СИСТЕМА АНАЛИЗА ТОЛЩИНЫ ТКАНИ С КАРТРИДЖЕМ СО СКОБКАМИ
STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS ANALYSIS SYSTEM

Настоящее описание относится в целом к хирургическим инструментам для эндоскопической, лапароскопической или роботизированной хирургии. В частности настоящее описание относится к хирургическим инструментам, содержащим концевой зажим для сшивания ткани скобками.
Хирургические сшивающие устройства используются для одновременного выполнения продольного разреза ткани и установления рядов скоб 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 быть проведены через просвет канюли. В одном варианте осуществления в одной из браншей установлена кассета со скобками, содержащая по меньшей мере два расположенных по бокам ряда скобок - по одному с каждой стороны от канала скальпеля, определенного в настоящем документе. Другая рукоятка может представлять собой упорную пластину, имеющую скобоформующие углубления, соответствующие рядам скоб картриджа. В состав инструмента также может входить множество кулачковых или подъемных поверхностей, которые, совершая дистальное перемещение, проходят через отверстия в кассете со скобками и входят в контакт с направляющими, в которых находятся скобы, так что последние выталкиваются в направлении упорной пластины. Одновременно режущий инструмент (скальпель) перемещается по бранше в дистальном направлении так, что зафиксированная ткань одновременно рассекается и фиксируется (например, скобками).
Пример хирургического сшивающего аппарата, применяемого в эндоскопической хирургии, описан в патенте США № 7,000,818, озаглавленном «Хирургический сшивающий инструмент с отдельными независимыми закрывающей и сшивающей системами», описание которого включено в настоящий документ путем ссылки. В процессе применения врач может прижать элементы бранши сшивающего инструмента к ткани, чтобы расположить ткань перед пуском. Если врач считает, что бранши удерживают ткань надлежащим образом, он может привести в действие хирургический сшивающий аппарат, таким образом рассекая и сшивая ткань. Одновременное разрезание и сшивание тканей исключает осложнения, которые могут возникать при последовательном выполнении этих действий различными хирургическими инструментами, которые соответственно только рассекают или только сшивают ткани.
Хирургические сшивающие инструменты выполнены с возможностью использования в оптимальном диапазоне толщин тканей. В настоящее время врачи должны использовать видеотрансляцию и интуицию, чтобы определить находится ли толщина ткани, зафиксированной в концевом зажиме, в оптимальном диапазоне. Для выработки соответствующих навыков определения требуемой толщины ткани для определенной картриджа могут потребоваться годы практики, а некоторые врачи никогда не могут достичь этого уровня. Для этих целей требуется простая и надежная система, позволяющая определять соответствие толщины ткани, зафиксированной в концевом зажиме, оптимальному диапазону для данного картриджа со скобками.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство, содержащее датчик Холла, герконовый выключатель, источник питания и контроллер, имеющий связь с блоком питания, описано в различных вариантах осуществления. Контроллер выполнен с возможностью определения состояния герконового выключателя. Магнит съемно расположен рядом с устройством. Магнит выполнен с возможностью создания магнитного поля, достаточного для поддержания герконового выключателя в состоянии насыщения. Контроллер определяет состояние насыщения и поддерживает устройство в состоянии пониженного энергопотребления, пока герконовый выключатель находится в состоянии насыщения. Когда магнит отводится от устройства, герконовый выключатель переходит в ненасыщенное состояние. Контроллер определяет ненасыщенное состояние герконового выключателя и переводит устройство из состояния пониженного энергопотребления в состояние активной мощности.
Хирургический концевой зажим описан в различных вариантах осуществления. Хирургический концевой зажим содержит картридж со скобками, имеющую проксимальный конец и дистальный конец; Кассета со скобками выполнена с возможностью сшивания ткани скобками в оптимальном диапазоне толщины ткани. Упорная пластина подвижно соединена относительно проксимального конца картриджа со скобками. Модуль анализа толщины ткани расположен рядом с дистальным концом картриджа со скобками. Модуль анализа толщины ткани содержит датчик и контроллер Датчик выполнен с возможностью формирования сигнала, определяющего толщину ткани, расположенной между упорной пластиной и кассетой со скобками. Контроллер имеет связь с датчиком. Контроллер содержит идентификационное устройство для определения типа картриджа со скобками. Тип картриджа со скобками и толщина ткани используются для определения соответствия толщины ткани, зафиксированной между упорной пластиной и кассетой со скобками, оптимальному диапазону для данного картриджа.
Картридж скобками, предназначенный для использования с хирургическим сшивающим инструментом, описана в различных вариантах осуществления. Кассета со скобками имеет корпус со скобками, содержащий проксимальный конец и дистальный конец. Модуль анализа толщины ткани расположен рядом с дистальным концом корпуса со скобками. Модуль анализа толщины ткани содержит контроллер и датчик. Силовой ключ расположен съемно рядом с корпусом со скобками. Контроллер выполнен с возможностью определения силового ключа и поддержания модуля анализа толщины ткани в состоянии пониженного энергопотребления, пока силовой ключ установлен. Когда силовой ключ отключается, контроллер переводит модуль анализа толщины ткани в состояние активной мощности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Особенности различных вариантов осуществления настоящего изобретения подробно изложены в прилагаемой формуле изобретения. Однако различные варианты осуществления настоящего изобретения, относящиеся к устройству и способам оперирования, а также их преимуществам, лучше всего будут понятны со ссылкой на следующее описание, приведенное в соответствии со следующими прилагаемыми чертежами:
На ФИГ. 1 и 2 представлены виды хирургического инструмента с шарнирным соединением.
На ФИГ. 3-6 представлены виды с пространственным разделением компонентов концевого зажима и стрежня хирургического инструмента, показанных на ФИГ. 1 и 2.
На ФИГ. 7 представлен вид в перспективе концевого зажима, содержащего модуль анализа толщины ткани.
На ФИГ. 8 представлен один вариант осуществления модуля анализа толщины ткани.
На ФИГ. 9А и 9B представлены внутренние виды модуля анализа толщины ткани, показанного на ФИГ. 8.
На ФИГ. 10 представлена блок-схема одного варианта осуществления модуля анализа толщины ткани.
На ФИГ. 11 представлен один вариант осуществления модуля анализа толщины ткани, выполненного с возможностью передачи сигнала толщины ткани на удаленное устройство.
На ФИГ. 12 представлен один вариант осуществления модуля анализа толщины ткани, выполненного с возможностью установки силового ключа, содержащего магнит.
На ФИГ. 13 представлен один вариант осуществления датчика Холла.
На ФИГ. 14 представлен один вариант осуществления модуля анализа толщины ткани, выполненного с возможностью получения силового ключа, содержащего концевые зажимы.
На ФИГ. 15 представлена блок-схема, показывающая один вариант осуществления способа поддержания модуля анализа толщины ткани в состоянии пониженного энергопотребления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Автору настоящей заявки также принадлежит заявка на патент США озаглавленная «Система анализа толщины ткани с кассетой со скобками», номер досье патентного поверенного END7198USNP/120306, поданная в тот же день и полностью включенная в настоящий документ путем ссылки.
В настоящем документе будет приведено подробное описание нескольких вариантов осуществления изобретения, включая варианты осуществления, показывающие примеры исполнения хирургических инструментов, содержащих модуль анализа толщины ткани. По возможности на рисунках могут использоваться одинаковые или схожие идентификационные номера, которые могут обозначать одинаковые или схожие функциональные элементы. На рисунках только в иллюстративных целях показаны примеры вариантов осуществления описанных хирургических инструментов и/или способов их использования. Специалисты в соответствующей области легко определят на основании следующего описания, что альтернативные примеры вариантов осуществления структур и способов, показанных в этом документе, могут применяться, не отходя от описанных здесь принципов.
