера, содержащего модуль, такого как, например, пакет 401, в целях функционального сцепления с клеммами или контактами установочной станции. По меньшей мере в одном таком варианте осуществления модуль может напрямую взаимодействовать с установочной станцией, которая может включать передатчик и (или) приемник беспроводных сигналов, которые могут быть выполнены с возможностью обеспечения беспроводной связи с первой частью хирургического инструмента. Различные хирургические инструменты описаны в заявке на патент США с серийным № 11/651771 «ПРОГРАММИРОВАНИЕ ХИРУРГИЧЕСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ ПОСЛЕ СТЕРИЛИЗАЦИИ», содержание которой полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
В некоторых вариантах осуществления хирургический инструмент может содержать первую часть, которая может быть стерилизована в первом процессе стерилизации гамма-облучением, и вторую часть, которая может быть стерилизована во втором процессе стерилизации гамма-облучением. По меньшей мере в одном варианте осуществления для второго процесса стерилизации гамма-облучением может использоваться меньшая интенсивность и (или) меньшая продолжительность воздействия гамма-излучения по сравнению с интенсивностью и (или) продолжительностью воздействия гамма-излучения в первом процессе стерилизации. По меньшей мере в одном варианте осуществления вторая часть может включать электронные компоненты, такие как, например, запоминающие устройства или процессоры, и (или) любые другие радиационно-чувствительные компоненты, которые могут перенести непродолжительное воздействие излучения низкой интенсивности. В результате в различных вариантах осуществления первая часть может подвергаться стерилизации в первом герметично закрытом стерильном контейнере, а вторая часть может быть стерилизована во втором герметично закрытом стерильном контейнере, отдельно от первой части. В таких вариантах осуществления гамма-излучение может применяться для стерилизации обеих, первой и второй, частей, хотя при возможно разной степени стерильности. В любом случае первая и вторая части хирургического инструмента могут быть доставлены, например, в операционный зал, где могут быть собраны вместе, функционально соединены и (или) иным способом совмещены друг с другом.
В некоторых вариантах осуществления хирургический инструмент может содержать более двух частей, которые могут подвергаться стерилизации независимо друг от друга. По меньшей мере в одном варианте осуществления хирургический инструмент может содержать первую часть, стерилизуемую первым способом стерилизации и доставляемую в операционный зал в первом герметично закрытом стерильном контейнере, вторую часть, стерилизуемую вторым способом стерилизации и доставляемую в операционный зал во втором герметично закрытом стерильном контейнере, и третью часть, стерилизуемую третьим способом и доставляемую в операционный зал в третьем герметично закрытом стерильном контейнере. По меньшей мере в одном варианте осуществления первая часть может содержать концевой зажим хирургического инструмента, например, концевой зажим 12 хирургического инструмента 300, вторая часть может содержать рукоятку, например, рукоятку 6, а третья часть может содержать выборочно прикрепляемый модуль, например, модуль 402. В некоторых вариантах осуществления, в дополнение к сказанному выше, для стерилизации первой части может применяться способ стерилизации гамма-излучением, для стерилизации второй части может применяться способ стерилизации гамма-излучением меньшей интенсивности и (или) с меньшей продолжительностью воздействия, чем в первом способе стерилизации, а для стерилизации третьей части может, например, применяться нерадиационный способ стерилизации. В любом случае при сборке хирургического инструмента одна или несколько частей могут оставаться в герметично закрытых контейнерах и (или) могут быть частично извлечены из этих контейнеров при сборке, соединении и (или) иным соответствующим образом согласовании с другими частями хирургического инструмента.
В некоторых случаях может оказаться желательным подключить и (или) отключить полустерильный или нестерильный источник энергии, другие компоненты и (или) электронные компоненты к хирургическому инструменту для использования в ходе хирургической процедуры. В одном варианте осуществления источник энергии и (или) другие компоненты могут быть размещены с возможностью удаления по меньшей мере частично внутри полости, определенной в хирургическом инструменте. В различных обстоятельствах источник энергии и (или) электронные компоненты могут быть, например, нестерилизованы, могут быть частично стерилизованы и (или) могут содержать нестерилизованные или частично стерилизованные части, тогда как сам хирургический инструмент может быть, полностью стерилизован с использованием некоторого способа, например, такого как стерилизация гамма-облучением. Хирургический инструмент может быть полностью стерилизован внутри герметично закрытого контейнера, такого как описанный выше контейнер 301. Способ стерилизации может совпадать с описанным выше способом. Используемые в настоящем документе термины «стерильный» или «стерилизованный» могут означать прошедший процесс стерилизации до состояния, достаточного для открытого использования (т.е. открытого использования в операционном зале и (или) в полости организма пациента) в ходе хирургической процедуры. Термины «нестерилизованный», «полустерилизованный», «нестерильный» и (или) «частично стерилизованный» могут означать не прошедший процесс стерилизации, частично прошедший процесс стерилизации и (или) прошедший процесс стерилизации, но не до уровня, достаточного для открытого использования в ходе хирургической процедуры.
Нестерильные источники энергии и (или) иные электронные компоненты или их части в большинстве случаев не должны допускаться к открытому использованию на пациенте или в операционном зале в ходе хирургической процедуры, чтобы по меньшей мере свести к минимуму заражение пациента и (или) операционного зала в ходе хирургической процедуры, вызванного, например, различными бактериями, загрязнениями и (или) микробами, находящимися на источнике энергии и (или) иных электронных компонентах. В различных вариантах осуществления, например, источники энергии могут быть выполнены с возможностью подачи хирургическому инструменту энергии, а электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью контроля и (или) управления хирургическим инструментом. В различных других вариантах осуществления электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью записи различных заданий или операций, выполняемых хирургическим инструментом. В одном варианте осуществления электронные компоненты могут включать один или более электронных компонентов. В различных других вариантах осуществления электронные компоненты могут быть необязательными и могут быть предоставлены один или более источников энергии.
В различных вариантах осуществления хирургическая инструментальная система может допускать использование в хирургическом инструменте нестерильной или полустерильной части, например, такой как источник энергии или различные электронные компоненты, которая может быть по меньшей мере частично вставлена в и использоваться совместно со стерильной частью хирургического инструмента. В некоторых вариантах осуществления источник энергии и (или) электронные компоненты могут быть обработаны первым способом стерилизации до первой степени стерильности, а стерильная часть может быть обработана вторым способом стерилизации до второй, более высокой степени стерильности, так что вторая часть окажется стерильной. В некоторых случаях первый и второй способы стерилизации могут включать одинаковые, аналогичные или различные способы стерилизации.
