МЕХАНИЗМ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ И БЛОКИРОВКИ ДЛЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА
FEEDBACK AND BLOCKING MECHANISM FOR SURGICAL INSTRUMENT

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к хирургическому аппарату и более конкретно к механизму, применяемому вместе с эндоскопическим хирургическим аппаратом, для последовательного наложения множества хирургических крепежных средств на ткань тела с необязательным рассечением скрепляемой ткани.
Хирургические устройства, которые сначала захватывают или зажимают ткань между противоположными губками и затем соединяют ее хирургическими крепежными средствами, хорошо известны. В некоторых устройствах предусмотрен нож для разреза ткани, соединенной крепежными средствами. Крепежные средства обычно имеют форму хирургических скобок, однако можно также использовать полимерные крепежные средства, состоящие из двух частей.
Устройства, предназначенные для этой цели, могут включать в себя два продолговатых элемента, используемых соответственно для захвата или зажима ткани. Обычно в одном из этих элементов установлена скобочная кассета с множеством скобок, расположенных по меньшей мере в два поперечных ряда, а другой элемент содержит упор, образующий поверхность для формирования ножек скобок при выталкивании скобок из скобочной кассеты. Операция наложения скобок обычно осуществляется кулачковыми планками, которые перемещаются вдоль скобочной кассеты и воздействуют на толкатели скобок, последовательно выталкивая скобки из скобочной кассеты. Нож может перемещаться между рядами скобок в продольном направлении для разреза и/или раскрытия зажатой скобками ткани. Такие устройства описаны, например, в патентах США 3079606 и 3490675.
Описанный в патенте США 3499591 сшивающий аппарат накладывает двойной ряд скобок на каждой стороне рассечения. Для этой цели предусмотрен одноразовый загрузочный модуль, в котором кулачковый элемент перемещается вдоль продолговатой направляющей траектории между двумя группами зигзагообразных канавок, содержащих скобки. Ведущие элементы скобок расположены внутри канавок, так что перемещающийся в продольном направлении кулачковый элемент вступает с ними в контакт, выталкивая скобки из скобочной кассеты одноразового загрузочного модуля. Другие примеры таких сшивающих аппаратов описаны в патентах США 4429695 и 5065929.
Каждый из описанных выше инструментов предназначен для использования в обычных хирургических процедурах, при которых хирурги имеют прямой ручной доступ к месту операции. Однако при проведении эндоскопических или лапароскопических процедур операция выполняется через небольшое рассечение или через узкую канюлю, введенную сквозь маленькую входную рану на коже. Были разработаны специальные эндоскопические хирургические сшивающие аппараты с учетом специфических потребностей эндоскопических и/или лапароскопических хирургических процедур, которые описаны, например, в следующих патентах США: 5040715 (Green, et al.); 5307976 (Olson, et al.); 5312023 (Green, et al.); 5318221 (Green, et al); 5326013 (Green, et al.) и 5332142 (Robinson, et al).
Один тип хирургического сшивающего аппарата выполнен с возможностью работы с одноразовыми загрузочными модулями (DLU), выполненными в качестве опоры для скобочной кассеты и ножевого узла. После завершения процедуры весь DLU подлежит утилизации. Такие инструменты, выполненные с возможностью использования DLU, претендуют на предложение преимущества "свежего" ножевого лезвия при каждом выстреливании инструмента. Примеры таких хирургических сшивающих аппаратов и DLU описаны в патенте США 5865361 (Milliman et al.), описание которого упоминается здесь для сведения.
Некоторые традиционные известные эндоскопические хирургические режуще-сшивающие системы подвергаются ошибочной блокировке после частичного или полного выстреливания кассеты. Кроме того, в таких традиционных эндоскопических хирургических режуще-сшивающих системах недостаточно решена проблема механического обнаружения израсходованных кассет. Некоторые традиционные эндоскопические хирургические режуще-сшивающие системы содержат излишнее число механических и полимерных компонентов, которые можно преодолеть усилиями, возникающими при нормальном развертывании эндоскопического устройства, следовательно, можно преодолеть и механизм блокировки. Поэтому было бы очень желательно создать хирургическое режуще-сшивающее устройство для применения в лапароскопических и/или эндоскопических хирургических процедурах, которое бы обеспечивало надежную функцию блокировки частично или полностью израсходованной кассеты. Также было бы желательно, чтобы это устройство могло выполнять множество задач, используя DLU различного размера и в разных целях, например, для наложения скобок, зажимов, для разреза и/или шарнирного поворота, и обеспечивать приводимую в действие энергией систему блокировки и устройство отображения.
