ХИРУРГИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ С АВТОМАТИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕМОЙ КОНФИГУРАЦИЕЙ ШАРНИРНОГО КОНЦЕВОГО ЗАХВАТА
SURGICAL INSTRUMENTS WITH AUTOMATICALLY CHANGED CONFIGURATION OF SWIVEL END CLAMP

Хирургические сшивающие аппараты на известном уровне техники использовались, чтобы одновременно выполнять продольный разрез тканей и устанавливать ряды шовных скобок по обеим сторонам разреза. Такие инструменты обычно имеют концевой захват, состоящий из двух совместно действующих браншей, которые, если инструмент предназначен для эндоскопического или лапароскопического применения, могут проходить через просвет канюли. На одной из рукояток имеется кассета со скобками, содержащий по меньшей мере два расположенных по бокам ряда скобок: по одному с каждой стороны от желоба скальпеля. Другая бранша представляет собой упорную пластину с формирующими скобку углублениями, расположенными соответственно рядам скобок в кассете. В состав инструмента входит множество клиньев, которые, совершая возвратно-поступательные движения наружу, проходят через отверстия в кассете со скобами и приводят в действие направляющие, в которых находятся скобки, так что последние выталкиваются в направлении упорной пластины. Одновременно с этим режущий инструмент (или скальпель) двигается дистально по бранше, а зажатая ткань одновременно рассекается и фиксируется (например, скобками).
Пример хирургического сшивающего аппарата, применяемого в эндоскопической хирургии, описан в патенте США №7000818 B2 «Хирургические сшивающие аппараты с раздельной зажимающей и режуще-сшивающей системами», который включен в настоящий документ путем ссылки. Во время работы хирург может сомкнуть бранши сшивающего аппарата на ткани, чтобы придать ей надлежащее положение перед наложением скобок. Если хирург считает, что ткань захвачена надлежащим образом, он может привести в действие хирургический сшивающий аппарат, таким образом разрезая и скрепляя ткань. Одновременное разрезание и сшивание тканей исключает осложнения, которые могут возникать при последовательном выполнении этих действий различными хирургическими инструментами, только режущими или только сшивающими ткани.
На известном уровне техники также существуют эндокатеры с шарнирными концевыми захватами, например, описанные в опубликованной заявке на патент США №2007/0175959, которая включена в настоящий документ путем ссылки. Такой инструмент обеспечивает подвижность, позволяющую пользователю (например, оперирующему хирургу) поворачивать концевой захват по шарниру сочленения.
Обычно процедура, во время которой применяется указанный эндокатер, требует от оператора осуществления нескольких рассечений/сшиваний в одном месте тела пациента. Таким образом, после каждого рассечения/сшивания хирург должен извлекать инструмент из канюли и заменять использованную кассету со скобками в концевом зажиме. После этого хирург должен снова ввести инструмент обратно в тело пациента через канюлю и установить концевой зажим в положение, в котором он находился в прошлый раз, включая конфигурацию шарнира.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
В целом настоящее изобретение относится к хирургическому инструменту, одновременно осуществляющему рассечение и сшивание, с автоматически изменяемой конфигурацией шарнирного концевого зажима. В зависимости от варианта осуществления, инструмент может содержать концевой зажим, вал и шарнирное сочленение, соединяющее вал и концевой зажим. Шарнирное сочленение оснащено по меньшей мере одним двигателем для изменения поворота концевого зажима по отношению к валу. Кроме того, шарнирное сочленение имеет по меньшей мере один датчик поворота для определения конфигурации концевого зажима по отношению к валу.
Инструмент также имеет устройство управления, связанное с датчиком поворота и двигателем. Устройство управления имеет по меньшей мере один блок памяти для сохранения сведений об изменении положения шарнира от указанного по меньшей мере одного датчика поворота. Кроме того, при включении устройство управления направляет управляющие сигналы на двигатель, контролирующий блок шарнирного сочленения, чтобы автоматически установить концевой зажим в необходимое положение (или положение шарнира) в соответствии с данными, полученными от датчика поворота и сохраненными в памяти устройства управления. Например, устройство управления может установить концевой зажим в предшествующее (согнутое) положение, если он находился в нем во время последнего наложения скобок, либо в иное положение. Устройство управления также может автоматически вернуть концевой зажим в исходное, или не повернутое (прямое) положение. Таким образом, хирург может (i) ввести концевой зажим в тело пациента через канюлю, (ii) автоматически установить концевой зажим в необходимое положение, (iii) привести инструмент в действие, (iv) вернуть концевой зажим в исходное положение, (v) извлечь его из тела пациента через канюлю и (vi) заменить кассету для повторения последовательности действий. Указанные возможности обеспечивают повышенную точность и повторяемость размещения концевого зажима, что важно при выполнении процедур, во время которых зажим должен занимать одинаковое положение для повторного выполнения действий.