Следует понимать, что термины «проксимальный» и «дистальный» используются в настоящем документе по отношению к хирургу, удерживающему рукоятку инструмента. Так, концевой зажим расположен дистально по отношению к рукоятке, расположенной проксимально. Следует также понимать, что для удобства и ясности такие пространственные термины как «вертикальный» и «горизонтальный» применяются в настоящем документе в отношении рисунков. Однако хирургические инструменты применяются во множестве ориентаций и положений, и эти термины не являются ограничивающими и абсолютными.
В соответствии с различными вариантами осуществления указанный хирургический инструмент может приводиться в действие электроприводом, вручную или иметь роботизированное управление. Заявка на патент США сер. № 13/782,295, озаглавленная «Хирургические инструменты с шарнирным соединением с токопроводящими каналами для передачи сигналов»; заявка на патент США сер. № 13/782,323, озаглавленная «Шарнирные соединения с поворотными приводами для хирургических инструментов»; заявка на патент США сер. № 13/782,338, озаглавленная «Конфигурации дисковых переключателей для хирургических инструментов»; заявка на патент США сер. № 13/782,499, озаглавленная «Электромеханический хирургический инструмент с сигнальным реле»; заявка на патент США сер. № 13/782,460, озаглавленная «Многопроцессорный блок управления электроприводом для модульных хирургических инструментов»; заявка на патент США сер. № 13/782,358, озаглавленная «Конфигурации джойстиковых переключателей для хирургических инструментов»; заявка на патент США сер. № 13/782,481, озаглавленная «Концевой зажим с датчиком, выпрямляемые во время извлечения через троакар»; заявка на патент США сер. № 13/782,518, озаглавленная «Способы управления хирургическими инструментами с помощью съемных приспособлений»; заявка на патент США сер. № 13/782,375, озаглавленная «Хирургические инструменты с поворотным приводом с несколькими степенями свободы»; и заявка на патент США сер. № 13/782,536, озаглавленная «Плавный останов для хирургических инструментов», которые были пода 1 марта 2013 г. и включены в настоящий документ путем отсылки.
На ФИГ. 1 и 2 представлены изображения хирургического режуще-сшивающего инструмента с электроприводом 10 в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Изображенный на рисунках вариант осуществления представляет собой линейный эндоскопический инструмент, а также, как правило, варианты осуществления инструмента 10, описанные в настоящем документе, представляют собой линейные эндоскопические режущие и сшивающие хирургические инструменты. Необходимо отметить, что настоящее изобретение не ограничивается этим, и что в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения указанный инструмент может представлять собой эндоскопический инструмент другого типа, такой как круговой или изогнутый режущий эндоскопический аппарат. Заявка на патент США № 2008/0169332, опубликованная 17 июля 2008 г., озаглавленная «Хирургический сшивающий инструмент с изогнутым режущим элементом», полностью включена в данный документ путем ссылки. Кроме того, описанный инструмент может представлять собой неэндоскопический хирургический режущий и сшивающий инструмент, такой как инструмент для лапароскопической или открытой хирургии или роботизированный хирургический инструмент. В некоторых вариантах осуществления хирургический инструмент 10 может иметь функции записи. Патент США сер. № 7,845,537, выданный 7 декабря 2010 г., озаглавленный «Хирургический инструмент, имеющий функции записи», полностью включен в настоящий документ путем ссылки.
Хирургический инструмент 10, показанный на ФИГ. 1 и 2, содержит рукоятку 6, стержень 8 и концевой зажим 12, соединенный со стержнем 8. В различных вариантах осуществления концевой зажим 12 может быть шарнирно закреплен на шарнирном сочленении 14. Устройство 16 управления шарниром может быть обеспечено смежно с рукояткой 6 для выполнения вращения концевого зажима 12 на шарнирном сочленении 14. В проиллюстрированном варианте осуществления концевой зажим 12 выполнен с возможностью работы в качестве эндокатера для зажатия, рассечения и сшивания ткани, хотя в других вариантах осуществления можно применять другие типы концевых зажимов, такие как концевые зажимы для других типов хирургических устройств, таких как зажимы, рассекатели, сшивающие инструменты, клипсонакладыватели, устройства доступа, устройства для введения медикаментов/генной терапии, ультразвуковые, РЧ или лазерные устройства и т.д.
Рукоятка 6 инструмента 10 может включать закрывающий спусковой механизм 18 и пусковой крючок 20 для активации концевого зажима 12. Следует понимать, что инструменты, имеющие концевые зажимы, относящиеся к различным хирургическим манипуляциям, могут иметь разные количества или типы спусковых механизмов или иных подходящих устройств управления для эксплуатации концевого зажима 12. На рисунке показано, что концевой зажим 12 отделен от рукоятки 6 удлиненным валом 8. В одном из вариантов осуществления хирург или оператор инструмента 10 может изменять положение концевого зажима 12 по отношению к валу 8 с помощью устройства управления 16. Патент США № 7,670,334, озаглавленный «Хирургический инструмент с шарнирным концевым зажимом», полностью включенной в настоящий документ путем ссылки.
Концевой зажим 12, помимо прочего, имеет канал для скоб 22 и поворотный зажимный элемент, например, упорную пластину 24, между которыми поддерживается расстояние, обеспечивающее эффективное сшивание и рассечение тканей, захваченных концевым зажимом 12, когда упор 24 находится в зажатом положении. Рукоятка 6 включает направленную вниз пистолетную рукоятку 26, к которой хирург прижимает закрывающий спусковой крючок 18 для зажатия или прижатия упорной пластины 24 к желобу для скоб 22 концевого зажима 12, чтобы зажать ткань, размещенную между упорной пластиной 24 и желобом 22. Пусковой крючок 20 находится дальше снаружи закрывающего спускового механизма 18. Когда закрывающий спусковой крючок 18 фиксируется в положении закрытия, пусковой крючок 20 может несколько проворачиваться к пистолетной рукоятке 26, так что оператор сможет достать его одной рукой. Затем оператор может шарнирно втянуть пусковой крючок 20 к пистолетной рукоятке 12, чтобы вызвать сшивание и рассечение зажатой ткани в концевом зажиме 12. В других вариантах осуществления могут использоваться другие типы зажимающих элементов, помимо упорной пластины 24. Рукоятка 6 также может включать верхнюю часть 28, расположенную поверх руки пользователя, когда пользователь захватывает пистолетную рукоятку 26 рукой. Упорная пластина 24 может иметь магнит 78, который расположен на дистальном конце упорной пластины 24.
При использовании инструмента сначала может быть нажат закрывающий спусковой крючок 18. Когда врач удовлетворен положением концевого зажима 12, врач может отодвинуть закрывающий спусковой механизм 18 в его полностью закрытое, фиксированное положение вблизи пистолетной рукоятки 26. Оттягивание крючка закрывающего спускового механизма 18 приводит к повороту упорной пластины 24 вниз и зажатию ткани между упорной пластиной 24 и кассетой со скобками 34, расположенной внутри канала 22. Затем может быть нажат пусковой крючок 20. Нажатие пускового крючка 20 приводит к тому, что режущий инструмент в концевом зажиме 12 рассекает зафиксированную ткань, а крепежные элементы в кассете со скобками 34 скрепляют рассеченную ткань. Когда хирург отпускает пусковой крючок 20, крючок возвращается в открытое положение (см. ФИГ. 1 и 2). Для того чтобы разблокировать закрывающий спусковой механизм 18, необходимо нажать фиксирующую кнопку 19 на рукоятке 6. Фиксирующая кнопка 19 может быть выполнена в различных формах, примеры которых описаны в заявке на патент США № 2007/0175955. Заявка на патент США № 2007/0175955, озаглавленная «Хирургический режущий и сшивающий инструмент с механизмом фиксации закрывающего пускового механизма», полностью включена в настоящий документ путем ссылки.
Концевой зажим 12 может включать режущий инструмент, такой как скальпель, например, для рассечения зафиксированной в концевом зажиме 12 ткани при нажатии пользователем пускового крючка 20. Концевой зажим 12 также может содержать средства для сшивания ткани, рассеченной режущим инструментом, например, скобы, ВЧ-электроды, клей и т.д. Инструмент 10 также может содержать систему закрытия (зажатия) концевого зажима при закрытии (втягивании) закрывающего спускового механизма 18.