Сущность изобретения
В одном варианте осуществления хирургический сшивающий аппарат содержит узел рукоятки, включающий в себя подвижную рукоятку. Подвижная рукоятка способна перемещаться через шаги активизации. Удлиненный ствол простирается в дистальном направлении от узла рукоятки и образует продольную ось. Удлиненный ствол имеет дистальный конец, предназначенный для разъемного зацепления с шарнирно-поворотным и не шарнирно-поворотным типами одноразового загрузочного модуля. Вал активизации опирается, по меньшей мере частично, внутри узла рукоятки и установлен с возможностью продольного перемещения в ответ на манипулирование рукояткой активизации. Приводимая в действие энергией система блокировки выстреливания препятствует работе хирургического сшивающего аппарата при множестве условий.
Краткое описание чертежей
Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения будут описаны со ссылками на следующие чертежи:
фиг.1 - перспективный вид одного варианта осуществления предложенного хирургического сшивающего аппарата;
фиг.2 - вид сбоку хирургического аппарата, показанного на фиг.1;
фиг.3 - вид бокового поперечного сечения хирургического сшивающего аппарата, показанного на фиг.1, в неактивизированном положении, при этом одноразовый загрузочный модуль не показан;
фиг.4 - увеличенный вид поперечного сечения участка, выделенного на фиг.3;
фиг.5 - схематический вид одного варианта осуществления электрической обратной связи и блокировки для хирургического сшивающего аппарата по фиг.1.
Описание изобретения
Далее будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления предложенного эндоскопического хирургического режуще-сшивающего аппарата со ссылками на чертежи, на которых идентичные или соответствующие элементы на каждом из нескольких видов обозначены одинаковыми ссылочными номерами.
На чертежах и в дальнейшем описании термин "проксимальный" используется в его традиционном значении как относящийся к тому концу сшивающего аппарата, который расположен ближе всего к оператору, а термин "дистальный" - как относящийся к тому концу аппарата, который расположен дальше всего от оператора. Понятно, что такие пространственные термины, как "вертикальный", "горизонтальный", "верхний", "нижний", "левый", "правый", используются в данном описании для удобства и ясности применительно к чертежам. Хирургические инструменты могут использоваться со многими ориентациями и положениями, поэтому не следует трактовать эти термины в ограничительном и абсолютном смысле.
На фиг.1-4 показан хирургический аппарат 10 для выполнения разреза и наложения скобок, содержащий приводимую в действие энергией систему 510 блокировки выстреливания (фиг.3-5). Конструкция и работа хирургического аппарата 10 описаны в общем в патенте США 5865361, упоминаемом для сведения. Поэтому в представленном ниже подробном описании различные компоненты хирургического аппарата 10 и их работа будут обсуждаться только в том объеме, который необходим для описания работы приводимой в действие энергией системы 510 блокировки выстреливания.
На фиг.1-4 изображен хирургический аппарат 10 для последовательного наложения множества крепежных средств на ткань тела с одновременным рассечением ткани в соответствии с одним вариантом осуществления. Хирургический аппарат 10 содержит узел 12 рукоятки и удлиненный ствол 14. Хирургический аппарат 10 выполнен с возможностью размещения в нем одноразовых загрузочных модулей, содержащих ряды скобок, которые имеют линейную длину от около 30 до около 60 мм. Хирургический аппарат 10 выполнен с возможностью размещения как шарнирно-поворотных, так и не шарнирно-поворотных одноразовых загрузочных модулей. В одном варианте осуществления одноразовый загрузочный модуль или DLU 16 присоединяется разъемно к дистальному концу удлиненного ствола 14. DLU 16 содержит инструментальный узел 17, содержащий кассетный узел 18, в котором размещено множество хирургических скобок, и узел 20 упора, закрепленный подвижно относительно кассетного модуля 18. DLU 16 выполнен с возможностью наложения линейных рядов скобок размером от около 30 мм до около 60 мм. Можно также применять DLU 16 с линейными рядами скобок другой длины, например 45 мм. Скобки могут иметь высоту около 0,75 мм, 1 мм, 1,5 мм или 2 мм, и они могут быть изогнутыми или прямыми.
В одном варианте осуществления хирургический аппарат 10 также содержит устройство 536 идентификации повторной загрузки для определения типа DLU 16, размещенного внутри удлиненного ствола 14 или частей 16 DLU хирургического аппарата 10. Устройство 536 идентификации повторной загрузки содержит полупроводниковую схему или интегральную схему с памятью. Память может быть постоянным запоминающим устройством (ROM), содержащим по меньшей мере один программируемый или однократно-записываемый разряд или реестр. Устройство 536 идентификации повторной загрузки выполнено с возможностью считывания и записи вычислительным устройством 538 (фиг.5) (например, контроллером, процессором). Вычислительное устройство 538 используется как обычно и содержит любой программируемый конечный автомат, аппаратные средства, программные средства, память и необходимые устройства ввода/вывода данных. Устройство 536 идентификации повторной загрузки хранит информацию о состоянии, относящуюся к кассетному узлу 18. Например, устройство 536 идентификации повторной загрузки может содержать информацию о том, было ли произведено выстреливание кассетного узла 18, и информацию о типе скобок, загруженных в кассетный узел 18. Тип скобок включает в себя скобки длиной около 30 мм, 45 мм или 60 мм. Скобки каждого типа имеют высоту около 0,75 мм, 1 мм, 1,5 мм или 2 мм. Скобки могут быть изогнутыми или прямыми. Кроме информации о типе скобок устройство 536 идентификации повторной загрузки может содержать информацию, связанную с типом кассетного узла 18, а также информацию о том, было ли произведено выстреливание кассетного узла 18 и является ли частично или полностью израсходованным. Устройство 536 идентификации повторной загрузки передает хранящуюся в нем информацию в вычислительное устройство 538 после подачи электрической энергии от постоянного тока (DC), такого как батарея 530 (фиг.5), или другого источника питания постоянного тока, такого как суперконденсатор. Информация, идентифицирующая тип кассетного узла 18 и состояние выстреливания, может отображаться на устройстве 500 отображения для пользователя. Работа устройства 536 идентификации повторной загрузки в хирургическом аппарате 10 будет описана ниже.