В соответствии с различными вариантами осуществления, хирургический инструмент может быть режущим и сшивающим, например, являться эндокатером. Вследствие этого концевой зажим может содержать две расположенные друг напротив друга бранши, соединенных с возможностью поворота. На одной бранше может располагаться режущий инструмент для рассечения тканей, зафиксированных между двумя браншами. Она также может иметь сменную кассету со скобками, которые при задействовании инструмента проводятся через зафиксированные ткани и формуются второй браншей, выполняющей роль упора.
В соответствии с другим общим аспектом, настоящее изобретение относится к методике выполнения хирургической процедуры. В одном из вариантов осуществления процедура включает в себя: (а) введение шарнирного концевого зажима в тело пациента через канюлю; при этом концевой зажим находится в первом рабочем положении; (б) после выполнения шага (а) выполняется активация входного устройства хирургического инструмента для автоматического конфигурирования концевого зажима во второе (согнутое) рабочее положение, отличающееся от первого; (в) после выполнения шага (б) хирургический инструмент задействуется для рассечения и сшивания тканей, зафиксированных в концевом зажиме; (г) после выполнения шага (в) выполняется активация входного устройства хирургического инструмента для автоматического конфигурирования концевого зажима в первое рабочее положение; (д) после выполнения шага (г) осуществляется извлечение концевого зажима из тела пациента через канюлю.
Эти и другие преимущества настоящего изобретения становятся очевидными из приведенного ниже описания.
ЧЕРТЕЖИ
В настоящем документе приводится описание различных вариантов осуществления настоящего изобретения на примерах, иллюстрируемых следующими фигурами:
На фиг.1 и 2 представлены хирургические инструменты с шарнирным концевым зажимом, конфигурация которого зависит от варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 представлено подробное изображение концевого зажима хирургического инструмента, показанного на фиг.1 и 2, в зависимости от варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 представлена блок-схема, на которой показано устройство управления и датчики хирургического инструмента в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5 представлена схема блока шарнирного сочленения хирургического инструмента в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ
На фиг.1 и 2 показан режуще-сшивающий инструмент 10 с автоматически изменяемой конфигурацией шарнирного концевого зажима в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Представленный на фигурах вариант осуществления предусматривает эндоскопический хирургический инструмент 10 и, в целом, отражает различные модификации инструмента 10, описанные в настоящем документе, а также возможность использования прочих режуще-сшивающие эндохирургических инструментов. Необходимо отметить, что в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, инструмент 10 может также являться неэндоскопическим режущим хирургическим инструментом, и, например, инструментом для лапароскопии с автоматически поворачиваемым концевым зажимом.
Хирургический инструмент 10, изображенный на фиг.1 и 2, содержит ручку 6, вал 8 и шарнирный концевой зажим 12, соединенный с возможностью поворота с валом 8 шарнирным сочленением 14. Устройство 16 управления поворотом может располагаться рядом с ручкой 6, чтобы обеспечить вращение концевого зажима 12 на шарнирном сочленении 14. В показанном варианте осуществления концевой зажим 12 выполнен в виде эндокатера для фиксации, рассечения и сшивания тканей, однако в других вариантах осуществления могут использоваться иные типы концевых зажимов, предназначенные для других типов хирургических манипуляций, такие как зажимы, щипцы, рассекатели, клипсонакладыватели, устройства доступа, устройства для введения медикаментов/генотерапии, проведения ультразвуковых, РЧ или лазерных процедур и т.д.
Ручка 6 инструмента 10 может иметь закрывающий спусковой крючок 18 и пусковой крючок 20, приводящий в действие концевой зажим 12. Необходимо понимать, что инструменты с концевыми зажимами, предназначенные для выполнения различных хирургических манипуляций, могут иметь различное количество или типы пусковых устройств или иных применимых устройств управления концевым зажимом 12. Концевой зажим 12 показан отделенным от ручки 6 предпочтительно удлиненным валом 8. В одном из вариантов осуществления хирург или оператор инструмента 10 может поворачивать концевой зажим 12 относительно вала 8 с помощью устройства управления 16. Один из типов применимого устройства управления шарниром концевого зажима представлен в опубликованной заявке на выдачу патента США №2007/0158385 A1 «Хирургические инструменты с шарнирными концевыми зажимами» (автор Geoffrey С. Hueil и др.), которая включена в настоящий документ путем ссылки.