В одном варианте осуществления, см. фиг. 61 и 62, хирургическая инструментальная система может содержать хирургический инструмент 500, содержащий первую часть 502 и вторую часть 504. Хирургический инструмент 500 может содержать компоненты, аналогичные описанным выше хирургическим инструментам 300 и 400, но также может содержать закрывающий элемент 506, размещенный на второй части 504 или присоединенный к ней. В различных вариантах осуществления закрывающий элемент 506 может быть выполнен с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением для закрытия полости 508 или приемного паза, определенных во второй части 504 хирургического инструмента 500. Перед использованием вторая часть 504 может быть упакована в герметичный контейнер, например, такой как контейнер 301, и стерилизована как описано выше. В одном варианте осуществления вторая часть 504 может содержать корпус хирургического инструмента 510, имеющий стенку 512, задающую в нем полость 508. Первая часть 502 может содержать источник энергии, например, такой как батарея, и (или) один или более электронных компонентов, например, микросхемы контроллера. Первая часть 502 может быть герметично закрыта мембраной 514 или полностью закрыта герметичной оболочкой (также 514). В одном варианте осуществления мембрана или герметичная оболочка 514 может содержать непроницаемый для микробов барьерный слой. Хотя на фигурах это не показано, первая часть 502 может содержать источник энергии, помещенный в первую мембрану, и различные электронные компоненты, помещенные во вторую мембрану. И окружающая источник энергии первая мембрана, и окружающая различные электронные компоненты вторая мембрана могут, например, обе размещаться внутри полости 508 или могут по отдельности размещаться в отдельной полости, выполненной в корпусе хирургического инструмента 510. При использовании описанных выше хирургических инструментальных систем нестерильная или полустерильная первая часть 502 может выборочно использоваться со стерильной второй частью 504 в процессе хирургической процедуры без заражения операционного зала, контактирующей с пациентом поверхности второй части 504 и (или) пациента. В различных других вариантах осуществления первая часть 502 может быть стерильной и все равно помещаться в мембрану 514 для дополнительной защиты.
В одном варианте осуществления, см. фиг. 61-63, первая часть 502 может содержать источник энергии 503, такой как источник питания или источник электроэнергии, такой как устройство или система, которые обеспечивают нагрузку электроэнергией. В различных вариантах осуществления источник энергии 503 может представлять собой батарею, содержащую одиночный или сочетание множества электрохимических гальванических элементов для хранения химической энергии. Множество электрохимических гальванических элементов могут комбинироваться для получения либо более высокого напряжения, либо более высокого тока по сравнению с одиночным элементом. В одном варианте осуществления батарея может содержать неперезаряжаемые первичные элементы. Неперезаряжаемые батареи включают щелочные батареи и щелочные элементы, в которых используется реакция между цинком и оксидом марганца (IV) (Zn/MnO2), цинк-углеродные, цинк-хлоридные и серебряно-оксидные элементы, среди прочих. Щелочная батарея может содержать щелочной электролит с гидроксидом калия. В одном варианте осуществления батарея может содержать перезаряжаемые вторичные элементы. Перезаряжаемые батареи могут использовать электрически обратимые электрохимические реакции, могут быть выполнены различных размеров и использовать различные химические системы. Широко используемыми химическими системами для вторичных элементов («перезаряжаемых батарей») являются свинцово-кислая, никель-кадмиевая (NiCd), никель-металлогидридная (NiMH), литий-ионная (Li-ion) и литий-ионполимерная (Li-ion polymer). В других вариантах осуществления источник энергии 503 может представлять собой источник энергии постоянного тока, источник энергии переменного тока, подключенный к сети переменного тока, или иной источник энергии общего назначения с частотой 50 или 60 Гц, а также импульсный источник энергии. В качестве примера импульсные источники энергии могут быть разделены на четыре типа в зависимости от используемых в них входной и выходной формы тока: (1) на входе переменный ток, на выходе постоянный ток: выпрямитель, входная стадия преобразования от питающей электросети; (2) на входе постоянный ток, на выходе постоянный ток: преобразователь напряжения, или преобразователь тока, или преобразователь постоянного тока; (3) на входе переменный ток, на выходе переменный ток: преобразователь частоты, циклоконвертор, трансформатор; или (4) на входе постоянный ток, на выходе переменный ток: инвертор. В других вариантах осуществления первая часть 502 может содержать модуль статуса, например, такой как описанный выше модуль статуса 302.
В дополнение к сказанному выше, в других вариантах осуществления первая часть 502 может содержать другие необязательные электронные компоненты, такие как, например, микропроцессор, выполненные с возможностью контролирования и (или) выдачи инструкций для хирургического инструмента 500. В различных вариантах осуществления такие электронные компоненты могут содержать компьютерную систему, компьютерную подсистему, компьютер, микропроцессор, контроллер, микроконтроллер, интегральную схему, такую как специализированная микросхема (ASIC), устройство программируемой логики (PLD), процессор, такой как процессор общего применения, цифровой сигнальный процессор (DSP), интерфейс, устройство ввода/вывода (I/O), ключ, схему, логический вентиль, регистр, полупроводниковое устройство, микросхему, транзистор или любое другое устройство, машину, инструмент, оборудование, компонент или их сочетание, или могут быть реализованы в указанном качестве. В одном варианте осуществления необязательные электронные компоненты могут управляться программной средой, программным модулем, приложением, программой, подпрограммой, набором команд, машинным кодом, речью, символами или их сочетанием, в соответствии с заранее выбранным языком программирования, способом или синтаксисом, для указания процессору на выполнение определенной функции. Примеры языков программирования могут включать C, C++, Java, BASIC, Perl, Matlab, Pascal, Visual BASIC, ассемблер, машинные коды, микрокоды для сетевого процессора и т.д. В различных других вариантах осуществления первая часть 502 может содержать другие необязательные электронные компоненты, например, такие как устройство памяти, выполненные с возможностью записи различной информации о хирургическом инструменте 500 и (или) выполняемых им операций. В одном варианте осуществления такие электронные компоненты могут быть, например, соединены с источником энергии 503, размещены на источнике энергии 503 или вблизи него и (или) размещены на корпусе источника энергии 503 или вблизи него.