Перемещаемый поступательно или вращательно приводной вал, расположенный внутри вала 8 инструмента 10, может приводить в действие режущий инструмент и средства скрепления ткани концевого зажима 12. Для прямого или непрямого (через цепь зубчатых передач) управления приводным валом может использоваться электропривод, расположенный в пистолетной рукоятке 26 рукоятки 6 инструмента 10. В различных вариантах осуществления двигатель может представлять собой приводной щеточный двигатель постоянного тока, имеющий максимальную скорость вращения, например, около 25 000 оборотов в минуту. В других вариантах осуществления привод может представлять собой бесколлекторный двигатель, беспроводной двигатель, синхронный двигатель, шаговый двигатель или любой другой соответствующий электропривод. Заявка на патент США № 2010/0089970, опубликованная 15 апреля 2010 г., озаглавленная «Хирургический разрезающий и сшивающий аппарат, оснащенный электроприводом, с выталкивающей системой, втягиваемой вручную» и патент США № 8,210,411, выданный 3 июля 2012 г., озаглавленный «Хирургические режущие инструменты с электроприводом» полностью включены в настоящий документ путем ссылки. В пистолетной рукоятке 26 рукоятки 6, рядом с приводом, может быть размещена батарея (или источник питания, или блок питания), например, литий-ионная батарея. Батарея обеспечивает подачу электроэнергии к приводу через цепь управления приводом. В соответствии с различными вариантами осуществления в качестве источника энергии для подачи энергии на привод может использоваться несколько последовательно соединенных элементов питания. Кроме того, источник энергии может быть сменным и (или) перезаряжаемым.
На ФИГ. 3 представлена блок-схема концевого зажима 12 в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Как показано в проиллюстрированном варианте осуществления, концевой зажим 12 может включать, в дополнение к ранее указанному каналу 22 и упору 24, режущий инструмент 32, салазки 33, картридж 34 со скобками, съемно установленный в канале 22, и винтовой стержень 36. Режущий инструмент 32 может представлять собой, например, скальпель. Упорная пластина 24 может шарнирно открываться и закрываться на шарнирных штифтах 25, соединенных с проксимальным концом канала 22. Упорная пластина 24 также может иметь на проксимальном конце язычок 27, вставленный в часть механизма закрытия для открытия и закрытия упорной пластины 24. Когда закрывающее пусковое устройство 18 приводится в действие, то есть пользователь инструмента 10 нажимает на него, упорная пластина 24 может поворачиваться вокруг оси шарнира 25 в фиксированное (или закрытое) положение, тем самым фиксируя ткань между желобом 22 и упорной пластиной 24. Если фиксация концевого зажима 12 является достаточной, оператор может привести в действие пусковой крючок 20, при этом скальпель 32 и салазки 33 перемещаются вдоль желоба 22, рассекая ткани, зафиксированные концевым зажимом 12. В результате движения салазок 33 вдоль канала 22 скобы (не показаны) из картриджа со скобками 34 прошивают рассеченную ткань, упираясь в прижатую упорную пластину 24, которая сгибает их, фиксируя рассеченную ткань. В различных вариантах осуществления салазки 33 могут представлять собой неотъемлемый компонент кассеты 34. Салазки 33 могут являться частью картриджа 34, при этом, когда скальпель 32 втягивается обратно после рассечения ткани, салазки 33 не втягиваются со скальпелем 32 и остаются по меньшей мере с частично активированной кассетой со скобками 34.
На ФИГ. 4-5 представлены в разобранном виде, а на ФИГ. 6 представлены в виде сбоку концевой зажим 12 и стержень 8 в соответствии с различными неограничивающими вариантами осуществления изобретения. Как показано в проиллюстрированном варианте осуществления, стержень 8 может включать проксимальную закрывающую трубку 40 и дистальную закрывающую трубку 42, связанные шарнирными звеньями 44. Дистальная закрывающая трубка 42 включает отверстие 45, в которое вставляют язычок 27 на упоре 24 для открывания и закрывания упора 24, как дополнительно описано ниже. Внутри закрывающих трубок 40, 42 может быть расположена проксимальная сердцевинная трубка 46. Внутри проксимальной сердцевинной трубки 46 может быть расположен основной вращательный (или проксимальный) приводной стержень 48, который соединяется со вторичным (или дистальным) приводным стержнем 50 посредством узла 52 конических зубчатых колес. Вторичный приводной стержень 50 соединен с приводной шестерней 54, которая зацепляет проксимальную приводную шестерню 56 винтового стержня 36. Вертикальное коническое зубчатое колесо 52b может находиться и поворачиваться в отверстии 57 на дистальном конце проксимальной сердцевинной трубки 46. В дистальную сердцевинную трубку 58 могут быть заключены вторичный приводной стержень 50 и приводные шестерни 54, 56. В совокупности главный приводной вал 48, вспомогательный приводной вал 50 и шарнирный блок (например, блок конических зубчатых колес 52a-c) в настоящем документе иногда называются «блоком главного приводного вала».
Подшипник 38, расположенный на дистальном конце канала 22 для скоб, 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 так, что при повороте стержня 36 скальпель 32 поступательно перемещается дистально или проксимально (в зависимости от направления вращения) в канале 22 для скоб. Соответственно, когда основной приводной вал 48 при нажатии на пусковой крючок 20 вращается, комплект конических зубчатых колес 52a-c вызывает вращение вспомогательного приводного вала 50, который в свою очередь, вследствие соединения приводных механизмов 54 и 56, вызывает вращение винтового вала 36, что заставляет продвигающий скальпель элемент 32 перемещаться вдоль канала 22 и рассекать ткани, захваченные концевым зажимом 12. Салазки 33 могут быть выполнены, например, из пластика и могут иметь наклонную дистальную поверхность. Во время перемещения салазок 33 по желобу 22 наклонная передняя поверхность может протолкнуть или привести в движение шовные скобы в кассете для шовных скоб 34 в зажатых тканях напротив упорной пластины 24. Упорная пластина 24 загибает скобы, скрепляя таким образом рассеченную ткань. Когда скальпель 32 оттянут, скальпель 32 и салазки 33 могут отцепиться, при этом салазки 33 остаются на дистальном конце канала 22.
В проиллюстрированном варианте осуществления для приведения в действие режущего инструмента 32 в концевом зажиме 12 используется вращающийся винтовой вал 36. Такой вращающийся винтовой вал 36 может использоваться в вариантах осуществления, в которых используется вращающийся приводной элемент. В других вариантах осуществления для приведения в действие режущего инструмента может использоваться, например, приводной элемент, совершающий продольное возвратно-поступательное движение. При использовании продольного возвратно-поступательного приводящего элемента концевой зажим 12 может быть соответствующим образом изменен.
В соответствии с различными вариантами осуществления кассета со скобками 34 может включать модуль анализа толщины ткани 102, который определяет толщину ткани, зафиксированной в концевом зажиме 12 между каналом со скобками 22 (включающим картридж со скобками 34) и упорной пластиной 24. В соответствии с различными неограничивающими вариантами осуществления, как показано на ФИГ. 7, модуль анализа толщины ткани 102 может быть размещен рядом с дистальным концом 62 картриджа со скобками 34 так, что он расположен дистально, например, по отношению к скобам картриджа со скобками 34 при наложении скоб. На ФИГ. 8-9B представлен один вариант осуществления модуля анализа толщины ткани 102. Как показано на ФИГ. 8, модуль анализа толщины ткани 102 может содержать кожух 103 для защиты элементов модуля 102 во время использования. На ФИГ. 9А и 9B представлен один вид модуля анализа толщины ткани 102 без кожуха 103. Как показано на ФИГ.9А и 9B, модуль анализа толщины ткани 102 может содержать датчик толщины ткани 104, контроллер 106, радиомодуль 108, источник питания 110 и антенну 112.