В приведенном примере концевой зажим 12, помимо прочего, имеет желоб для скобок 22 и поворотный зажимной элемент, например, упорную пластину 24, между которыми поддерживается расстояние, обеспечивающее эффективное сшивание зафиксированных тканей, а также рассечение тканей, захваченных концевым зажимом 12. Ручка 6 включает захват 26 пистолетного типа, к которому хирург прижимает закрывающий спусковой крючок 18 для зажатия тканей или прижатия упорной пластины 24 к желобу 22 для скобок концевого зажима 12, чтобы зажать ткани, находящиеся между упорной пластиной 24 и желобом 22. В представленном варианте осуществления пусковой крючок 20 расположен на значительном расстоянии снаружи относительно закрывающего спускового крючка 18. В соответствии с настоящим вариантом осуществления, как только закрывающий спусковой крючок 18 фиксируется в положении закрытия, пусковой крючок 20 может легко прижиматься к захвату 26 пистолетного типа, поэтому оператор может осуществлять такую манипуляцию одной рукой. Затем оператор прижимает пусковой крючок 20 к захвату 26 пистолетного типа, осуществляя сшивание и рассечение тканей, зажатых в концевом зажиме 12. В других вариантах осуществления помимо упорной пластины 24 могут использоваться другие зажимные элементы, например, противоположная бранша и т.д.
При описании захвата хирургом ручки 6 инструмента 10 предлагается использовать термины «дистальный» и «проксимальный». Так, концевой зажим 12 расположен дистально по отношению к ручке 6, расположенной проксимально. Предлагается также для удобства и ясности применительно к фигурам использовать такие пространственные термины, как «вертикальный» и «горизонтальный». Однако использование хирургических инструментов предполагает множество ориентации и положений, поэтому указанные термины не являются абсолютными и ограничивающими настоящее изобретение.
При пользовании инструментом сначала может нажиматься закрывающий спусковой крючок 18. Когда хирурга устраивает положение концевого зажима 12, он может оттянуть закрывающий спусковой крючок 18 в фиксированное положение полного закрытия, вплотную к захвату 26 пистолетного типа. После этого можно нажимать пусковой крючок 20. Когда хирург отпускает пусковой крючок 20, крючок возвращается в открытое положение (см. фиг.1 и 2). Для того чтобы разблокировать закрывающий спусковой крючок 18, необходимо нажать кнопку выключения на ручке 6.
Как показано на фиг.1-2, ручка 6 может иметь одно или более внешних пользовательских устройств 90 и 92 выбора ввода, позволяющих пользователю выбирать необходимое действие. Это могут быть, например, кнопочные переключатели, тумблеры, регулировочные диски, мембранные переключатели, микрофон, сенсорный экран, шаровой манипулятор или любые другие средства переключения или ввода пользовательских данных, позволяющие оператору инструмента 10 автоматически изменять конфигурацию концевого зажима 12 в согнутое и в исходное/обычное (например, прямое) положение. Более подробное описание этих функций приведено ниже.
На фиг.3 представлен детальный вид концевого зажима 12 в соответствии с различными вариантами осуществления. Как показано на фигуре, концевой зажим 12, помимо ранее указанного желоба 22 и упорной пластины 24, может включать режущий инструмент 32, салазки 33, съемную кассету 34 со скобками, которые съемно установлены в желобе 22, и винтовой вал 36. Режущий инструмент 32 может, например, являться скальпелем. Упорная пластина 24 может открываться и закрываться на шарнире 25, соединенном с проксимальным концом желоба 22. Упорная пластина 24 также может иметь на проксимальном конце петлю 27, вставленную в часть механизма закрытия для открытия и закрытия упорной пластины 24. Когда закрывающий спусковой крючок 18 приводится в действие, то есть отводится пользователем инструмента 10, упорная пластина 24 может поворачиваться шарниром 25 в фиксированное, или закрытое положение. Если фиксация концевого зажима 12 является удовлетворительной, оператор может привести в действие пусковой крючок 20, при этом скальпель 32 и салазки 33 перемещаются вдоль желоба 22, рассекая ткани, фиксированные концевым зажимом 12. В результате движения салазок 33 вдоль желоба 22 скобки из кассеты 34 прошивают рассеченные ткани, упираясь в прижатую упорную пластину 24, которая формирует их, фиксируя ткани. В некоторых конструкциях салазки 33 могут являться неотъемлемым компонентом кассеты 34. Патент США №6978921 «Хирургический сшивающий аппарат с выталкивающим механизмом на основе электронного пучка», который включен в настоящий документ путем ссылки, содержит более подробную информацию о двухходовых рассекающих и сшивающих инструментах. Салазки 33 могут являться частью кассеты 34, поэтому когда скальпель 32 после рассечения перемещается назад, перемещения салазок 33 не происходит.