В одном варианте осуществления удлиненный ствол 14 или части 16 DLU хирургического аппарата 10 содержат датчик 537 нагрузки. Датчик 537 нагрузки подсоединен к устройству 500 отображения и вычислительному устройству 538 (например, процессору). Датчик 537 нагрузки измеряет нагрузки, прикладываемые к DLU 16, которые могут считываться вычислительным устройством 538 и отображаться устройством 500 отображения. Датчик 537 нагрузки может быть выполнен с возможностью восприятия и измерения силы и/или крутящего момента, действующего на DLU 16. Датчик 537 нагрузки может находиться в удлиненном стволе 14 для восприятия и измерения силы или крутящего момента. Датчик 537 нагрузки можно разместить в любой подходящей части хирургического аппарата 10 для восприятия различных сил или крутящих моментов, связанных с работой хирургического аппарата 10.
В одном варианте осуществления хирургический аппарат 10 содержит узел 12 рукоятки, имеющий подвижную рукоятку и неподвижную рукоятку. Подвижная рукоятка способна перемещаться через шаги активизации для зажима ткани и выталкивания скобок из одноразового загрузочного модуля. Удлиненный ствол простирается в дистальном направлении от узла 12 рукоятки и образует продольную ось. Вал активизации, имеющий зубчатую рейку, функционально связан с узлом 12 подвижной рукоятки с помощью храпового механизма. Дистальный конец вала активизации присоединен к тяге управления, имеющей дистальный конец для функционального зацепления с узлом аксиального привода, размещенным в одноразовом загрузочном модуле. В проиллюстрированном варианте осуществления узел 12 рукоятки содержит элемент 22 неподвижной рукоятки, элемент 24 подвижной рукоятки и цилиндрическую часть 26. Поворотный элемент 28 предпочтительно установлен на переднем конце цилиндрической части 26, чтобы облегчить вращение удлиненного ствола 14 относительно узла 12 рукоятки. Элемент 24 подвижной рукоятки содержит гибкую часть 508 рукоятки, часть 504 разблокировки выстреливания и выключатель 506 выстреливания.
В одном варианте осуществления хирургический аппарат 10 также содержит механизм шарнирного поворота (не показан), имеющий рычаг 30 шарнирного поворота, функционально зацепляемый с кулачковым элементом, имеющим ступенчатый кулачковый канал. Механизм шарнирного поворота опирается на поворотный элемент 28 и содержит рычаг 30 шарнирного поворота, установленный с возможностью поворота вокруг шарнирного элемента 140, который выступает наружу из поворотного элемента 28 и предпочтительно составляет с ним одно целое. Кулачковый элемент входит в зацепление с элементом поступательного перемещения, содержащим штифт, размеры которого позволяют ему входить в ступенчатый кулачковый канал, так что поворотное движение рычага вызывает линейное движение элемента поступательного перемещения. Первое звено шарнирного поворота включает в себя проксимальный конец, предназначенный для зацепления с элементом поступательного перемещения, и дистальный конец, предназначенный для зацепления со вторым звеном шарнирного поворота, расположенным внутри одноразового загрузочного модуля. Линейное движение элемента поступательного перемещения вызывает линейное движение звеньев шарнирного поворота, что обеспечивает шарнирный поворот инструментального блока 17 DLU 16. В показанном варианте осуществления рычаг 30 шарнирного поворота также предпочтительно установлен на переднем конце цилиндрической части 26 рядом с поворотным элементом 28, чтобы облегчить шарнирный поворот инструментального блока 17.