В некоторых вариантах осуществления датчик толщины ткани 104 может быть выполнен с возможностью формирования сигнала, определяющего толщину ткани, расположенной между упорной пластиной 24 и каналом для скоб 22. В качестве датчика толщины ткани 104 может использоваться любой подходящий датчик для определения толщины ткани, зажатой в концевом зажиме 12. Например, в качестве датчика толщины ткани 104 может использоваться магнитный датчик, магнитноиндуктивный датчик, магнитнорезистивный датчик (AMR, GMR), ультразвуковой датчик, радиочастотный датчик и/или любой другой подходящий датчик. В некоторых вариантах осуществления датчик толщины ткани 104 может быть выполнен с возможностью обнаружения магнитного поля, генерируемого магнитом 78, расположенным на дистальном конце 80 упорной пластины 24. Когда хирург закрывает упорную пластину 24 путем прижимания закрывающего спускового механизма 18, магнит 78 поворачивается вниз и приближается к датчику толщины ткани 104, изменяя определяемое датчиком толщины ткани 104 магнитное поле при вращении упорной пластины 24 в закрытое (фиксированное) положение. Определяемая датчиком толщины ткани 104 напряженность магнитного поля магнита 78 характеризует расстояние между кассетой со скобками 34 и упорной пластиной 24, которое в свою очередь характеризует толщину ткани, зафиксированной между кассетой со скобками 34 и упорной пластиной 24, при переводе концевого зажима 12 в закрытое (фиксированное) положение. Например, большее расстояние между кассетой со скобками 34 и упорной пластиной 24 и соответственно более слабое магнитное поле, определяемое датчиком толщины ткани 104, может указывать на наличие толстой ткани между кассетой со скобками 34 и упорной пластиной 24. А меньшее расстояние между кассетой со скобками 34 и упорной пластиной 24 и соответственно более сильное магнитное поле, определяемое датчиком толщины ткани 104, может указывать на наличие тонкой ткани между кассетой со скобками 34 и упорной пластиной 24. В некоторых вариантах осуществления в качестве датчика толщины ткани 104 может использоваться датчик Холла.
Контроллер 106 может быть выполнен с возможность управления одой или несколькими операциями модуля анализа толщины ткани 102. Контроллер 106 может иметь связь с датчиком толщины ткани 104. Передача сигналов может осуществляться по проводной и/или беспроводной связи. Контроллер 106 может быть выполнен с возможностью управления работой датчика толщины ткани 104, передатчика 108 и/или источника питания 110. В некоторых вариантах осуществления контроллер 106 может быть выполнен с возможностью выполнения одного или нескольких процессов, обеспечивающих управление модулем анализа толщины ткани 102 и/или концевым зажимом 12.
В некоторых вариантах исполнения контроллер 106 может содержать устройство для идентификации типа картриджа со скобками, расположенной в канале для скоб 22. Картридж со скобками 34 может быть выполнена с возможностью использования в пределах оптимального диапазона толщины ткани, а контроллер 106 может быть выполнен с возможностью определения соответствия/пригодности определенного картриджа со скобками в конкретных условиях. Например, в некоторых вариантах осуществления картридж со скобками 34 может содержать множество длинных скоб, предназначенных для сшивания толстой ткани. Например, в некоторых вариантах осуществления картридж со скобками 34 может содержать множество коротких скоб, предназначенных для сшивания тонкой ткани. Когда оптимальный диапазон толщины ткани для картриджа со скобками 34 требует использования более длинных скоб, при попытке использования картриджа, предназначенной для сшивания тонкой ткани, хирургический инструмент 2 предупреждает хирурга или, например, в некоторых случаях блокируется. Идентификационное устройство может быть выполнено с возможностью определения типа картриджа со скобками, расположенной в канале для скоб 22, обеспечивая установку правильного типа картриджа со скобками 34, соответствующего толщине сшиваемой ткани.
В некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани 102 может содержать радиомодуль 108. Радиомодуль 108 может представлять собой маломощный радиомодуль для двухстороннего обмена данными по беспроводному каналу с использованием протокола беспроводной передачи данных с удаленным устройством, например, приемником, расположенным в рукоятке 6 инструмента 10. В соответствии с различными вариантами осуществления радиомодуль 108 может обмениваться данными удаленным устройством на частоте, при которой обеспечивается прохождение радиосигнала через ткани человека. Для обмена данными между радиомодулем 108 и удаленным устройством может использоваться диапазон частот от 502 до 405 МГц, выделенный для обслуживания медицинских имплантатов (MICS), соответствующий промышленный/научный/медицинский диапазон (ISM), например, с центральной частотой 433 МГц или 915 МГц, диапазон частот Bluetooth 2,4 ГГц либо любой другой диапазон частот, в котором обеспечивается прохождение радиосигнала через ткани человека. В некоторых вариантах осуществления изобретения антенна 112 может иметь связь радиомодулем 108. В некоторых вариантах осуществления изобретения антенна 112 может быть интегрирована в радиомодуль 108.
Модуль анализа толщины ткани 102 может содержать один или несколько источников питания 110 для обеспечения независимого электропитания контроллера 106 или радиомодуля 108. Источник питания 110 может представлять собой соответствующую батарею для подачи энергии на компоненты модуля анализа толщины ткани 102, например, литий-ионную батарею или другую соответствующую батарею. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться несколько элементов питания для обеспечения электропитания компонентов модуля анализа толщины ткани 102.
В некоторых вариантах осуществления сигнал типа картриджа со скобками, генерируемый идентифицирующими средствами, а также сигнал, генерируемый датчиком толщины ткани 104, могут использоваться для определения соответствия ширины ткани, зафиксированной между каналом для скоб 22 и упорной пластиной 24, оптимальному диапазону толщины ткани для картриджа со скобками 34. В некоторых вариантах осуществления контроллер 106 может быть выполнен с возможностью определения соответствия толщины ткани, зафиксированной между каналом для скоб 22 и упорной пластиной 24, оптимальному диапазону. В некоторых вариантах осуществления удаленная система, например, удаленное устройство, расположенное в рукоятке 6 хирургического инструмента 10, может быть выполнено с возможностью выполнения определения или по меньшей мере части такого определения.
На ФИГ. 10 представлена блок-схема одного варианта осуществления модуля анализа толщины ткани 202. В проиллюстрированном варианте осуществления модуль анализа толщины ткани 202 содержит датчик толщины ткани 204, контроллер 206, радиомодуль 208, источник питания 210 и герконовый выключатель 211. Как показано на ФИГ. 10, датчик толщины ткани 204 может иметь связь с контроллером 206. В качестве датчика толщины ткани 204 может использоваться любой подходящий датчик для определения толщины ткани, зафиксированной между каналом для скоб 22 и упорной пластиной 24 хирургического инструмента 10. В некоторых вариантах осуществления датчик толщины ткани 204 может быть выполнен с возможностью обнаружения магнитного поля, генерируемого магнитом 78, расположенным на дистальном конце 80 упорной пластины 24. Напряженность магнитного поля может характеризовать толщину ткани, зафиксированной в концевом зажиме 12. В некоторых вариантах осуществления в качестве датчика толщины ткани 204 может использоваться датчик Холла.
Контроллер 206, показанный на ФИГ. 10, может содержать идентификационное устройство 214 для определения типа картриджа со скобками 34. В качестве идентификационного устройства 214 может использоваться любые соответствующие средства, используемые контроллером 206 для определения типа картриджа для скоб. Например, в некоторых вариантах осуществления идентификационное устройство 214 может содержать устройство памяти. Устройство памяти контроллера 206 может содержать один или несколько твердотельных накопителей постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и/или оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). В различных вариантах осуществления контроллер 206 и устройства памяти могут быть интегрированы в одну интегральную схему (ИС) или могут находиться в разных ИС. Устройства ПЗУ могут представлять собой флеш-память. В устройстве ПЗУ могут храниться данные, характеризующие тип картриджа со скобками 34. Например, в устройстве памяти могут храниться данные с указанием типа картриджа со скобками 34. В некоторых вариантах осуществления в устройстве памяти могут храниться данные, характеризующие оптимальный диапазон толщины ткани для соответствующего типа картриджа со скобками 34.