Необходимо отметить, что, несмотря на то, что в описанных в настоящем документе вариантах осуществления инструмента 10 используется концевой зажим 12, сшивающий скобками рассеченные ткани, в других вариантах осуществления могут использоваться другие способы стягивания или сшивания рассеченных краев. Например, могут также применяться концевые зажимы, использующие для стягивания рассеченных тканей энергию радиоволн или клеящие вещества. В патенте США №5709680 «ЭЛЕТРОХИРУРГИЧЕСКИЙ ГЕМОСТАТИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ», выданном Yates и др., и в патенте США №5688270 «ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКИЙ ГЕМОСТАТИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ С УТОПЛЕННЫМИ И (ИЛИ) СМЕЩЕННЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ», выданном Yates и др., которые включены в настоящий документ путем ссылки, описывается эндоскопический режущий инструмент, использующий энергию радиоволн для сшивания рассеченных тканей. В опубликованном патенте США (публ. №2007/0102453) «Хирургические сшивающие инструменты, предназначенные для подачи лекарственных веществ», выданном Jerome R., Morgan и др., и в опубликованном патенте США (публ. №2007/0102452) «Хирургические сшивающие аппараты, предназначенные для подкачки лекарственных веществ», выданном Frederick E., Shelton, IV и др., которые включены в настоящий документ путем ссылки, описывается эндоскопический режущий инструмент, использующий клейкие вещества для сшивания рассеченных тканей. В соответствии с изложенным выше, несмотря на то, что приведенное в настоящем документе описание в целом относится к манипуляциям по рассечению/сшиванию и аналогичным операциям, необходимо понимать, что данный вариант осуществления является примером и не ограничивает положений настоящего изобретения. Могут также использоваться другие техники сшивания тканей.
Более подробная информация о подходящих концевых зажимах, закрывающих механизмах спусковых крючков и механических системах закрывания концевых зажимов представлена в опубликованной заявке на получение патента США (публ. №2007/0175958 A1) «Режущий и сшивающий аппарат с двигателем и обратной связью с пользователем», поданной Shelton и др., которая включена в настоящий документ путем ссылки.
В инструменте 10 также можно использовать двигатель для приведения в действие концевого зажима 12. В опубликованном патенте США (публ. №2007/0175958 A1), ссылка на который приведена в предыдущем параграфе, описывается эндокатер с электродвигателем, приводящим в движение концевой зажим. В данном варианте осуществления двигатель, который может работать от одной или нескольких батареек, размещаемых в ручке, с помощью трансмиссионного привода обеспечивает режущие и сшивающие функции концевого зажима.
В инструменте 10 также могут использоваться несколько датчиков, отслеживающих ряд условий работы инструмента 10. Например, как описано в опубликованной заявке на получение патента США (публ. №2007/0175958 A1), указанной выше, инструмент 10 может содержать концевой датчик, фиксирующий окончание процесса рассечения ткани режущим инструментом в составе концевого зажима, и датчик начала процесса, отмечающий начало рассечения тканей режущим инструментом. Сигналы этих датчиков могут использоваться, например, для управления двигателем.
Помимо этого, как показано на фиг.4, инструмент 10 может иметь датчик закрывающего спускового крючка 50 для распознавания отведения закрывающего курка 18, датчик закрытия упорной пластины 52 для распознавания закрытия упорной пластины 24, датчик усилия закрытия упорной пластины 54 для распознавания усилия, прилагаемого к датчику 54, который может размещаться на внутренней нижней поверхности кассеты со скобками 22, за счет воздействия на кассету 22 при закрытии упорной пластины 24, датчик пускового крючка выталкивающего механизма 56 для определения отведения пускового крючка 20, датчик положения скальпеля 58 для определения продольного положения скальпеля (или иного режущего инструмента) вдоль желоба 22 концевого зажима 12, датчик наличия кассеты 60 для определения наличия кассеты 34 на концевом зажиме 12 и датчик состояния кассеты 62 для определения состояния кассеты со скобками (например, использована она или нет).