В дополнение к сказанному выше, в различных вариантах осуществления первая часть 502 может содержать одну или более электрических клемм или контактов 518, которые могут быть выполнены с возможностью вхождения в контакт посредством электрической связи с одной или более электрическими клеммами или контактами 520 на второй части 504. Клеммы или контакты 520 могут быть размещены внутри полости 508 или могут быть размещены вблизи полости 508 так, что они могут взаимодействовать с клеммами 518 при размещении первой части 502 в полости 508. В одном варианте осуществления клеммы 520 могут быть размещены на одной из самых глубоких частей полости 508 относительно внешней поверхности корпуса хирургического инструмента 510, так что любой вызванный клеммами 518 или 520 прокол мембраны 514 окажется вблизи одной из самых глубоких частей полости 508. При установке контакта с полостью 508 второй части 504 первая часть 502 может быть приведена в контакт со второй частью 504 таким образом, что, например, энергия, аналоговые и (или) цифровые сигналы могут передаваться между первой частью 502 и второй частью 504. В ряде вариантов осуществления клеммы 518 на первой части 502 могут содержать штыревые контакты, а клеммы 520 на второй части 504 могут содержать гнездовые контакты, причем штыревые контакты 518 могут быть введены в контакт и (или) вставлены в гнездовые контакты 520 для установления между ними электрического соединения. Каждый штыревой контакт 518 первой части 502 может иметь прокалывающий конец 522, выполненный с возможностью, например, проколоть, проткнуть или надрезать мембрану 514 при прижатии к мембране 514 с достаточной силой для введения в контакт с гнездовыми контактами 520 второй части 504. Отверстие или отверстия, создаваемые в мембране 514 прокалывающим концом или концами 522, могут быть лишь незначительно больше, чем внешний периметр клемм 518, чтобы по меньшей мере воспрепятствовать распространению загрязнений, бактерий или микробов из пространства с внутренней стороны мембраны 514 в пространство на внешней стороне мембраны 514. В ряде случаев боковые стенки отверстия или отверстий в мембране 514 могут образовывать уплотнение или уплотняющую поверхность, например, с внешними частями клемм 518, чтобы снова по меньшей мере воспрепятствовать распространению загрязнений, бактерий или микробов из пространства с внутренней стороны мембраны 514 в пространство на внешней стороне мембраны 514. В различных вариантах осуществления, хотя это не показано на фигурах, первая часть 502 может содержать один или более гнездовых контактов, а вторая часть 504 может содержать один или более штыревых контактов. В таком варианте осуществления штыревые контакты второй части 504 могут проколоть мембрану 514 и войти в гнездовые контакты на первой части 502, когда первая часть 502 проталкивается с достаточной силой к клеммам второй части 504.
В других различных вариантах осуществления в мембране 514 могут, например, быть созданы ослабленные участки, перфорированные участки и (или) насечки, которые могут быть выполнены с возможностью обеспечить надрыв или разделение мембраны 514 вдоль заранее заданного пути. В одном варианте осуществления весь участок мембраны 514, находящийся между клеммами 518 и клеммами 520, может быть перфорирован и (или) может иметь насечки, так что когда клеммы 518 или область первой части 502 с достаточным усилием проталкивается в мембрану 514, часть мембраны 514 может отделиться от остальной мембраны 514 и открыть первую часть 502, содержащую клеммы 518, или частично открыть первую часть 502, содержащую клеммы 518. В целом это может произойти при помещении первой части 502 в полость 508 и когда полость 508 по меньшей мере частично герметично отделена от внешнего стерильного окружения.
В различных вариантах осуществления первая часть 502 может быть полностью или частично введена в полость 508 до прокалывания клеммами 518 мембраны 514, так что отверстия, образующиеся в мембране 514 с помощью клемм 518, не создаются до тех пор, пока клеммы 518 не окажутся во взаимодействии, или по меньшей мере почти во взаимодействии, с клеммами 520 второй части 504, и закрывающий элемент 506 окажется по меньшей мере в основном в первом положении, тем самым герметично отгораживая полость 508 от стерильной внешней поверхности второй части 504. Когда клеммы 518 и 520 взаимодействуют друг с другом, они сами могут создать барьер для распространения загрязнений, бактерий и (или) микробов из пространства с внутренней стороны мембраны 514, поскольку их взаимодействие может по существу образовать уплотнение между участком второй части 504 и участком первой части 502, тем самым зажимая участок мембраны 514 внутри. В таком варианте осуществления мембрана 514 может выполнять роль уплотнителя. В результате место прокола мембраны 514 может быть защищено, так что бактерии, микробы и (или) загрязнения с внутренней стороны мембраны 514 не смогут получить доступ к любой открытой области организма пациента или поверхности второй части 504.
В некоторых вариантах осуществления, хотя это не показано на фигурах, вторая часть 504 может содержать один или более крепежных элементов или частей, которые могут быть выполнены с возможностью входить в контакт с первой частью 502. В одном варианте осуществления крепежные элементы могут быть выполнены с возможностью прокола мембраны 514, тогда как, например, в других вариантах осуществления крепежные элементы могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с первой частью 502 без прокалывания мембраны 514. Любая другая допустимая форма взаимодействия между первой частью 502 и второй частью 504 также может быть использована и находится в рамках сферы действия настоящего изобретения.
В различных вариантах осуществления, см. фиг. 61-63, вторая часть 504 хирургического инструмента 500 может содержать ствол 524, имеющий проксимальный конец 526 и дистальный конец 528. Корпус хирургического инструмента 510 может проходить от проксимального конца 526 и может включать участок пускового устройства 530, содержащий, например, первое пусковое устройство и второе пусковое устройство. Участок пускового устройства 530 может функционально соединяться с концевым зажимом 532, выходящим из дистального конца 528 ствола 524, так что он может использоваться для приведения в действие концевого зажима 532. В других вариантах осуществления вместо участка пускового устройства 530 можно использовать кнопку или элемент активации (на фигурах не показаны). В таком варианте осуществления концевой зажим 532 может содержать, например, по меньшей мере один электрод, выполненный с возможностью уплотнения ткани. В некоторых других вариантах осуществления концевой зажим 532 может содержать любой соответствующий концевой зажим, выполненный с возможностью осуществлять, например, функцию уплотнения ткани, функцию сшивания ткани скобками, функцию рассечения ткани, функцию скрепления ткани и (или) любую иную соответствующую хирургическую функцию. В одном варианте осуществления концевой зажим 532 может, например, крепиться съемным образом на или быть выполнен заодно с дистальным концом 528 ствола 524.