В некоторых вариантах осуществления идентификационное устройство 214 может содержать первое множество клемм, расположенных на проксимальном конце модуля анализа толщины ткани 102. Второе множество клемм может располагаться на дистальном конце картриджа со скобками 34. Подгруппа первого множества клемм может иметь связь с вторым множеством клемм. Тип картриджа со скобками 34 может определяться подгруппой первого множества клемм, которые имеют связь с вторым множеством клемм. Одна или несколько схем могут быть выполнены с возможностью идентификации подгруппы первого множества клемм, используемых для связи, и передачи сигнала типа картриджа со скобками на контроллер 106 на основании идентифицированной подгруппы.
В различных вариантах осуществления сигнал, сформированный датчиком толщины ткани 204, и сигнал, сформированный идентифицирующим устройством 214, могут использоваться для определения соответствия толщины ткани, зафиксированной в концевом зажиме 12, на основании сигнала толщины ткани, оптимальному диапазону для картриджа со скобками 34, на основании сигнала типа картриджа со скобками. Например, толщина ткани, определяемая сигналом толщины ткани, может быть сравнена с оптимальным диапазоном толщины ткани для картриджа со скобками 34. В некоторых вариантах осуществления контроллер 206 может быть выполнен с возможностью определения соответствия измеренной толщины ткани оптимальному диапазону. Например, контроллер 206 может содержать устройство памяти, выполненное с возможностью хранения информации о типах кассет со скобками и их соответствующих оптимальных диапазонах толщины ткани. Когда модуль анализа толщины ткани 202 переходит в активное состояние, идентифицирующее устройство 214 может подать сигнал типа картриджа со скобками на контроллер 206. Когда ткань зафиксирована в концевом зажиме 12, контроллер 206 может принимать сигнал от датчика толщины ткани 204, показывающий толщину ткани, зафиксированной в концевом зажиме 12. Контроллер 206 может обращаться к устройству памяти и сравнивать сигнал типа картриджа со скобками, сформированный идентифицирующим устройством 214, с типами кассет, хранящимися в памяти. Если установленный тип кассеты со скобками 34 совпадает с типом кассеты, хранящимся в устройстве памяти, контроллер 206 может обратиться к хранящемуся в памяти оптимальному диапазону толщины ткани для данного типа кассеты 34. Контроллер 206 может сравнить хранящийся в памяти оптимальный диапазон толщины ткани для кассеты со скобками 34 с толщиной ткани, определенной датчиком 204, и может сформировать сигнал состояния, показывающий соответствие измеренной толщины ткани оптимальному диапазону для кассеты со скобками 34. Контроллер 206 может передавать сигнал состояния на радиомодуль 208 для передачи. В некоторых вариантах осуществления радиомодуль 208 может передавать сигнал состояния на приемник, расположенный в рукоятке 6 хирургического инструмента 10. В некоторых вариантах осуществления радиомодуль 208 может передавать сигнал состояния на приемник, подключенный к удаленному устройству, например, видеодисплею операционной 80, содержащий приемник 82 или удаленной компьютерной системе 84, содержащей приемник 86 (см. ФИГ. 11).
Картридж со скобками 34 может не распознаваться идентифицирующим устройством 214. В некоторых вариантах осуществления, если идентифицирующее устройство 214 не может распознать тип кассеты 34, вставленный в канал для скоб 22, контроллер 206 может выдать предупреждение хирургу о том, что тип кассеты со скобками не распознан. Предупреждение может быть в любой подходящей форме, например, звуковым, визуальным и/или сенсорным. Предупреждение может сообщать хирургу о том, что картридж со скобками 34 не распознан и что хирург должен соблюдать осторожность при использовании установленной кассеты со скобками 34.
В качестве оптимального диапазона толщины ткани для конкретной кассеты со скобками может использоваться открытый диапазон. Например, в некоторых вариантах исполнения оптимальный диапазон толщины ткани для конкретной кассеты со скобками может включать любую толщину ткани, которая меньше максимальной толщины. В других вариантах исполнения оптимальный диапазон толщины ткани для конкретной кассеты со скобками может включать любую толщину ткани, которая больше минимальной толщины. Например, картридж со скобками может содержать длинные скобы, подходящие для сшивания толстой ткани или тонкой ткани. Оптимальным диапазоном толщины ткани для этой кассеты со скобками может быть любая толщина ткани, которая меньше максимальной толщины ткани для кассеты со скобками.
В некоторых вариантах осуществления может использоваться универсальную картридж со скобками 34, подходящую для сшивания ткани любой толщины. Если идентифицирующее устройство 214 определяет наличие универсальной кассеты со скобками, контроллер 206 может подать сигнал хирургу, сообщая о том, что установленный картридж 34 - это универсальный картридж, и толщина ткани, расположенной между упорной пластиной 24 и кассетой со скобками 34 не влияет на работу хирургического инструмента 2.
Например, картридж со скобками 34 может располагаться рядом с модулем анализа толщины ткани 202. Картридж со скобками 34 и модуль анализа толщины ткани могут вставляться в канал для скоб 22. Идентифицирующее устройство может определять картридж со скобками 34 как картридж, имеющий оптимальный диапазон толщины ткани между первым значением х1 и вторым значением х2. Хирург может фиксировать ткань между упорной пластиной 24 и кассетой со скобками 34. Датчик толщины ткани 204 может формировать сигнал, показывающий, что толщина ткани, зафиксированной между упорной пластиной 24 и кассетой со скобками 34 составляет х. В некоторых вариантах осуществления толщина ткани х может находится в пределах оптимального диапазона от х1 до х2, и модуль анализа толщины ткани 202 может информировать хирурга о том, что толщина ткани х находится в пределах оптимального диапазона.
В некоторых вариантах осуществления толщина ткани х может выходить за пределы оптимального диапазона для кассеты со скобками 34. Например, толщина ткани х может быть меньше минимального значения х1 оптимального диапазона. Хирургический инструмент 2 может выдавать предупреждающий сигнал хирургу о том, что толщина ткани х меньше оптимального диапазона. Хирургический инструмент 2 может позволять осуществлять сшивание ткани, если измеренная толщина ткани х меньше оптимального диапазона. В качестве еще одного примера, толщина ткани х может быть больше верхнего значения х2 оптимального диапазона. Хирургический инструмент 2 может выдавать предупреждение хирургу о том, что толщина ткани х больше оптимального диапазона. В некоторых вариантах осуществления хирургический инструмент 2 может блокировать работу кассеты со скобками 34, если измеренная толщина ткани х больше оптимального диапазона. В некоторых вариантах осуществления хирургический инструмент может сообщать хирургу о необходимости замены кассеты со скобками 34 на картридж, предназначенный для другого диапазона толщины ткани.
В некоторых вариантах осуществления контроллер 206 может быть выполнен с возможностью передачи сигнала толщины ткани и сигнала типа кассеты со скобками на радиомодуль 208 для их дальнейшей передачи на удаленное устройство. Радиомодуль 208 может передавать сигнал толщины ткани и сигнал типа кассеты со скобками на удаленное устройство, расположенное в стороне от концевого зажима 12, например, цепь управления в рукоятке 6 хирургического инструмента 10 или удаленную компьютерную систему 84. Удаленное устройство может быть выполнено с возможностью осуществления сравнения полученного сигнала толщины ткани, полученного сигнала типа кассеты со скобками с известными оптимальными диапазонами толщины ткани. Например, удаленное устройство может быть выполнено с возможностью хранения в памяти известных типов кассет со скобками и оптимальных диапазонов толщины ткани для известных типов кассет. Полученный сигнал типа кассеты может быть сравнен с известными типами кассет. При определении совпадения, полученный сигнал толщины ткани может быть сравнен с оптимальным диапазоном толщины ткани для конкретного типа кассеты со скобками 34. Удаленное устройство может формировать сигнал состояния, показывающий соответствие толщины ткани, измеренной на основании сигнала толщины ткани, оптимальному диапазону для кассеты со скобками 34. Содержимое памяти удаленного устройства может обновляться, например, с помощью подключения к проводной и/или беспроводной сети. В содержимое памяти удаленного устройства могут добавляться новые типы кассет со скобками и оптимальные диапазоны толщины ткани. Кроме того, могут корректироваться оптимальные диапазоны толщины ткани для существующих типов кассет со скобками. При обновлении содержимого памяти удаленного устройства можно добавлять или обновлять типы кассет со скобками без необходимости обновления содержимого памяти модуля анализа толщины ткани 202. В некоторых вариантах осуществления удаленное устройство может получать обновления периодически или обновляться при установке нового или измененного типа кассеты.