Датчики 50-62 могут быть связаны с устройством управления 64, которое предпочтительно должно располагаться в ручке 6 инструмента. Устройство управления 64 может иметь процессор 70, ПЗУ 72 и ОЗУ 74. Устройство управления 64 также может включать аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) (не показаны) для обеспечения связи с датчиками 50-62. ПЗУ 72 может включать устройства памяти EPROM и (или) Flash EEPROM. ОЗУ 74 может включать кратковременную память, например, RAM (оперативную память). Различные компоненты устройства управления 64 могут быть раздельными или могут быть объединены в один или несколько компонентов. Например, в одном из вариантов осуществления частью системы микроконтроллера или компьютерного чипа может являться процессор 70, ПЗУ 72, ОЗУ 74, ЦАП и АЦП.
Устройство управления 64 может питаться как от источника 76, так и от батарейки. Для инструментов 10 с приводом концевого зажима от двигателя постоянного тока источник питания 76 устройства управления 64 может быть таким же, как и для двигателя. Также могут использоваться различные источники питания для устройства управления и для двигателя.
Данные с различных датчиков могут сохраняться в цифровой форме в одном или обоих устройствах памяти 72 и 74. В опубликованной заявке на получение патента США (публикация №2007/0175964 A1), которая включена в настоящий документ путем ссылки, описывается эндокатер с устройством памяти для записи и хранения данных с датчиков. Некоторые датчики могут передавать данные в аналоговой форме. Для преобразования сигналов от таких датчиков и их сохранения в устройствах памяти 72 и 74 могут использоваться АЦП. Кроме того, датчики могут подключаться к устройству управления 64 посредством проводной и (или) беспроводной связи. В тех вариантах осуществления, в которых датчики подключаются к устройству управления 64 по беспроводному каналу, они могут оснащаться транспондерами, сообщающимися с трансиверами (не показаны) устройства управления 64.
В зависимости от варианта осуществления, инструмент 10 может иметь шарнир с двигателем. На фиг.5 показано шарнирное сочленение 2400, используемое в таких осуществлениях. Как видно из фиг.5, дистальный сегмент трубки 2410 имеет проксимальный конец 2414 и дистальную ось Н"-Н". Несмотря на то, что это не показано на фиг.5, дистальный сегмент трубки 2410 имеет дистальный конец, который механически соединен с концевым зажимом 12. В зависимости от используемого механизма закрытия упорной пластины, дистальный конец может фиксироваться к концевому зажиму неподвижно или при помощи кабеля, гибкого элемента или шарнирного сочленения. Дистальный сегмент трубки 2410 может частично сочленяться с проксимальным концом 2414, который жестко закреплен со сквозным приемным каналом 2416 шланга/провода. Канал 2416 может иметь коническую ступенчатую часть 2417. Шарнирное сочленение 2400 также включает проксимальный сегмент трубки 2450, имеющий дистальный конец 2454 и проксимальную ось I"-I". Несмотря на то, что это не показано на фиг.5, проксимальный конец проксимального сегмента трубки 2450 прикреплен к блоку ручки 6.
В одном из вариантов осуществления дистальный сегмент трубки 2410 скреплен с проксимальным сегментом трубки 2450 с помощью шарового шарнира 2460. В другом варианте осуществления шаровой шарнир 2460 состоит из шарового компонента 2462, закрепленного или установленного на дистальном конце 2454 проксимального отдела трубки 2450. Шаровой компонент 2462 имеет переходный элемент 2464, который в форме раструба или иным путем удлиняет конец 2465, позволяя ему соединиться с переходными элементами 2416 и 2417 так, чтобы независимо от положения шарового компонента 2462 шланги 480 и (или) кабели, проходящие через желоб, не зажимались или не повреждались иным образом. Шаровой компонент 2462 упирается в гнездо 2458 на проксимальном конце 2414 дистального конца трубки 2410, благодаря чему шаровой компонент 2462 свободно вращается в нем.
В одном из вариантов осуществления устройство управления, обозначенное 2500, используется для изменения конфигурации дистального сегмента трубки 2410 по отношению к ее проксимальному сегменту 2450. Как показано на фиг.5, в одном из вариантов осуществления изобретения, не ограничивающих его, используются два винтовых кабеля 2510 и 2520. Первый трос гибкой червячной передачи 2510 входит в контакт с шестеренкой, резьбой и т.д. (не показано) в первом передаточном канале 2465 шарового компонента 2462. Первый трос гибкой червячной передачи 2510 присоединен к первому двигателю 2512, установленному на дистальном сегменте трубки 2410. Аналогичным образом, в данном варианте осуществления изобретения, не ограничивающим его, второй трос гибкой червячной передачи 2520 входит в контакт с шестеренкой, резьбой и т.д. во втором передаточном канале 2467, сформированном в шаровом компоненте 2462, внутри которого имеются передаточные зубцы, резьба и т.д. 2469. Второй трос гибкой червячной передачи 2520 соединен со вторым двигателем 2522, установленным на дистальном сегменте трубки 2410. Использованный в настоящем документе термин «трос гибкой червячной передачи» должен применяться ко всем типам конструкций гибких передаточных тросов, в которых может использоваться зубчатая передача.