Узел 12 рукоятки содержит корпус 36, предпочтительно выполненный из литых корпусных полусекций 36а и 36b, который образует элемент 22 неподвижной рукоятки и цилиндрическую часть 26 узла 12 рукоятки. Элемент 24 подвижной рукоятки установлен между корпусными полусекциями 36а и 36b с возможностью поворота вокруг шарнирного пальца 38. Смещающий элемент (не показан), который предпочтительно является торсионной пружиной, смещает подвижную рукоятку 24 от неподвижной рукоятки 22. Вал активизации 46 (фиг.3) опирается внутри цилиндрической части 26 корпуса 36 и содержит зубчатую рейку 48. Приводная собачка 42 с пальцем 43 зацепления с рейкой установлена на одном конце подвижной рукоятки 24 с возможностью поворота вокруг шарнирного пальца 44. Смещающий элемент (не показан), который также предпочтительно является торсионной пружиной, установлен так, чтобы поджимать палец 43 зацепления приводной собачки 42 к зубчатой рейке 48 вала 46 активизации. Подвижная рукоятка 24 может поворачиваться, перемещая палец 43 зацепления приводной собачки 42 в контакт с зубчатой рейкой 48 вала 46 активизации, чтобы продвинуть вал активизации линейно в дистальном направлении. Передний конец вала 46 активизации принимает с вращением проксимальный конец тяги управления 52, так что линейное продвижение вала 46 активизации вызывает соответствующее линейное продвижение тяги 52 управления.
В одном варианте осуществления элемент 24 подвижной рукоятки может быть связан с датчиком 539 нагрузки. Датчик 539 нагрузки подключен к устройству 500 отображения и вычислительному устройству 538 (например, процессору). Датчик 539 нагрузки измеряет нагрузки, действующие вдоль хирургического аппарата 10, которые могут считываться вычислительным устройством 538 и отображаться устройством 500 отображения. Датчик 539 нагрузки может быть выполнен с возможностью восприятия силы и/или крутящего момента в различных частях хирургического аппарата 10. В показанном варианте осуществления датчик 539 нагрузки функционально связан с шарнирным пальцем 38 для восприятия крутящего момента, прикладываемого элементом 24 подвижной рукоятки. Датчик 539 нагрузки также может быть подсоединен к шарнирному пальцу 44 (не показан) для восприятия силы или крутящего момента, прикладываемого хирургическим аппаратом 10.
Отводящий механизм 58, который содержит пару отводящих ручек 32 (фиг.1), присоединен к проксимальному концу вала 46 активизации с помощью соединительной тяги 60. Соединительная тяга 60 имеет правую и левую части зацепления (не показаны) для приема отводящих ручек 32 и центральную часть (не показана). Отводящие ручки 32 установлены подвижно вдоль цилиндрической части 26 для возврата вала 46 активизации в отведенное положение, как будет подробно описано ниже.
Размеры и форма отводящего механизма 58 позволяют ему поступательно перемещаться в двух продольных пазах 34, выполненных на каждой стороне цилиндрической части 26. Отпускающая пластина 64 функционально связана с валом 46 активизации и установлена с возможностью перемещения относительно него в ответ на манипулирование отводящими ручками 32. Пара удаленных друг от друга штифтов 66 выступает наружу из боковой поверхности вала 46 активизации для зацепления с парой соответствующих скошенных пазов 68 в отпускающей пластине 64. После движения отводящих ручек 32 назад штифты 66 могут освободить пластину вниз относительно вала 46 активизации и зубчатой рейки 48, так что нижняя часть отпускающей пластины 64 пройдет под зубчатую рейку 48 для расцепления пальца 43 зацепления приводной собачки 42 от зубчатой рейки 48. Поперечный паз 70 выполнен на проксимальном конце отпускающей пластины 64 для размещения в ней центральной части соединительной тяги 60, и удлиненные пазы 34 образованы в цилиндрической части 24 узла 12 рукоятки для приема продольного поступательного перемещения соединительной тяги 60, когда отводящие ручки 32 оттягиваются назад для отвода вала 46 активизации и тем самым тяги 52 управления назад. Вал 46 активизации смещается проксимально пружиной (не показана).
В одном варианте осуществления хирургический аппарат 10 предпочтительно содержит устройство 500 отображения. Устройство 500 отображения обеспечивает пользователю обратную связь относительно положения ножа, состояния выстреливания кассетного узла 18 и типа скобок, содержащихся в кассетном узле 18. Обратная связь может быть реализована в виде цифровых, буквенно-цифровых или графических элементов, отображаемых на устройстве отображения. Например, для обеспечения визуальной обратной связи о положении ножа может отображаться продольный элемент, коррелированный с продольным перемещением ножа. Устройство 500 отображения может также обеспечивать обратную связь относительно состояния DLU 16 и состояния блокировки хирургического аппарата 10. В проиллюстрированном варианте осуществления устройство 500 отображения расположено на любой стороне цилиндрической части 26. Двухпозиционный переключатель 502 расположен на цилиндрической части 26 для электрического включения и выключения электрических компонентов хирургического аппарата 10. Двухпозиционный переключатель 502 соединяет батарею 530 с различными электрическими компонентами всего хирургического аппарата 10, включая, например, устройство 500 отображения, соленоид 512 и выключатель 528 разжима.