В различных вариантах осуществления, см. фиг. 61-63, в корпусе хирургического инструмента 510 второй части 504 может быть выполнена полость 508. В некоторых вариантах осуществления границы полости 508 в корпусе хирургического инструмента 510 могут определяться стенкой 512. Полость 508 может задавать любую соответствующую форму, обеспечивающую возможность приема первой части 502. В одном варианте осуществления полость 508 может содержать первую область, содержащую одну или несколько электрических клемм 520, и вторую область, содержащую отверстие или проход в корпусе хирургического инструмента 510, сообщающиеся с полостью 508. Полость 508 во второй части 504 может быть выполнена с возможностью по меньшей мере частично или полностью принимать первую часть 502, при этом первая часть 502 герметично закрыта и (или) полностью окружена мембраной или герметичной оболочкой 514. Вокруг, вблизи или частично вокруг отверстия или прохода в корпусе второй области полости 508 может быть сформировано необязательное уплотнение или уплотняющая поверхность (на фигурах не показаны). Такое уплотнение или уплотняющая поверхность может, например, взаимодействовать с частью закрывающего элемента 506, или уплотнением или уплотняющей поверхностью закрывающего элемента 506, для создания непроницаемого для микробов или по меньшей мере частично непроницаемого для микробов уплотнения, которое способно по меньшей мере препятствовать распространению бактерий, микробов и (или) загрязнений из первой части 502 или в пространстве внутри мембраны 514 за пределы полости 508, например, необязательно при прокалывании мембраны 514 клеммами 518.
В некоторых вариантах осуществления, см. фиг. 61-63, закрывающий элемент 506 может быть закреплен на, зацеплен за или шарнирно или поворотно закреплен на второй части 504 вблизи отверстия во второй области полости 508. В одном варианте осуществления закрывающий элемент 506 может перемещаться, скользить, поворачиваться и (или) шарнирно передвигаться между первым положением, в котором закрывающий элемент 506 находится в уплотняющем зацеплении или герметизирующем контакте со второй областью полости 508, и вторым положением, в котором закрывающий элемент 506 по меньшей мере частично свободен от уплотняющего зацепления или герметизирующего контакта со второй областью полости 508. В одном варианте осуществления первое положение может представлять собой закрытое положение, в котором полость 508 по меньшей мере частично или полностью отгорожена от внешней поверхности корпуса хирургического инструмента 510, а второе положение может представлять собой открытое положение, в котором полость 508 не полностью отгорожена от внешней поверхности корпуса хирургического инструмента 510. При нахождении в первом положении закрывающий элемент 506 может, например, контактировать с уплотнением или уплотняющей поверхностью второй области полости 508.
В дополнение к указанному выше, в различных вариантах осуществления закрывающий элемент 506 может содержать верхнюю поверхность 536, нижнюю поверхность 538 и необязательное уплотнение или уплотняющую поверхность (на фигурах не показано). Необязательное уплотнение или уплотняющую поверхность могут находиться вблизи периметра нижней поверхности 538 и (или) находиться вблизи, вдоль или по меньшей мере частично вдоль внешнего периметра закрывающего элемента 506, выполненного с возможностью входить в контакт со второй областью полости 508. Уплотнение или уплотняющую поверхность могут быть выполнены с возможностью создания непроницаемого для микробов барьера или по меньшей мере устойчивого к микробному заражению барьера между полостью 508 и стерильной внешней поверхностью корпуса хирургического инструмента 504 при вхождении в контакт со второй областью или уплотнением, или уплотняющей поверхностью во второй области полости 508. Такой барьер может по меньшей мере препятствовать микробному заражению внешней поверхности второй части 504 от полустерильной или нестерильной первой части 502.
В различных вариантах осуществления, когда первая часть 502 находится по меньшей мере частично внутри полости 508, нижняя поверхность 538 закрывающего элемента 506 может контактировать с первой частью 502 и подавать первую часть 502 глубже в полость 508 при перемещении закрывающего элемента 506 из второго положения в первое положение. В одном варианте осуществления, см. пример осуществления на фиг. 63, на нижней поверхности 538 может находиться необязательная кулачковая поверхность 540. Кулачковая поверхность 540 может быть выполнена из упругого материала и (или) негибкого материала. В некоторых вариантах осуществления закрывающий элемент 506 может содержать пружину, например, такую как консольная пружина и (или) пластинчатая пружина, которая может воздействовать на и смещать кулачковую поверхность 540. В одном варианте осуществления кулачковая поверхность 540 может быть выполнена с возможностью входить в контакт с первой частью 502 и подавать первую часть 502 глубже или дальше в полость 508 при перемещении закрывающего элемента 506 из второго положения в первое положение. Кулачковая поверхность 540 и (или) нижняя поверхность 538 могут передавать усилие первой части 502, что может заставить один или более контактов 518 (штыревых) первой части 502 проколоть мембрану 514 и войти в один или более контактов 520 (гнездовых) второй части 504 при перемещении закрывающего элемента 506 по меньшей мере частично или полностью в первое положение. В различных других вариантах осуществления кулачковая поверхность 540 или нижняя поверхность 538 могут передавать усилие первой части 502, что может заставить один или более контактов (штыревых) второй части 504 проколоть мембрану 514 и войти в один или более контактов (гнездовых) первой части 502, когда закрывающий элемент 506 при перемещении по меньшей мере частично или полностью в первое положение. В таком случае клеммы 518 и 520 могут находиться в электрическом соединении друг с другом при взаимодействии. В различных вариантах осуществления закрывающий элемент 506 может перемещаться, скользить, поворачиваться и (или) шарнирно передвигаться, например, между первым и вторым положениями вручную и (или) автоматически. В варианте осуществления с поворотом или шарнирным перемещением закрывающего элемента 506 закрывающий элемент 506 может содержать или быть закрепленным, например, на шарнире 521. В различных вариантах осуществления закрывающий элемент 506 и (или) вторая часть 504 могут содержать любую соответствующую систему фиксации 523 для удержания закрывающего элемента 506 в первом положении. Система фиксации 523 может также использоваться для улучшения уплотнения первой части 502 внутри полости 508.
Благодаря прокалыванию мембраны 514 прокалывающими концами 522 клемм 518 при перемещении закрывающего элемента 506 из второго положения в первое положение любые загрязнения, бактерии и (или) микробы, которые могут присутствовать на первой части 502 и (или) внутри пространства, ограниченного мембраной 514, могут удерживаться внутри полости 508 благодаря закрывающему элементу 506. Другими словами, мембрана 514 может быть проколота прокалывающими концами 522, когда первая часть 502 оказывается по меньшей мере частично, а возможно и полностью, герметично изолированной внутри полости 508 благодаря закрывающему элементу 506 и необязательным уплотнениям или уплотняющим поверхностям на второй области полости 508 и (или) закрывающем элементе 506. В результате полустерильная или нестерильная первая часть 502 может использоваться совместно со стерильной второй частью 504 без заражения операционного поля, стерильной внешней поверхности второй части 504 и (или) пациента.