Первый и второй двигатели 2512 и 2522 могут питаться от батареи (как установленной непосредственно на двигателе, так и расположенной в ручке 6) или от альтернативного источника тока, либо приводиться в действие гидравлическим или пневматическим приводом. В одном из вариантов осуществления двигатели 2512 и 2522 являются электрическими и управляются одним или несколькими переключателями или кнопками на ручке. За счет контроля направления и объема вращения первого и второго тросов червячной передачи 2510 и 2520 шаровой компонент 2462 вращается в гнезде 2458, приводя в движение дистальный сегмент трубки 2410 (и связанный с ним концевой зажим 12) по отношению к проксимальному сегменту 2450. Пользователь может оценить, что такая конструкция облегчает изменение конфигурации рабочего элемента влево, как показано на фиг.5, и вправо (не показано). Пользователь также оценит, что помимо двух описанных выше комбинаций гибких приводных тросов и двигателей, в других вариантах осуществления, при наличии или необходимости только одного сочленения, может использоваться только один трос гибкой приводной передачи. Кроме того, поскольку шаровой компонент 2462 описан как неподвижно закрепленный на проксимальном сегменте трубки 2450 и вращающийся в гнезде 2458 дистального сегмента трубки, специалисты, обладающие нормальным уровнем навыков работы с инструментом, поймут, что в неограниченном количестве других вариантов осуществления, не отступая от сути и положений настоящего изобретения, шаровой компонент 2462 может неподвижно соединяться с дистальным сегментом трубки 2410 и гнездом 2458 проксимального сегмента трубки 2450.
Шарнирное сочленение 2400 может включать в себя один или несколько датчиков 66 (см. фиг.4), следящих за изменениями конфигурации шарнира соединения 14. Сигнал, идущий от датчиков 66, регистрируется в одном или обоих запоминающих устройствах 72 и 74 или устройстве управления 64. Например, датчики 66 могут включать в себя оптические или магнитные поворотные датчики (например, датчики Холла) и (или) акселерометры, которые в совокупности непосредственно или опосредованно отслеживают конфигурацию концевого зажима 12. Например, датчики 66 могут передавать данные непосредственно о поворотных/вращательных движениях концевого зажима. В другом варианте осуществления датчики 66 могут определять вращение и направление тросов червячной передачи 2510 и 2520 для опосредованного определения изменения конфигурации концевого зажима 12. Устройство управления 64 может регистрировать и сохранять данные от датчиков поворота 66, что обеспечивает пользователю инструмента 10 точную или приблизительную повторяемость действий соответствующего соединения в процессе последующего использования инструмента, как описано ниже. Датчики 66 могут связываться с устройством управления 64 с помощью проводного и (или) беспроводного соединения. Кроме того, датчики 66 могут направлять аналоговые сигналы, которые могут преобразовываться в цифровые с помощью цифро-аналогового преобразователя устройства управления 64.
В опубликованной заявке на патент США (публикация №2007/0106317 A1) «Сочленения для хирургических инструментов с гидравлическим и электрическим приводом», авторы Shelton и др., более подробно описан механизм действия шарнирного сочленения с двигателем. В указанной заявке также содержится описание других вариантов осуществления шарнирных сочленений с двигателем. Кроме того, в ней описываются шарнирные сочленения с гидравлическим приводом. В инструментах с гидравлическими шарнирными сочленениями датчики поворота 66 могут содержать акселерометры или иные аналогичные устройства для непосредственного или опосредованного отслеживания изменения конфигурации концевого зажима 12.
В зависимости от варианта осуществления изобретения переключатель 90 (см. фиг.1-2) может являться многопозиционным или однопозиционным. При наличии многопозиционных устройств пользователь инструмента может использовать переключатель для приведения концевого зажима инструмента 10 в исходное положение (например, в начале работы или после первой операции по сшиванию). После этого пользователь может повторно использовать переключатель для возвращения концевого зажима 12 в нормальное прямое положение. Кроме того, пользователь может привести в действие устройство 90, чтобы регистрировать данные об изменении конфигурации сочленения 64, когда хирург устанавливает концевой зажим в необходимое положение. В другом варианте осуществления данные с датчика блока шарнирного сочленения могут автоматически регистрироваться каждый раз, когда инструмент 10 осуществляет сжимание и (или) скрепление тканей. Таким образом, хирург не должен самостоятельно подтверждать свои действия, помимо запуска устройства 90, чтобы получать данные от датчиков поворота 66, зарегистрированные устройствами памяти 72 и 74 устройства управления.