В одном варианте осуществления хирургический аппарат 10 предпочтительно содержит приводимую в действие энергией систему 510 блокировки выстреливания. Приводимая в действие энергией система 510 блокировки выстреливания активна в невозбужденном состоянии, чтобы обеспечить операцию блокировки в случае сбоя энергии в системе. Приводимая в действие энергией система 510 блокировки выстреливания предотвращает работу хирургического аппарата 10 при различных условиях, например если присутствует пустая (например, израсходованная) скобочная кассета; если отсутствует скобочная кассета; если присутствует частично израсходованная скобочная кассета после отведения ножа; если присутствует частично израсходованная скобочная кассета после разжима хирургического сшивающего аппарата или если присутствует частично израсходованная скобочная кассета после совершения полного цикла хирургического сшивающего аппарата.
На фиг.3 показано соединение между удлиненным стволом 14 и узлом 12 рукоятки. Корпус 36 содержит кольцевой канал 117, в который входит кольцевой буртик 118, образованный на проксимальном конце поворотного элемента 28, предпочтительно выполненное из литых полусекций. Кольцевой канал 117 и буртик 118 позволяют относительное вращение между поворотным элементом 28 и корпусом 36. Поэтому вращение поворотной ручки 28 относительно узла 12 рукоятки вызывает соответствующее вращение удлиненного ствола 14 относительно узла 12 рукоятки.
Изображенная на фиг.3 и 4 приводимая в действие энергией система 510 блокировки выстреливания содержит соленоид 512 и поворачивающийся стопорный элемент 514. Соленоид 512 возбуждается от батареи 530. Поворачивающийся стопорный элемент 514 поворачивается вокруг шарнирного пальца 516 и содержит стопорную поверхность 518 для фиксации в выемке 522. Смещающий элемент 520, которым предпочтительно является цилиндрическая пружина сжатия, смещает поворачивающийся стопорный элемент 514 в положение фиксации (не показано). Стопорная поверхность 518 жестко присоединена к поворачивающемуся стопорному элементу 514 с помощью крепежного средства 526. В невозбужденном состоянии (показанном сплошной линией) часть 524 стопорного штифта соленоида 512 отведена достаточно, чтобы позволить стопорной поверхности 518 войти в выемку 522 и исключить горизонтальное поступательное перемещение вала 46 активизации. Когда стопорный штифт 524 приводится в действие возбуждающим соленоидом 512, стопорный штифт 524 приводит в движение поворачивающийся стопорный элемент 514 вниз в разблокированное положение (показано пунктиром), поворачивая поворачивающийся стопорный элемент 514 вниз (также показано пунктиром), и освобождает стопорную поверхность 518 из выемки 522, так что вал 46 активизации может осуществить горизонтальное поступательное перемещение.
Система 510 блокировки выстреливания должна быть разблокирована, чтобы продвинуть вал 46 активизации в дистальном направлении. Для разблокировки системы 510 блокировки выстреливания высвобождающая часть 504 подвижной рукоятки 24 перемещается в направлении, показанном стрелкой "В", в зацепление с выключателем выстреливания 506, для активизации соленоида 512. При активизации соленоид 512 приводит в движение стопорный штифт 524 вниз, освобождая стопорную поверхность 518 из выемки 522. После выхода стопорной поверхности 518 из выемки 522 вал 46 активизации может продвинуться дистально при повороте подвижной рукоятки 24 вокруг шарнирного пальца 38 в направлении, показанном стрелкой "А". Каждый шаг продвигает вал 46 активизации на заранее определенное расстояние (например, приблизительно 15 мм). При каждом поворотном шаге подвижной рукоятки 24 палец 42 зацепления с рейкой приводной собачки 42 приводит в движение зубчатую рейку 48 и вал 46 активизации дистально на заранее определенное расстояние. Дальнейшее дистальное перемещение вала 46 активизации возможно при повторном повороте подвижной рукоятки 24 вокруг шарнирного пальца 38. Вал 46 активизации можно возвратить в убранное проксимальное положение, потянув отводящие ручки 34 в проксимальном направлении, как было описано выше. Постоянное оттягивание отводящих ручек 34 в проксимальном направлении позволяет проксимальной части вала 46 активизации войти в контакт и активизировать выключатель 528 разжима, чтобы разжать узел 20 упора.
Для определения продольного положения вала 46 активизации используется датчик положения. В одном варианте осуществления датчик положения содержит кодовый датчик 532 положения и индукционную катушку 534. Кодовый датчик 532 положения неподвижно прикреплен к валу 46 активизации и перемещается вместе с ним в продольном направлении. Кодовый датчик 532 положения выдает электрический сигнал (например, аналоговый или цифровой), который соответствует продольному положению вала 46 активизации, а значит и тяги 52 управления. Индукционная катушка 534 жестко прикреплена к внутренней части корпуса 36. Индукционная катушка 534 проходит сквозь прорезь, выполненную в кодовом датчике 532 положения. Работа датчика положения будет описана ниже со ссылкой на фиг.5.