В некоторых вариантах осуществления после формирования сигнала состояния контроллером 206 или удаленным устройством этот сигнал может использоваться для управления работой хирургического инструмента 10. Например, сигнал состояния может подаваться на цепь управления приводом в рукоятке 6 хирургического инструмента 10. Цепь управления приводом может быть выполнена с возможностью управления операциями резания и сшивания, выполняемыми хирургическим инструментом 10. Если сигнал состояния показывает, что измеренная толщина ткани находится в пределах оптимального диапазона для кассеты со скобками 34, цепь управления приводом может разрешить выполнение операции резания и сшивания. Если сигнал состояния показывает, что измеренная толщина ткани выходит за пределы оптимального диапазона для кассеты 34, цепь управления приводом может блокировать выполнение операции резания и сшивания и может выдать хирургу предупреждение о том, что толщина ткани выходит за пределы оптимального диапазона.
В некоторых вариантах осуществления сигнал состояния может отображаться для хирурга через устройство обратной связи. Устройство обратной связи может быть расположено на хирургическом инструменте 10 и может быть удаленным устройством, например видеодисплеем операционной 80. Например, в некоторых вариантах осуществления хирургический инструмент 10 может быть оснащен светодиодным индикатором. Светодиодный индикатор может активироваться, когда сигнал состояния показывает, что ткань, зафиксированная в концевом зажиме 12, имеет толщину, находящуюся в пределах оптимального диапазона для кассеты со скобками 34. В качестве еще одного примера, видеодисплей операционной 80 может быть выполнен с возможностью отображения графического представления сигнала состояния, например, отображения индикатора, когда измеренная толщина ткани находится в пределах оптимального диапазона. Специалистам в данной области будет понятно, что любое подходящее устройство обратной связи может использоваться для сигнализации состояния хирургу. В некоторых вариантах осуществления хирургический инструмент 2 может содержать экранное окно. Экранное окно может быть выполнено с возможность отображения представления сигнала состояния или сигнала толщины ткани для хирурга. Экранное окно может использоваться для отображения измеренной толщины ткани и оптимального диапазона толщины ткани для кассеты со скобками 34.
В некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани 102 может быть выполнен с возможностью установки силового ключа. Силовой ключ может быть выполнен с возможностью управления работой модуля анализа толщины ткани 102 перед установкой кассеты со скобками 34 в канал для скоб 22. Например, в некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани 102 может содержать источник питания 110. Источник питания 110 может иметь связь с контроллером 106. Контроллер 106 может определять наличие силового ключа и может поддерживать источник питания 110 и модуль анализа толщины ткани 102 в состоянии пониженного энергопотребления для экономии доступной энергии от источника питания 110.
На ФИГ. 12 представлен один вариант осуществления модуля анализа толщины ткани 302, выполненного с возможностью установки силового ключа 320. Силовой ключ 320 может содержать магнит 378, выполненный с возможностью поддержания датчика толщины ткани 104 в состоянии насыщения, когда силовой ключ 320 расположен рядом с модулем анализа толщины ткани 302 и/или подключен к нему. Контроллер 106 может определять состояние насыщения датчика толщины ткани 104 и может поддерживать модуль анализа толщины ткани 302 в состоянии пониженного энергопотребления, пока датчик толщины ткани 104 находится в состоянии насыщения. Режим пониженного энергопотребления может предполагать режим, в котором различные компоненты модуля анализа толщины ткани 302 не получают питание или в котором не выполняются различные операции модуля анализа толщины ткани 302. Например, в состоянии пониженного энергопотребления от источника питания 110 может отключаться контроллер 106, радиомодуль 108 и/или датчик толщины ткани 104. Когда силовой ключ 320 отключается или убирается в сторону от модуля анализа толщины ткани 302, датчик толщины ткани 104 может перейти в ненасыщенное состояние. Когда контроллер 106 обнаруживает ненасыщенное состояние, он может перевести модуль анализа толщины ткани 302 в активное состояние для работы с хирургическим инструментом 10. Активное состояние может предполагать состояние, в котором все модули и функции датчика анализа толщины ткани 302 обеспечиваются электропитанием и готовы к работе.
В некоторых вариантах осуществления устройство может содержать герконовый выключатель, источник питания и контроллер, имеющий связь с источником питания. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения состояния герконового выключателя. Магнит может быть съемно расположен рядом с устройством. Магнит может быть выполнен с возможностью создания магнитного поля, достаточного для поддержания герконового выключателя в состоянии насыщения. Контроллер может определять состояние насыщения и поддерживать устройство в состоянии пониженного энергопотребления, пока герконовый выключатель находится в состоянии насыщения. Когда магнит отводится от устройства, герконовый выключатель может перейти в ненасыщенное состояние. Контроллер может определять ненасыщенное состояние герконового выключателя и переводить устройство из состояния пониженного энергопотребления в состояние активной мощности.
На ФИГ. 13 представлен один вариант осуществления датчика Холла 402. Датчик Холла 402 содержит элемент Холла 404, усилитель 406 и источник питания 408. Элемент Холла содержит первую входную клемму 410 и вторую входную клемму 412. Первая и вторая входные клеммы 410, 412 выполнены с возможностью получения постоянного входного тока от источника питания 408. При отсутствии магнитного поля входной ток поступает на первую входную клемму 410 и выходит со второй входной клеммы 412 без потери потенциала с обеих сторон элемента Холла 404. При воздействии на элемент Холла 404 магнитного поля, создаваемого, например, магнитом 478, потенциал образуется по сторонам элемента Холла 404 вследствие отклонения электронов, протекающих через элемент Холла 404. Первая выходная клемма 414 и вторая выходная клемма 416 расположены с противоположных сторон элемента Холла 404. Первый и второй выходные клеммы 414, 416 обеспечивают подачу потенциала, вызванного магнитным полем, на усилитель 406. Усилитель 406 повышает потенциал, воздействующий на элемент Холла 404, и выводит усиленное напряжение на выходную клемму 418. Выход усилителя 406 не может превышать предельные значения, установленные источником питания 408. Верхний предел усилителя 406 - это точка насыщения для датчика Холла 402. Точка насыщения может быть выбрана на основании источника питания 408, подключенного к усилителю 406. Поскольку насыщение происходит на усилителе 406, а не на элементе Холла 404, воздействие сильного магнитного поля не повредит датчик Холла 402, но вместо этого переведет его в состояние насыщения. В некоторых вариантах осуществления, к выходу усилителя 406 могут быть добавлены открытый эмиттер, открытый коллектор или двухтактный транзистор.