В варианте осуществления с несколькими устройствами ввода с одним состоянием 90 и 92 пользователь может использовать одно устройство ввода 90 для автоматического изменения конфигурации концевого зажима в согнутое положение, а также второе устройство 92 для изменения конфигурации концевого зажима 12 в его исходное разогнутое положение. Устройства ввода 90 и 92 могут связываться с устройством управления 64. Кроме того, может использоваться другое устройство ввода (не показаны), которое может задействоваться пользователем для регистрации рабочих данных устройством управления 64. В альтернативном варианте осуществления данные, полученные от датчика поворота, могут автоматически регистрироваться каждый раз, когда инструментом 10 осуществляется сшивание и (или) иное действие.
Для того чтобы привести в действие концевой зажим автоматически, когда переключатель 90 активируется пользователем, устройство управления 64 может передавать сигналы двигателям 2512 и 2522 в составе сборного узла 2400 шарнирного сочленения 14 (или гидравлических приводов шарнирного сочленения, имеющего такие приводы). Сигналы, направленные двигателям 2512, 2522, могут основываться на исходном состоянии концевого зажима (например, угле вращения или конфигурации концевого зажима 12 по отношению к валу) и сохраняться в одном или обоих устройствах памяти 72 и 74 на основании показаний, полученных от датчиков поворота 66. Таким образом, приводя в действие переключатель 90, пользователь инструмента 10 может автоматически сконфигурировать концевой зажим 12 в исходное положение (например, при сжимании во время первого скрепления скобками с помощью инструмента 10). Это может понадобиться при осуществлении повторных рассечения/сшивания в одной и той же области тела пациента. Вместо того, чтобы каждый раз конфигурировать концевой зажим 12 в одном и том же месте, хирург может автоматически сконфигурировать его в исходное положение, используя переключатель 90.
Ниже приведен пример использования инструмента 10. В этом примере предполагается использование переключателя многопозиционного типа 90. Настоящий пример предусматривает возможность его модификации до варианта осуществления с двумя или более устройствами ввода. В настоящем примере хирург вводит концевой зажим 12 через канюлю. Затем, используя устройство ручного управления шарнирным сочленением 16, хирург конфигурирует положение концевого зажима 12 по необходимости, то есть устанавливает его в положение, необходимое для осуществления одновременного рассечения и скрепления тканей с помощью режущего инструмента 10. После конфигурирования концевого зажима 12 в желаемое положение хирург отводит закрывающий спусковой крючок, таким образом, зажимая ткани между противоположными браншами 22 и 24 концевого зажима 12. Затем хирург отводит пусковой крючок 20, заставляя режущий инструмент 32 (1) перемещаться вдоль желоба 22 по направлению к концевому зажиму 12 для рассечения тканей, зажатых концевым зажимом 12, и (2) устанавливать скобки из кассеты 34 в зажатые ткани и загибать их упорной пластиной 24, таким образом скрепляя ткани с обеих сторон линии рассечения режущим инструментом 32. Перед или после приведения в действие инструмента, либо до или после зажатия тканей, пользователь может активировать устройство ввода 90 (или любое иное устройство ввода) для считывания данных с датчиков поворота 66, отображающих конфигурацию концевого зажима 12 по отношению к валу 8 для их регистрации устройством управления 64. В другом варианте осуществления данные об изменении положения регистрируются, когда инструмент осуществляет скрепление, или при смыкании концевого зажима.
После этого хирург автоматически изменяет положение концевого зажима 12 в обычное раскрытое положение (например, в прямое) путем нажатия на органы управления устройства ввода 90 (в варианте осуществления с одним устройством ввода и двумя положениями или устройства выбора пользователя 92 для осуществления с двумя устройствами ввода), чтобы хирург имел возможность вытянуть его через канюлю. Затем хирург может заменить использованную кассету со скобками 34 на новую (заполненную скобками) и вставить концевой зажим 12 обратно через канюлю в тело пациента. После этого, нажимая или иным путем приводя в действие переключатель многопозиционного типа 90, хирург автоматически изменяет положение концевого зажима 12 в то же положение, в котором он находился, когда инструмент 10 приводился в действие (производилось сшивание) последний раз по данным датчика поворота, зарегистрированным в устройстве управления 64. Таким образом, хирург может автоматически изменить положение концевого зажима 12 на обычное положение, в котором он находился до последнего сшивания, избегая приведения в действие концевого зажима 12 вручную. Это способствует повышению точности и повторяемости процесса восстановления положения концевого зажима 12, когда это необходимо для конфигурирования его в том положении, в котором он находился во время последней операции по сшиванию.