В различных вариантах осуществления, когда первая часть 502, будучи герметично закрытой и (или) изолированной внутри мембраны 514, по меньшей мере частично помещается внутри полости 508, мембрана 514 и стенка 512 полости 508 могут войти в уплотняющий контакт друг с другом, например, благодаря плотной посадке первой части 502 в полости 508. Эта особенность конструкции может содействовать в предотвращении распространения любых загрязнений, бактерий и (или) микробов из полости 508 после прокалывания мембраны 514 прокалывающими концами 522 клемм 518. Кроме того, прокалывание мембраны 514 может производиться в одной из самых глубоких частей полости 508. В результате любые загрязнители, выходящие из мембраны 514, могут не только удерживаться внутри герметично закрытой полости 508, но также могут удерживаться внутри глубоко находящейся части полости 508 благодаря герметизирующему контакту между мембраной 514 и стенкой 512 полости 508. Другими словами, герметизирующий контакт между мембраной 514 и стенкой 512 может обеспечить еще один слой защиты от распространения загрязнителей из полости 508.
В некоторых других вариантах осуществления закрывающий элемент 506 может содержать толкающий винт (на фигурах не показан), вкрученный в отверстие, проходящее через закрывающий элемент 506. В таком варианте осуществления закрывающий элемент 506 может быть переведен в первое, закрытое положение над второй областью полости 508 для по меньшей мере частичного или полного герметичного отделения полости 508 от внешнего окружения и (или) от второй части 504. Затем приводящий элемент или рукоятка толкающего винта может быть повернута, или иным образом приведена в действие, для обеспечения взаимодействия дистального относительно рукоятки конца толкающего винта с первой частью 502 и проталкивания первой части 502 глубже или дальше в полость 508. В таком случае отверстие в закрывающем элементе 506 и (или) часть толкающего винта, контактирующая с боковыми стенками или резьбовой частью отверстия, могут содержать уплотнение, уплотняющие поверхности или уплотняющие материалы для по меньшей мере препятствования выходу находящихся в полости 508 бактерий, микробов и (или) загрязнений из полости 508 через отверстие и заражению поверхности стерильной второй части 504. В таком варианте осуществления мембрана 514 может прокалываться, когда закрывающий элемент 506 находится в полностью закрытом положении, для удержания любых загрязнителей внутри полости 508.
В различных вариантах осуществления закрывающий элемент 506 может воздействовать в несколько этапов на первую часть 502, когда закрывающий элемент 506 перемещается между открытым положением и закрытым положением. На первом этапе закрывающий элемент 506 может войти в контакт с первой частью 502. На втором этапе закрывающий элемент 506 может начать выталкивать первую часть 502 в полость 508 при перемещении закрывающего элемента 506 в закрытое положение. На третьем этапе закрывающий элемент 506 может, например, инициировать взаимодействие контактов 518 (штыревых) с контактами 520 (гнездовыми). В ходе этого третьего этапа уплотнение вокруг отверстия или прохода во второй области полости 508 и (или) уплотнение вблизи внешнего периметра закрывающего элемента 506 могут войти в контакт и начать уплотнение полости 508 от внешнего пространства для хирургического инструмента 500. На четвертом этапе закрывающий элемент 506 может привести к прокалыванию мембраны 514 клеммами 518 и установлению их электрического соединения с клеммами 520 при перемещении закрывающего элемента 506 в полностью закрытое положение. В процессе такого прокалывания одно или более описанных в настоящем документе соответствующим образом размещенных уплотнений могут сжиматься при перемещении закрывающего элемента 506 в полностью закрытое положение, тем самым создавая соответствующее уплотнение.
В различных других вариантах осуществления первая часть 502 может не содержать клемм с прокалывающими концами, выходящими из первой части 502, и может обмениваться сигналами и (или) подавать энергию ко второй части 504 беспроводным путем или с использованием индукции, соответственно. В результате в ряде вариантов осуществления прокалывания мембраны 514 может не требоваться вовсе, что обеспечивает удерживание всех микробов, загрязнений и (или) бактерий внутри мембраны 514. В варианте осуществления, в котором связь первой части 502 со второй частью 504 обеспечивается с использованием индукции, первая часть 502 может размещаться внутри полости 508, и контакты на первой части 502 могут размещаться вблизи контактов на второй части 504, так что между ними возможна передача энергии. В других вариантах осуществления, в которых первая часть 502 передает электрические сигналы второй части 504 беспроводным путем, первая часть 502 может размещаться, например, в любом должным образом выбранном месте в операционном зале или в помещении рядом с операционным залом. В таком варианте осуществления обе первая часть 502 и вторая часть 504 могут содержать беспроводной передатчик и беспроводной приемник для осуществления между ними подобного беспроводного обмена сигналами. В результате нестерильная или полустерильная первая часть 502 может находиться на расстоянии от стерильной второй части 504 и (или) пациента, тем самым еще больше снижая риск заражения операционного поля, внешней поверхности второй части 504 и (или) пациента загрязнениями, микробами и (или) бактериями, находящимися на первой части 502 и (или) внутри мембраны 514. Аналогично описанному выше, первая часть 502 может также помещаться, например, на установочную станцию. Когда первая часть 502 использует беспроводную передачу сигналов для связи со второй частью 504, полость 508, в некоторых вариантах осуществления, может, например, быть не нужна.
В различных вариантах осуществления мембрана 514 может быть изготовлена из газопроницаемого, непроницаемого для микробов материала или иметь барьерный слой, так что любые бактерии, микробы и (или) загрязнения на первой части 502 могут удерживаться внутри мембраны 514. В некоторых вариантах осуществления мембрана 514 может быть изготовлена, например, из газонепроницаемого, непроницаемого для микробов материала. Соответствующие материалы для изготовления мембраны могут включать полиэтиленовые материалы, например, такие как материал TYVEK с бактерицидным покрытием. Бактерицидные покрытия могут включать, например, эфиры, липиды и (или) ионы серебра для придания полиэтиленовому материалу бактерицидных свойств. В одном варианте осуществления в качестве бактерицидного покрытия может использоваться фтороуглеродное вещество, такое как, например, фторированный алифатический сложный эфир FC-808.
В некоторых случаях первая часть 502 может размещаться внутрь мембраны 514 после процедуры стерилизации первой части 502, например, такой как стерилизация паром, этиленоксидом, озоном и (или) перекисью водорода. В других случаях первая часть 502 может проходить процедуру стерилизации, уже будучи герметично закрытой внутри мембраны 514. В любом случае первая часть 502 может размещаться внутри мембраны 514, и затем мембрана 514 может герметично закрываться с использованием любых соответствующих способов герметизации, таких как, например, термогерметизация. В результате любые бактерии, микробы и (или) загрязнения на первой части 502 могут запираться внутри мембраны 514 и не распространяться в операционном зале, на внешней поверхности второй части 504 и (или) в организме пациента.