На ФИГ. 14 представлен один вариант осуществления модуля анализа толщины ткани 502, выполненного с возможностью установки силового ключа 520. Модуль анализа толщины ткани 502 может содержать первую клемму 516 и вторую клемму 518, выполненные с возможностью подключения силового ключа 520. Первая клемма 516 и вторая клемма 518 могут иметь связь с контроллером 106. Силовой ключ 520 может быть выполнен с возможностью создания первого состояния электрической цепи между первой клеммой 516 и второй клеммой 518. Первым состоянием электрической цепи может быть любое соответствующее состояние между первой клеммой 516 и второй клеммой 518, например, разомкнутая цепь, замкнутая цепь, удельное сопротивление, емкость, индуктивность или любое другое подходящее состояния цепи. В некоторых вариантах осуществления контроллер 106 может обнаруживать первое состояние электрической цепи между первой клеммой 516 и второй клеммой 518 и поддерживать модуль анализа толщины ткани 502 в состоянии пониженного энергопотребления. В некоторых вариантах осуществления первое состояние электрической цепи может блокировать подачу питания от источника питания 110 на компоненты модуля анализа толщины ткани 502, например с помощью разомкнутой цепи, и блокировать работу контроллера 106, радиомодуля 108 или других электрических компонентов, пока установлен силовой ключ 520.
В некоторых вариантах осуществления при отключении силового ключа 520 от первой клеммы 516 и второй клеммы 518 может создаваться второе состояние электрической цепи между первой клеммой 516 и второй клеммой 518. Первым состоянием электрической цепи может быть любое соответствующее состояние цепи между первой клеммой 516 и второй клеммой 518, например, разомкнутая цепь или замкнутая цепь. Контроллер 106 может обнаруживать второе состояние электрической цепи и может переводить модуль анализа толщины ткани 502 в состояние активной мощности для работы с хирургическим инструментом 10.
Например, в некоторых вариантах осуществления силовой ключ 520 может быть выполнен с возможностью создания замкнутой цепи между первой клеммой 516 и второй клеммой 518. Контроллер 106 может обнаруживать замыкание цепи между первой клеммой 516 и второй клеммой 518. Контроллер 106 может поддерживать модуль анализа толщины ткани 502 в состоянии пониженного энергопотребления для экономии заряда источника питания 110, пока между первой клеммой 516 и второй клеммой 518 существует замкнутая цепь. Перед установкой кассеты со скобками 34 в канал для скоб 22 силовой ключ 520 можно отключить от модуля анализа толщины ткани 502. Когда силовой ключ 520 отключается от модуля анализа толщины ткани 502, цепь между первой клеммой 516 и второй клеммой 518 может быть разомкнута. Контроллер 106 может обнаруживать разомкнутую цепь между первой клеммой 516 и второй клеммой 518 и может переводить модуль анализа толщины ткани 502 в активное состояние.
В качестве еще одного примера, в некоторых вариантах осуществления силовой ключ 520 может быть выполнен с возможностью поддержания разомкнутой цепи между первой клеммой 516 и второй клеммой 518. Источник питания 110 может быть отключен от контроллера 106 и радиомодуля 108, когда первая клемма 516 и вторая клемма 518 находятся в состоянии разомкнутой цепи. Картридж со скобками 34 может вставляться в канал для скоб 22. Если установлен силовой ключ 520, хирург может его отключить от модуля анализа толщины ткани 502. Когда силовой ключ 520 отключен, цепь между первой клеммой 516 и второй клеммой 518 может быть выполнена с помощью прямого соединения между первой клеммой 516 и второй клеммой 518 или с помощью непрямого соединения, например через картридж со скобками 34, канал для скоб 22 или любую другую подходящую часть концевого зажима 12. Например, первая клемма 516 и вторая клемма 518 могут находится в состоянии замкнутой цепи, когда картридж со скобками 34 установлен в канале для скоб 22 и силовой ключ 520 отключен от модуля анализа толщины ткани 502. Замкнутая цепь между первой клеммой 516 и второй клеммой 518 может соединять источник питания 110 с контроллером 106 и радиомодулем 108, в результате чего модуль анализа толщины ткани 502 переходит в активное состояние для использования с хирургическим инструментом 10.
На ФИГ. 15 представлена блок-схема, показывающая один вариант осуществления способа поддержания модуля анализа толщины ткани 102 в состоянии пониженного энергопотребления. Как показано на ФИГ. 15, на этапе 602 контроллер 106 может обнаруживать силовой ключ 320, 520 кассеты со скобками, съемного расположенный рядом с модулем анализа толщины ткани 102. Контроллер 106 может обнаруживать наличие силового ключа кассеты со скобками, например, ключа 320, 520 с помощью любого подходящего способа, например путем определения состояния цепи или датчика. На этапе 604 контроллер 106 поддерживает модуль анализа толщины ткани 102 в состоянии пониженного энергопотребления, пока силовой ключ расположен рядом с модулем анализа толщины ткани 102 или закреплен на нем. На этапе 606 силовой ключ кассеты со скобками отключается от модуля анализа толщины ткани 102. Контроллер 106 определяет отключение силового ключа кассеты со скобками и переводит модуль анализа толщины ткани 102 из состояния пониженного энергопотребления в активное состояние на этапе 608.
В некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани 302 может содержать датчик толщины ткани 104, выполненный с возможностью обнаружения магнитного поля, например, датчик Холла. Силовой ключ 320 кассеты со скобками может быть расположен рядом с модулем анализа толщины ткани 302 и может содержать магнит 378, выполненный с возможностью установки датчика толщины ткани 104 в состояние насыщения. В некоторых вариантах осуществления на этапе 604 контроллер 106 в модуле анализа толщины ткани 302 может обнаруживать состояние насыщения датчика толщины ткани 104. Контроллер 106 может поддерживать модуль анализа толщины ткани 302 в состоянии пониженного энергопотребления, пока датчик толщины ткани 104 находится в состоянии насыщения. Силовой ключ 320 кассеты со скобками может быть отключен от модуля анализа толщины ткани 302. Датчик толщины ткани 104 может переходить из состояния насыщения в ненасыщенное состояние. Контроллер 106 может определять ненасыщенное состояние датчика толщины ткани 104 и может переводить модуль анализа толщины ткани 302 из состояния пониженного энергопотребления в активное состояние.
В некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани 502 может содержать первую клемму 516 и вторую клемму 518, расположенные на корпусе модуля анализа толщины ткани 502. Первая клемма 516 и вторая клемма 518 могут быть выполнены с возможностью подключения силового ключа 520. Силовой ключ 520 может создавать первое состояние электрической цепи между первой клеммой 516 и второй клеммой 518. Например, первым состоянием электрической цепи может быть разомкнутая цепь или замкнутая цепь. На этапе 604 контроллер 106 может быть выполнен с возможностью определения наличия силового ключа 520 на основании первого состояния электрической цепи. Контроллер 106 может поддерживать модуль анализа толщины ткани 502 в состояния пониженного энергопотребления, пока первая клемма 516 и вторая клемма 518 находятся в первом состоянии электрической цепи. Силовой ключ 520 может быть отключен от модуля анализа толщины ткани 502, чтобы позволить выполнить установку кассеты со скобками 34 в канал для скоб 22. В некоторых вариантах осуществления при отключении силового ключа 520 первая клемма 516 и вторая клемма 518 могут перейти во второе состояние электрической цепи, например в состояние замкнутой цепи или разомкнутой цепи. Контроллер 106 может определять второе состояние электрической цепи и переводить модуль анализа толщины ткани 502 из состояния пониженного энергопотребления в активное состояние.
Хотя различные варианты осуществления модуля анализа толщины ткани, описанные в настоящем документе, содержат беспроводный передатчик и источник питания, предусматриваются другие варианты осуществления. Например, в одном варианте осуществления по меньшей мере один проводник, например, провод может проходить через стержень хирургического инструмента и обеспечивать передачу сигналов и/или электропитания от рукоятки до модуля анализа толщины ткани. В некоторых вариантах осуществления контроллер, источник питания или другие компоненты могут быть расположены в рукоятке и могут подключаться к модулю анализа толщины ткани с помощью проводного соединения.
Хотя различные варианты осуществления модуля анализа толщины ткани, описанного в настоящем документе, расположены дистально по отношению к кассете со скобками, предусматриваются различные другие варианты осуществления, в которых модуль анализа толщины ткани может быть расположен продольно, проксимально и/или дистально по отношению к кассете со скобками. В некоторых вариантах осуществления может использоваться множество модулей анализа толщины ткани. В таких вариантах осуществления микроконтроллер может быть выполнен с возможностью обработки множества сигналов толщины ткани от множества модулей анализа толщины ткани для расчета толщины ткани.