Фиг.5 иллюстрирует один вариант осуществления приводимой в действие энергией электрической системы 550 обратной связи и блокировки выстреливания. Приводимая в действие энергией электрическая система 550 обратной связи и блокировки выстреливания работает от батареи 530, которая служит источником электрической энергии для переключателей 506, 528, кодового датчика 532 положения, индукционной катушки 534, устройства 536 идентификации повторной загрузки, вычислительного устройства 538 и устройства 500 отображения. Двухпозиционный переключатель 502 используется для подачи и снятия мощности с батареи 530 на различные электрические компоненты. В работе вычислительное устройство 538 контролирует состояние выключателя 506 выстреливания, переключателя 528 разжима и рабочей последовательности элемента 24 подвижной рукоятки.
Как отмечалось выше, кодовый датчик 532 положения и вал 46 активизации поступательно перемещаются в продольном направлении, а индукционная катушка 534 остается неподвижной. Электрический сигнал можно откалибровать в соответствии с положением вала 46 активизации от первого положения минимального отклонения (полностью убранного положения) до второго положения максимального отклонения (полностью выдвинутого положения). В одном варианте осуществления кодовый датчик 532 положения может быть линейным кодовым датчиком положения, преобразователем или считывающей головкой, которые спарены со шкалой для кодирования положения вала 46 активизации. Датчик считывает шкалу для преобразования закодированного положения в аналоговый или цифровой сигнал, который можно затем декодировать в положение с помощью цифрового считывающего устройства (DRO). Технологии линейного кодового датчика могут быть емкостными, индуктивными, вихретоковыми, магнитными или оптическими. Оптические технологии включают в себя теневой, самоотображающий и интерферометрический. Декодированный выход кодового датчика 532 положения подается в устройство 500 отображения, которое может включать в себя жидкокристаллический дисплей (LCD) или подобный элемент отображения. Декодированный выход кодового датчика 532 положения показывает продольное положение вала 46 активизации. Устройство 500 отображения отображает кодированный выход кодового датчика 532 положения, дающий пользователю обратную связь о положении вала 46 активизации и/или тяги 52 управления по его продольной длине от минимального отклонения (полностью убранного) до максимального отклонения (полностью выдвинутого). Например, отклонение может составлять около 0-30 мм для хирургического аппарата 10 с одноразовыми загрузочными модулями, содержащими линейные ряды скобок длиной около 30 мм, и отклонение может составлять около 0-60 мм для хирургического аппарата 10 с одноразовыми загрузочными модулями, содержащими линейные ряды скобок длиной около 60 мм. Вывод данных на дисплее 500 может быть цифровым, буквенно-цифровым, графическим или в виде собирательной планки, показывающей положение вала 46 активизации вдоль длины шага (например, около 0-30 мм или около 0-60 мм) от минимального отклонения (полностью убранного) до максимального отклонения (полностью выдвинутого).
Последовательность работы
В описании последовательности работы со ссылками на фиг.1-5 не будут обсуждаться различные составные компоненты режуще-сшивающего хирургического аппарата 10 и их работа сверх того, что необходимо для описания работы приводимой в действие энергией электрической системы 510 блокировки выстреливания. Для использования хирургического аппарата 10 сначала прикрепляют одноразовый загрузочный модуль, такой как DLU 16, к дистальному концу удлиненного ствола 14. Как обсуждалось выше, хирургический аппарат 10 можно использовать с шарнирно-поворотными и не шарнирно-поворотными одноразовыми загрузочными модулями, имеющими линейные ряды скобок длиной от 30 мм до 60 мм различной высоты (например, 0,75 мм, 1 мм, 1,5 мм или 2 мм) и формы (например, изогнутые, прямые). Для прикрепления DLU 16 к удлиненному стволу 14 дистальный конец тяги 52 управления вставляют внутрь вводного наконечника (не показан) DLU 16, и вводной наконечник скользяще вводится в продольном направлении в дистальный конец удлиненного ствола 14.
При повороте двухпозиционного переключателя в положение "включить" в хирургический аппарат 10 подается электрическая мощность из батареи 530. После поступления электрической энергии из батареи 530 устройство 536 идентификации повторной загрузки определяет присутствие кассетного узла 18. Вычислительное устройство 538 считывает состояние кассетного узла 18 из устройства 536 идентификации повторной загрузки, показывающего различные состояния кассетного узла 18. Вычислительное устройство 538 включает или выключает работу системы 510 блокировки выстреливания в зависимости от состояния кассетного узла 18, переданного устройством 536 идентификации повторной загрузки. Если кассетный узел присутствует и полностью загружен скобками, то вычислительное устройство 538 включает нормальную работу хирургического аппарата 10. При этом электрическая система 510 блокировки может быть разблокирована путем активизации выключателя 506 выстреливания и возбуждения соленоида 512. Вычислительное устройство 538 препятствует возбуждению соленоида 512 и сохраняет электрическую систему 510 блокировки в заблокированном состоянии, отключая работу хирургического аппарата 10, даже в том случае, если выключатель 506 выстреливания приводится в действие, в следующих ситуациях: если отсутствует кассетный узел 18; если кассетный узел 18 присутствует, но он израсходован (например, в нем нет скобок); если присутствует частично израсходованный кассетный узел 18 после отведения ножа; если частично израсходованный кассетный узел 18 присутствует после разжима хирургического аппарата; и если частично израсходованный кассетный узел 18 присутствует после выполнения полного цикла хирургического аппарата 10.