При использовании хирургическая инструментальная система может допускать соединение нестерильной или полустерильной первой части 502 и стерильной второй части 504 без заражения внешней поверхности второй части 504. В результате вторая часть 504 может использоваться в операционном зале в открытом контакте с пациентом, при этом содержать нестерильную или полустерильную первую часть 502. В одном варианте осуществления первая часть 502 может быть помещена и герметично закрыта в мембране 514 за пределами операционного поля (т.е. стерильного окружения, иногда операционного зала). Затем первая часть 502, будучи герметично закрытой внутри мембраны 514, может быть доставлена в операционное поле. Вторая часть 504 также может доставляться в операционное поле в стерильном контейнере, таком как, например, контейнер 301. Затем вторая часть 504 может быть извлечена из стерильного контейнера, а первая часть 502, находясь внутри мембраны 514, может быть размещена внутри полости 508, выполненной в корпусе хирургического инструмента 510 во второй части 504. В ряде случаев первая часть 502 может быть плотно посажена внутри или запрессована внутри полости 508, причем мембрана 514 может герметично взаимодействовать со стенкой 512 полости 508 для создания уплотнения или герметизирующего контакта между мембраной 514 и стенкой 512. Закрывающий элемент 506 затем может быть переведен из второго, по меньшей мере частично открытого, положения в первое, закрытое положение. При перемещении закрывающего элемента 506 из второго положения в первое положение нижняя поверхность 538 закрывающего элемента 506 или необязательная кулачковая поверхность 540 могут воздействовать на первую часть 502, подавая первую часть 502 вглубь полости 508 и заставляя, например, клеммы 518 или 520 проколоть мембрану 514 и установить электрическое соединение между первой частью 502 и второй частью 504. Хирург затем может использовать хирургическую инструментальную систему для проведения хирургической процедуры, при этом первая часть 502 содержится внутри полости 508 второй части 504.
После окончания хирургической процедуры хирургическая инструментальная система может быть извлечена из операционного поля, закрывающий элемент 506 может быть перемещен из первого положения во второе положение, и первая часть 502 может быть извлечена из второй части 504. Первая часть 504 затем может быть извлечена из остатков мембраны 514, а остатки мембраны 514 могут быть утилизированы. В различных вариантах осуществления первая часть 502 может необязательно быть снова приведена в рабочее состояние, стерилизована или частично стерилизована и затем может быть снова помещена внутрь новой мембраны 514 и приготовлена к использованию с другой стерильной второй частью 504. В различных других вариантах осуществления первая часть 502 может быть помещена в новую мембрану 514 без какой-либо обработки или стерилизации. В результате первая часть 502, в целом не будучи стерильной, может быть повторно использована при проведении множества хирургических процедур без необходимости предварительной или последующей стерилизации или по меньшей мере стерилизации до уровня второй стерильной части 504.
В различных вариантах осуществления может оказаться желательным наличие электронных компонентов, например, таких как источники энергии, микросхемы контроллера, программируемые микросхемы, микроконтроллеры, микропроцессоры, модули статуса и (или) иные различные электронные компоненты, которые покрыты бактерицидным материалом или материалом, устойчивым к микробному заражению, или находятся в корпусе, содержащем бактерицидные или устойчивые к микробному заражению материалы. В результате подобные различные электронные компоненты могут не требовать стерилизации с использованием стандартных способов стерилизации, например, таких как стерилизация гамма-излучением. В различных вариантах осуществления материалы корпусов и покрытий могут, например, действительно предотвращать заражение, уничтожать патогены или по меньшей мере препятствовать заражению бактериями или микробами. Поскольку эти электронные компоненты в целом могут присоединяться или подключаться к стерильным хирургическим инструментам или их частям, например, для управления и (или) подачи энергии хирургическим инструментам, может оказаться желательным, чтобы они не способствовали загрязнению стерильных хирургических инструментов. В одном варианте осуществления электронные компоненты внутри корпуса или покрытые бактерицидными или устойчивыми к микробному заражению материалами могут, например, размещаться внутри описанной выше мембраны 514.
В одном варианте осуществления один или более электронных компонентов могут быть размещены или герметично закрыты внутри корпуса, содержащего бактерицидный материал или устойчивый к микробному заражению материал, например, такой как серебро или бактерицидные липиды. В других вариантах осуществления корпус может иметь внешнюю поверхность, содержащую бактерицидный материал или устойчивый к микробному заражению материал. В некоторых вариантах осуществления на электронные компоненты может быть нанесено покрытие из бактерицидного материала или устойчивого к микробному заражению материала. В любом случае электронные компоненты могут быть промыты в бактерицидном мыльном растворе и (или) ином бактерицидном растворе перед помещением внутрь корпуса или перед нанесением покрытия для снижения количества загрязнений, бактерий и (или) микробов, присутствующих на электронных компонентах. В различных вариантах осуществления один или более электрических контактов или клемм, выходящих из или находящихся на электронных компонентах, могут быть выполнены из проводящих бактерицидных материалов или проводящих устойчивых к микробному заражению материалов и (или) иметь покрытие из проводящих бактерицидных материала или проводящих устойчивых к микробному заражению материалов. Одним из примеров таких проводящих материалов является серебро.
В варианте осуществления, в котором вокруг электронных компонентов предусмотрен корпус, в корпусе может находиться одно или более вентиляционных отверстий для охлаждения электронных компонентов в процессе их работы. Вентиляционные отверстия могут быть закрыты материалами, которые проницаемы для газа, непроницаемы для микробов, например, полиэтиленовыми материалами типа TYVEK, для обеспечения возможности поступления газа, например, воздуха, внутрь корпуса и выхода его из корпуса для охлаждения электронных компонентов, но для предотвращения, или по меньшей мере сдерживания, выхода из корпуса находящихся на электронных компонентах или внутри корпуса бактерий, микробов и (или) загрязнений. В одном варианте осуществления закрывающий вентиляционные отверстия материал может содержать бактерицидные покрытия. Указанные бактерицидные покрытия могут включать эфиры, липиды и (или) ионы серебра для придания закрывающему вентиляционные отверстия материалу бактерицидных свойств. В одном варианте осуществления в качестве бактерицидного покрытия может использоваться фтороуглеродное вещество, такое как, например, фторированный алифатический сложный эфир FC-808. В некоторых вариантах осуществления корпус или электронные компоненты могут сами содержать радиаторы или теплоотводы, выполненные с возможностью рассеивания тепла, генерируемого электронными компонентами. Указанные радиаторы или теплоотводы могут содержать или быть покрыты теплопроводящими бактерицидным или устойчивым к микробному заражению материалами.