После второго сшивания при помощи инструмента 10 хирург может автоматически вернуть его в прямое положение, извлечь из канюли, и при необходимости заменить кассету со скобками, а затем вновь ввести концевой зажим для выполнения следующего сшивания, автоматически изменив положение инструмента на такое положение, в котором он находился во время последнего сшивания. Для инструментов, при использовании которых для регистрации данных об изменении положения шарнирного сочленения пользователь должен привести в действие устройство ввода, пользователь должен сохранять положение концевого зажима только для первого сшивания, а при последующих скреплениях концевой зажим 12 будет автоматически принимать то положение, в котором он находился во время первого сшивания. В качестве альтернативы пользователь может фиксировать положение для каждого сшивания, так что концевой зажим может принимать то же положение, в котором он находился сразу после очередной операции по сшиванию.
Описанные в настоящем документе устройства могут быть предназначены для одноразовой процедуры (которая может включать несколько приведений в действие) или для многоразового использования. В любом случае, устройство может быть переделано для использования после по меньшей мере одной процедуры. Переделка может включать любую комбинацию следующих этапов: разборку устройства с последующей очисткой или заменой отдельных элементов и последующей сборкой. В частности, устройство можно разобрать и выборочно заменить или удалить в любой комбинации любое количество отдельных элементов или частей. После очистки и (или) замены отдельных частей устройство можно собрать заново для последующего использования на предприятиях, занимающихся модернизацией, или персоналом операционной непосредственно перед операцией. Специалистам в данной области понятно, что при восстановлении устройства могут применяться различные способы разборки, очистки (замены) и повторной сборки. Применение таких способов и получаемое в результате этого восстановленное устройство входят в объем настоящего изобретения.
Предпочтительно, чтобы описанные в настоящем документе различные варианты осуществления были обработаны перед началом операции. Во-первых, новый или использованный инструмент получают и обязательно очищается от загрязнений. Затем он может стерилизоваться. В одном способе стерилизации инструмент помещается в закрытый и герметичный контейнер, такой как термоформируемый пластиковый пакет с верхним слоем из материала Тайвек (TYVEK). Затем контейнер и инструмент помещаются в поле воздействия радиации, могущей проникать в контейнер, такой как гамма-излучение, рентгеновские лучи или электронами высокой энергии. Излучение убивает бактерии на поверхности инструмента и в контейнере. Затем стерилизованный инструмент может храниться в стерильном контейнере. Запечатанный контейнер сохраняет инструмент стерильным до его открытия в медицинском учреждении.
Предпочтительно, чтобы устройство прошло стерилизацию. Это может осуществляться различными путями, известными специалистами в данной области, включая бета- или гамма-излучение, оксид этилена, пар и прочие методы.
Несмотря на то, что данное изобретение было проиллюстрировано с помощью различных вариантов осуществления, и указанные варианты осуществления были описаны достаточно подробно, заявитель не имеет намерения сократить или иным образом ограничить сферу действия изобретения. Дополнительные преимущества и модификации могут быть очевидными для специалистов в данной области. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения представлен обширный спектр улучшений по сравнению с прежними методами сшивания, требующими применения скобок различных типоразмеров, имеющих различные сформированные (конечные) значения высот, в одной кассете.
В соответствии с этим настоящее изобретение обсуждалось в контексте эндоскопических методик и оборудования. Тем не менее, термин «эндоскопический» в настоящем документе не может считаться ограничивающим настоящее изобретение рамками рассекающих и сшивающих хирургических аппаратов, использующихся только в сочетании с эндоскопическим каналом (т.е. канюлей или троакаром). Наоборот, предполагается, что настоящее изобретение может найти применение в любых процедурах с ограниченным доступом, в частности, в лапароскопии, а также в операциях из открытого доступа. Более того, уникальные и вновь выявленные аспекты разных вариантов осуществления с использованием кассет со скобками в рамках настоящего изобретения могут находить применение в сочетании с другими видами сшивающих аппаратов, не отходя от сущности и объема защиты настоящего изобретения.