С присоединенным DLU 16 к сшивающему аппарату 10 инструментальный блок 17 можно расположить над тканью, сначала раскрыть узел 20 упора и принять и зажать ткань между узлом 20 упора и кассетным узлом 18. Узел 20 упора можно раскрыть путем активизации выключателя 528 разжима путем отведения вала 46 активизации с помощью отводящих ручек 32. Узел 20 упора можно сомкнуть путем активизации выключателя 506 выстреливания. Для этого перемещают элемент 24 подвижной рукоятки в направлении, показанном стрелкой "А" на один шаг и активизируют выключатель 506 выстреливания. Движение элемента 24 подвижной рукоятки в направлении по стрелке "А" на один шаг перемещает приводную собачку 42 и продвигает в дистальном направлении вал 46 активизации и тягу 52 управления. Следует отметить, что один полный шаг подвижной рукоятки 24 продвигает вал 46 активизации приблизительно на 15 мм, что достаточно для зажима ткани во время первого шага подвижной рукоятки 24, но недостаточно для выстреливания скобок.
Во время первого (зажимающего) шага подвижной рукоятки 24 ползун 102 не дает стопорной собачке 54 войти в зацепление с зубчатой рейкой 48. После освобождения подвижной рукоятки 24 приводная собачка 42 перемещается над рейкой 48 по мере того, как рукоятка 24 возвращается в положение, находящееся на расстоянии от неподвижной рукоятки 22 торсионной пружиной (не показана). В этом положении приводная собачка 42 вводится в зацепление с зубчатой рейкой 48 для удержания вала 46 активизации в его продольном фиксированном положении.
Для выстреливания скобок во время второго и последующих шагов подвижная рукоятка 24 снова приводится в действие, т.е. перемещается, через последовательные шаги. Как обсуждалось выше, хирургический аппарат 10 может принимать DLU 16, имеющие различные линейные ряды скобок. Так как каждый шаг подвижной рукоятки 24 предпочтительно продвигает вал 46 активизации приблизительно на 15 мм и нужен один шаг для зажима ткани, подвижная рукоятка должна совершить (n+1) шагов для выстреливания скобок, где n - длина линейных рядов скобок в одноразовом загрузочном модуле, присоединенном к режущему и хирургическому аппарату 10, деленная приблизительно на 15 мм. Например, n=1 для кассеты 15 мм; n=3 для кассеты 45 мм и n=4 для кассеты 60 мм.
Прежде чем можно будет выстреливать скобки, необходимо активизировать систему 510 блокировки выстреливания, чтобы переместить стопорную поверхность 518 из блокирующего положения в неблокирующее положение. Для этого сжимают часть 504 разблокировки выстреливания подвижной рукоятки 24 в направлении, показанном стрелкой "В", чтобы она вошла в зацепление с выключателем 506 выстреливания для возбуждения соленоида 512. При возбуждении соленоида 512 стопорный штифт 524 перемещает поворачивающийся стопорный элемент 514 вниз для освобождения стопорной поверхности 518 из выемки 522 и тем самым позволяет валу 46 активизации двигаться в горизонтальном направлении. После этого можно активизировать подвижную рукоятку 24 на нужное количество шагов для продвижения вала 46 активизации, а значит и тяги 52 управления, дистально в направлении, показанном стрелкой "С", для перемещения салазок активизации (не показаны) по всей длине кассетного узла 18 и осуществления выталкивания скобок.