В различных вариантах осуществления один или более электронных компонентов, например, микросхема контроллера, может быть связан с другим электронным компонентом, например, источником энергии. В одном варианте осуществления электронные компоненты могут быть подключены к источнику энергии, изготовлены заодно с источником энергии, размещены внутри корпуса с источником энергии и (или) быть иным образом объединены с источником энергии. В различных вариантах осуществления источник энергии может отсутствовать, и только электронные компоненты могут размещаться в корпусе или быть покрытыми бактерицидным или устойчивым к микробному заражению материалом. На фиг. 64 и 65 показаны примеры электронного компонента, такого как, например, источник энергии. Специалисты в данной области определят, что настоящее изобретение не ограничивается приведенными примерами.
В одном варианте осуществления, см. фиг. 64-66, один или более электронных компонентов 600, например, такие как источник энергии, микросхема программируемого контроллера и (или) программируемый контроллер, могут иметь покрытие из бактерицидного материала или устойчивого к микробному заражению материала 601 (см., например, фиг. 64) и (или) могут быть окружены корпусом 602, содержащим внешнюю поверхность 604, изготовленную из или частично изготовленную из бактерицидного материала или устойчивого к микробному заражению материала (см., например, фиг. 65 и 66). В различных вариантах осуществления возможные примеры бактерицидных материалов или устойчивых к микробному заражению материалов могут включать пластики с внедренными ионами серебра, пластики или металлы, содержащие наноструктуры, которые отталкивают или уничтожают бактерии, такие как, например, «акулья кожа» и углеродные нанотрубки, и (или) материалы, содержащие микроканалы из оксида титана, выполненные с возможностью прохождения через них небольшого электрического тока при подключенном источнике энергии. «Акулья кожа», например, может предотвращать, или по меньшей мере препятствовать, закреплению на ее поверхности бактерий, микробов и (или) загрязнений. Другие наноструктурированные материалы могут работать как кинжалы, пронзающие нежелательные клетки (т.е. бактерии, микробы и (или) иные загрязнения) для уничтожения клеток и (или) разрушения клеточного вирогенного материала. В одном варианте осуществления использование небольшого электрического тока при подключенном источнике энергии позволяет немного электрически зарядить внешний корпус 602 для уничтожения находящихся на его поверхности бактерий, микробов и (или) загрязнений. Некоторые бактерицидные или устойчивые к микробному заражению покрытия могут содержать, например, йод, антибиотики, такие как, например, пенициллин, бактерицидные липиды и (или) ионы серебра. Несомненно, специалисты в данной области определят, что для создания части корпуса 602 или в качестве покрытия на электронных компонентах 600 или корпусе 602 могут использоваться любые другие соответствующие бактерицидные или устойчивые к микробному заражению материалы или покрытия.
В различных вариантах осуществления, см. фиг. 64 и 65, электронные компоненты 600 могут содержать один или более электрических контактов или клемм 606. Указанные одна или более электрических клемм 606 могут быть введены во взаимодействие с одним или более электрическими контактами или клеммами (на фигурах не показаны) хирургического инструмента, так что электронные компоненты 600 могут обмениваться с хирургическим инструментом, например, цифровыми сигналами, аналоговыми сигналами и (или) электрическими сигналами. Электрические клеммы 606 могут быть покрыты или изготовлены из бактерицидного материала или устойчивого к микробному заражению материала, так что электрические клеммы 606 по меньшей мере частично устойчивы к заражению микробами или бактериями. Если электрические клеммы 606 выходят из корпуса 602, на месте выхода электрических клемм 606 из корпуса 602 может быть предусмотрено уплотнение (на фигурах не показано) для по меньшей мере предотвращения выхода микробов, бактерий и (или) загрязнений с электронных компонентов 600 из корпуса 602. Бактерицидные материалы или устойчивые к микробному заражению материалы электрических клемм 606 могут в целом быть проводящими или по меньшей мере иметь проводящие участки, так что электрические клеммы 606 могут проводить электричество или электрические сигналы. В различных вариантах осуществления электрические клеммы 606 могут иметь прокалывающие концы 622, подобные описанным выше прокалывающим концам 522, которые могут быть выполнены с возможностью прокалывать, например, мембрану или герметичную упаковку, подобные описанной выше мембране 514.
В различных вариантах осуществления рассевающие тепло устройства или структуры могут, например, быть размещены на корпусе 602, закреплены на корпусе 602, выполнены заодно с корпусом 602, изготовлены заодно с электронными компонентами 600, закреплены на электронных компонентах 600 и (или) приведены в тепловой контакт с электронными компонентами 600 и (или) корпусом 602. В одном примере осуществления, см. фиг. 64, показан радиатор или теплоотвод 610, выходящий из электронного компонента 600. Радиатор или теплоотвод 610 может быть изготовлен из бактерицидного материала или устойчивого к микробному заражению материала с высокой теплопроводностью, например, такого как серебро, и (или) быть покрытым бактерицидным материалом или устойчивым к микробному заражению материалом. В других вариантах осуществления радиатор или теплоотвод 610 может быть изготовлен, например, из алюминия и (или) нержавеющей стали, причем алюминий и (или) нержавеющая сталь могут быть покрыты бактерицидным материалом или устойчивым к микробному заражению материалом, например, таким как серебро. В вариантах осуществления, в которых на радиатор или теплоотвод 610 наносится покрытие, радиатор или теплоотвод 610 может быть изготовлен из материала с высокой теплопроводностью для облегчения отвода тепла от электронных компонентов 600. Бактерицидные материалы, устойчивые к микробному заражению материалы, бактерицидные покрытия и устойчивые к микробному заражению покрытия могут быть, например, аналогичными описанным выше материалам и покрытиям. В одном варианте осуществления радиатор или теплоотвод 610 может содержать другой бактерицидный материал, устойчивый к микробному заражению материал, бактерицидное покрытие и (или) устойчивое к микробному заражению покрытие, отличные от используемых для корпуса 602 бактерицидного материала, устойчивого к микробному заражению материала, бактерицидного покрытия и (или) устойчивого к микробному заражению покрытия. Например, радиатор или теплоотвод 610 может быть изготовлен из материала, имеющего лучшие теплопроводящие свойства по сравнению с материалом корпуса 602 или покрытия электронного компонента 600.
В различных вариантах осуществления, см. фиг. 65, в корпусе 602 может быть предусмотрено одно или более вентиляционных отверстий, например, таких как вентиляционные отверстия 612. Вентиляционные отверстия 612 могут обеспечивать возможность поступления газа, например, воздуха, внутрь корпуса 602 и выхода его из корпуса 602 для охлаждения одного или более электронных компонентов 600 внутри корпуса 602 при работе или активации электронных компонентов 600. В одном варианте осуществления вентиляционные отверстия 612 могут быть закрыты проницаемым для газа, непроницаемым для микробов барьерным слоем 614, выполненным с возможностью прохождения через него газа, но предотвращения, или по меньшей мере сдерживания, прохождения находящихся внутри корпуса 602 микробов наружу через вентиляционные отверстия 612. Вентиляционные отверстия 612 могут использоваться на корпусе 602 либо дополнительно к описанным выше радиаторам или теплоотводам 610, либо вместо них. В различных вариантах осуществления на фиг. 66 представлен вид в сечении источника энергии с фиг. 65 вдоль линии 66-66. В различных вариантах осуществления на фигуре показано, что корпус 602 окружает два электронных компонента, каждый из которых отмечен номером 600, например, таких как источник энергии и микросхема контроллера. Таким образом, показано, как любое загрязнение, бактерии и (или) микробы, присутствующие на электронных компонентах 600, могут удерживаться внутри корпуса 602 благодаря герметичной природе корпуса 602.
Несмотря на то что данное изобретение было проиллюстрировано с помощью различных вариантов осуществления, и указанные варианты осуществления были описаны достаточно подробно, заявители не имеют намерения сократить или иным образом ограничить сферу действия изобретения. Специалистам в данной области будут очевидны дополнительные преимущества и возможные модификации предмета настоящего изобретения. Кроме того, несмотря на то что варианты осуществления в настоящей заявке описаны применительно к хирургическому инструменту, другие варианты осуществления рассматриваются применительно к любому допустимому медицинскому устройству. Поскольку в описании настоящего изобретения представлены примеры вариантов осуществления, описание настоящего изобретения может быть модифицировано в рамках сущности и объема описания. Настоящая заявка охватывает все возможные вариации, способы применения или модификации изобретения, соответствующие его основным принципам. Кроме того, настоящая заявка охватывает такие отклонения от настоящего описания, которые подпадают под известную или общепринятую практику в области техники, к которой принадлежит настоящее изобретение.
В дополнение к изложенному выше, различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны выше применительно к хирургическим инструментам режущего типа. Однако необходимо отметить, что в других вариантах осуществления стерилизованный хирургический инструмент, описанный в настоящей заявке, не обязательно должен принадлежать к хирургическим инструментам режущего типа. Например, это может быть нережущий эндоскопический инструмент, зажим, сшивающий инструмент, устройство для наложения скобок, устройство обеспечения доступа, устройство доставки лекарственного средства/генной терапии, ультразвуковое, РЧ-, лазерное или подобное энергетическое устройство. В некоторых вариантах осуществления ультразвуковой инструмент может стерилизоваться и применяться в соответствии с вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке. По меньшей мере в одном из таких вариантов осуществления ультразвуковой инструмент включает первую часть, состоящую из рукоятки и (или) концевого зажима, и вторую часть, состоящую из радиационно-чувствительных электронных компонентов, которая может подвергаться стерилизации независимо от первой части. Различные ультразвуковые инструменты описаны в патенте США № 6063098 «АРТИКУЛЯЦИОННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ХИРУРГИЧЕСКИЙ АППАРАТ» от 16 мая 2000 года, содержание которого полностью включено в настоящий документ путем ссылки. Хотя настоящее изобретение описано в настоящем документе применительно к определенным раскрываемым вариантам осуществления изобретения, к описанным вариантам могут быть применены различные вариации и модификации. Например, можно использовать различные рабочие инструменты. Кроме того, для изготовления конкретных компонентов, материал которых был указан в описании, могут быть использованы другие материалы. Представленное выше описание и приложенная формула изобретения охватывают все указанные изменения и дополнения.
В дополнение к сказанному выше необходимо отметить, что различные картриджи со скобами, описанные в настоящей заявке, являются предметами одноразового использования. По меньшей мере в одном из вариантов осуществления изобретения израсходованный картридж со скобами или по меньшей мере частично израсходованный картридж со скобами необходимо извлечь из хирургического сшивающего устройства и заменить на другой картридж со скобами. В других различных вариантах осуществления изобретения картридж со скобами не подлежит извлечению и (или) замене в процессе обычного использования хирургического инструмента, однако в некоторых случаях производится замена картриджа со скобами в процессе восстановления хирургического сшивающего устройства и (или) сразу после этого, как подробно описано ниже. В различных вариантах осуществления изобретения картридж со скобами является частью одноразового загрузочного устройства или концевого зажима, которое также включает ячейку для картриджа со скобами, упорную пластину, режущий элемент и (или) приводной элемент сшивающего устройства. По меньшей мере в одном из вариантов осуществления изобретения все или по меньшей мере часть загрузочного устройства или концевого зажима может иметь разъемное соединение с хирургическим инструментом и может быть сменной.
Устройства, описанные в настоящем документе, могут быть предназначены как для одноразового, так и для многоразового использования. Тем не менее, в любом из этих случаев устройства могут быть подготовлены для повторного применения после по меньшей мере одного использования. Восстановление может включать любую комбинацию следующих этапов: разборка устройства, за которой следует очистка или замена отдельных элементов, и последующая сборка. В частности, устройства могут быть разобраны, и любое количество определенных частей или компонентов устройств может быть выборочно заменено или удалено в любой комбинации. После очистки и (или) замены отдельных частей устройства можно собрать заново для последующего использования на объектах, занимающихся восстановлением, или персоналом операционного блока непосредственно перед операцией. Специалистам в данной области техники ясно, что при восстановлении устройства могут применяться различные способы разборки, очистки (замены) и повторной сборки. Применение таких способов и полученное в результате этого восстановленное устройство входят в объем настоящего изобретения.
Любой патент, публикация или другая информация, которые полностью или частично включены в данный документ посредством ссылки, являются составной частью данного документа в той степени, в которой они не противоречат определениям, положениям и другой информации, представленной в настоящем документе. В связи с этим описание, представленное в настоящем документе, в той мере, в которой это необходимо, превалирует над любой информацией, противоречащей положениям настоящего документа, которая была включена в указанный документ путем ссылки.