Для того чтобы вставить DLU 16 и удлиненный ствол 14 хирургического аппарата 10 через узкую канюлю троакара, необходимо сначала закрыть узел 20 упора. Узел 20 упора закрывается путем воздействия на часть 504 разблокировки выстреливания и однократной активизации выключателя 506 выстреливания, чтобы разблокировать электрическую систему 510 блокировки (например, путем возбуждения соленоида 512). Когда электрическая система 510 блокировки находится в разблокированном состоянии, можно переместить гибкую рукоятку 24 в направлении, показанном стрелкой "А", на один шаг, чтобы продвинуть вал 46 активизации дистально для закрытия узла 20 упора. После освобождения гибкой рукоятки 24 электрическая система 510 блокировки снова блокируется. При закрытом узле 20 упора можно вставить DLU 16 и удлиненный ствол 14 хирургического аппарата 10 через узкую канюлю троакара и разместить инструментальный блок 17 на месте операции. Узел 20 упора необходимо раскрыть, чтобы зажать ткань между узлом 20 упора и кассетным узлом 18. Узел 20 упора можно раскрыть путем отведения вала 46 активизации в проксимальном направлении с помощью отводящих ручек 32 до тех пор, пока не активизируется выключатель 528 разжима. Когда вал 46 активизации входит в зацепление с выключателем 528 разжима, вычислительное устройство 538 воспринимает контактное смыкание выключателя 528 разжима и возбуждает соленоид 512, чтобы разблокировать электрическую систему 510 блокировки. Элемент 24 подвижной рукоятки теперь можно переместить в направлении, показанном стрелкой "А", на один шаг, чтобы продвинуть вал 46 активизации дистально для смыкания узла 20 упора и зажима ткани между ним и кассетным узлом 18. Для выстреливания кассетного узла 18 пользователь нажимает на часть 504 разблокировки выстреливания и приводит в действие выключатель 506 выстреливания, чтобы разблокировать электрическую систему 510 блокировки и позволить валу 46 активизации переместиться дистально, путем многократной активизации гибкой рукоятки 24 на достаточное количество шагов, пока не будет израсходован весь кассетный узел 18. Когда кассетный узел 18 израсходован, однократно программируемый регистр памяти в устройстве 536 идентификации повторной загрузки программируется на индикацию того, что кассетный узел израсходован. Таким образом, вычислительное устройство 538 предотвращает любые последующие выстреливания хирургического инструмента 10, когда устройство 536 идентификации повторной загрузки показывает, что кассетный узел 18 израсходован.
Для отведения вала 46 активизации и тяги 52 управления в конце шага выстреливания, например, после выстреливания скобок, отводящие ручки 32 оттягиваются проксимально, что вызывает перемещение под действием штифтов 66 отпускающей пластины 64 в направлении, показанном стрелкой "D", над зубьями 48 для вывода приводной собачки 42 из зацепления с зубьями 48. Вал 46 активизации в полностью отведенном положении приводит в действие выключатель 528 разжима, раскрывая узел 20 упора. Инструментальный блок 17 теперь можно убрать с места операции. Элемент 24 подвижной рукоятки перемещается в направлении, показанном стрелкой "А", на один шаг, чтобы сомкнуть узел 20 упора, что позволяет отвести инструментальный блок 17, удлиненный корпус 14 и DLU 16 назад сквозь узкую канюлю троакара.
Описанные устройства можно сконструировать с расчетом на утилизацию после однократного использования или же с расчетом на многократное использование. Однако в любом случае эти устройства можно восстанавливать для повторного использования после по меньшей мере однократного применения. Восстановление может включать в себя любую комбинацию процедур, включающих разборку устройства с последующей чисткой или заменой определенных деталей и сборкой. В частности, можно разбирать устройство и избирательно заменять или удалять любое количество конкретных деталей или элементов в любой комбинации. После чистки и/или замены конкретных деталей устройство можно снова собрать для последующего использования, используя восстановительное оборудование, либо это может сделать медицинский персонал непосредственно перед операцией. Специалистам будет понятно, что для восстановления устройства можно использовать различные методы разборки, чистки/замены и сборки. Использование этих методов и полученное в результате восстановленное устройство подпадают под объем настоящего изобретения.
Различные описанные варианты изобретения перед выполнением хирургической операции предпочтительно подвергаются обработке. Сначала получают новый или использованный аппарат и при необходимости подвергают его чистке. Затем устройство можно подвергнуть стерилизации. Для этого можно применять различные известные методы с использованием бета или гамма облучения, этиленоксида, пара. В одном методе стерилизации аппарат помещают в закрытый и герметизированный контейнер, например мешок из пластика или TYVEK. Затем контейнер с аппаратом помещают в поле излучения, которое может проникать сквозь контейнер, например гамма-излучение, рентгеновское излучение или электроны большой энергии. Такое облучение уничтожает бактерии на аппарате и в контейнере. После этого можно хранить стерилизованный аппарат в стерильном контейнере. Герметично закрытый контейнер сохраняет аппарат стерильным до тех пор, пока его не откроют в медицинском учреждении.
Понятно, что в описанные выше варианты осуществления изобретения можно внести различные модификации. Например, сшивающий аппарат не обязательно накладывает скобки, он может также накладывать крепежные средства, состоящие из двух частей, как это известно специалистам. Кроме того, длину линейного ряда скобок или зажимов можно изменять в зависимости от потребности конкретной хирургической процедуры. Соответственно, можно изменять длину одного хода вала активизации и/или длину линейного ряда скобок и/или зажимов в одноразовом загрузочном модуле. Таким образом, представленное выше описание не следует рассматривать в ограничительном смысле, в нем всего лишь описаны примеры реализации предпочтительных вариантов. Специалистам будут понятны различные модификации, подпадающие под объем притязаний, охарактеризованных в прилагаемой формуле изобретения.