Различные варианты осуществления, описанные в настоящем документе, описаны в контексте скоб, выполненных с возможностью разъемного хранения внутри кассет для скоб для применения с хирургическими сшивающими инструментами. В некоторых обстоятельствах скобы могут включать в себя проволоки, деформирующиеся при контакте с упором хирургического сшивающего инструмента. Такие проволоки могут быть образованы из металла, например, такого как нержавеющая сталь, и/или из любого другого подходящего материала. Такие варианты осуществления и представленные в настоящем документе идеи могут быть применимы к вариантам осуществления, которые включают в себя крепежные элементы, выполненные с возможностью разъемного хранения в картриджах с крепежными элементами для применения с любым подходящим сшивающим хирургическим инструментом.
Различные варианты осуществления, описанные в настоящем документе, описаны в контексте линейных концевых зажимов и/или кассет с линейными крепежными элементами. Такие варианты осуществления и представленных в них идеи могут быть применимы к нелинейным концевым зажимам и/или кассетам с нелинейными крепежными элементами, например, таким как круглые концевые зажимы и/или концевые зажимы определенной формы. Например, различные концевые зажимы, включая нелинейные концевые зажимы, раскрыты в заявке на патент США с сер. № 13/036,647, поданной 28 февраля 2011 г., озаглавленной «ХИРУРГИЧЕСКИЙ СШИВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ», в настоящее время - публикация заявки на патент США № 2011/0226837, которая полностью включена в настоящий документ путем ссылки. Дополнительно, заявка на патент США с сер. № 12/893 461, поданная 29 сентября 2012 г., озаглавленная «КАРТРИДЖ СО СКОБКАМИ», в настоящее время - публикация заявки на патент США № 2012/0074198, которая полностью включена в настоящий документ путем ссылки. Заявка на патент США с сер. № 12/031,873, поданная 15 февраля 2008 г., озаглавленная «КОНЦЕВЫЕ ЗАЖИМЫ ДЛЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО РЕЖУЩЕГО И СШИВАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА», в настоящее время - патент США № 7,980,443, также полностью включена в настоящий документ путем ссылки. Патент США № 8,393,514, озаглавленный «ИЗБИРАТЕЛЬНО ОРИЕНТИРУЕМЫЙ ИМПЛАНТИРУЕМЫЙ КАРТРИДЖ С КРЕПЕЖНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ», выпущенный 12 марта 2013 г., также полностью включен в настоящий документ путем ссылки.
ПРИМЕРЫ
Хирургический концевой зажим для лечения ткани описан в различных вариантах осуществления. Хирургический концевой зажим содержит картридж со скобками. Кассета со скобками содержит проксимальный конец и дистальный конец. Кассета со скобками выполнена с возможностью сшивания ткани скобками в оптимальном диапазоне толщины ткани. Упорная пластина подвижно соединена относительно проксимального конца кассеты со скобками. Модуль анализа толщины ткани расположен рядом с дистальным концом кассеты со скобками. Модуль анализа толщины ткани содержит датчик и контроллер Датчик выполнен с возможностью формирования сигнала, определяющего толщину ткани, расположенной между упорной пластиной и кассетой со скобками. Контроллер имеет связь с датчиком. Контроллер содержит идентифицирующее устройство для определения типа кассеты со скобками. Сигнал типа кассеты со скобками и сигнал толщины ткани используется для определения соответствия толщины ткани оптимальному диапазону.
В некоторых вариантах осуществления упорная пластина содержит магнит. Датчик может быть выполнен с возможностью обнаружения магнитного поля, создаваемого магнитом. В качестве датчика может использоваться датчик Холла. В некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани содержит передатчик, имеющий связь с контроллером. Передатчик может быть выполнен с возможностью передачи сигнала типа кассеты со скобками и сигнала толщины ткани на приемник. Сигнал типа кассеты со скобками и сигнал толщины ткани могут получаться приемником в хирургическом инструменте. Приемник определяет соответствие измеренной толщины ткани оптимальному диапазону.
В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть выполнен с возможностью генерирования сигнала, определяющего соответствие измеренной толщины ткани оптимальному диапазону. Передатчик может быть выполнен с возможностью передачи сигнала. В некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани может содержать по меньшей мере один источник питания, выполненный с возможностью обеспечения контроллера питанием.
В некоторых вариантах осуществления идентифицирующее устройство может содержать устройство памяти, подключенное к контроллеру. Устройство памяти может быть выполнено с возможностью хранения данных о типах кассет со скобками. В некоторых вариантах осуществления идентифицирующее устройство может содержать первое множество клемм, расположенных на модуле анализа толщины ткани, и второе множество клемм, расположенных на дистальном конце кассеты со скобками. Подгруппа первого множества клемм имеет связь с вторым множеством клемм. Тип кассеты со скобками определяется подгруппой первого множества клемм, которые имеют связь с вторым множеством клемм. В некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани может быть выполнен с возможностью установки силового ключа. Модуль анализа толщины ткани может содержать первую клемму и вторую клемму. Первая клемма и вторая клемма могут быть выполнены с возможностью подключения силового ключа, выполненного с возможностью поддержания модуля анализа толщины ткани в состоянии пониженного энергопотребления.
Картридж со скобками, предназначенный для использования с хирургическим сшивающим инструментом, описана в различных вариантах осуществления. Кассета со скобками имеет корпус со скобками, содержащий проксимальный конец и дистальный конец. Множество скоб съемно хранятся в корпусе со скобками. Множество скоб выполнено с возможностью сшивания ткани скобками в оптимальном диапазоне толщины ткани. Модуль анализа толщины ткани расположен рядом с дистальным концом канала для скоб. Модуль анализа толщины ткани содержит датчик и контроллер. Датчик выполнен с возможностью формирования сигнала, определяющего толщину ткани, расположенной между упорной пластиной и кассетой со скобками. Контроллер имеет связь с датчиком. Контроллер содержит идентифицирующее устройство для определения типа кассеты со скобками. Сигнал типа кассеты со скобками и сигнал толщины ткани используются для определения соответствия толщины ткани оптимальному диапазону.
В некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани содержит передатчик, имеющий связь с контроллером, и по меньшей мере один источник питания, выполненный с возможностью обеспечения контроллера и передатчика питанием. Передатчик может быть выполнен с возможностью передачи сигнала типа кассеты со скобками и сигнала толщины ткани. Сигнал типа кассеты со скобками и сигнал толщины ткани могут получаться приемником в хирургическом инструменте. Приемник определяет соответствие толщины ткани оптимальному диапазону. В некоторых вариантах осуществления контроллер выполнен с возможностью генерирования сигнала, определяющего соответствие толщины ткани оптимальному диапазону. Передатчик может быть выполнен с возможностью передачи сигнала.
В некоторых вариантах осуществления идентифицирующее устройство может содержать устройство памяти, имеющее связь с контроллером. Устройство памяти выполнено с возможностью хранения данных о типах кассет со скобками. В некоторых вариантах осуществления идентифицирующее устройство может содержать первое множество клемм, расположенных на модуле анализа толщины ткани, и второе множество клемм, расположенных на дистальном конце кассеты со скобками. Подгруппа первого множества клемм может иметь связь с вторым множеством клемм. Тип кассеты со скобками определяется подгруппой первого множества клемм, которые имеют связь с вторым множеством клемм.
В некоторых вариантах осуществления в качестве датчика может использоваться датчик Холла. В некоторых вариантах осуществления модуль анализа толщины ткани может быть выполнен с возможностью установки съемного силового ключа. Силовой ключ может быть выполнен с возможностью поддержания модуля анализа толщины ткани в состоянии пониженного энергопотребления. Съемный силовой ключ может содержать магнит, выполненный с возможностью поддержания датчика в состоянии насыщения. Состояние пониженного энергопотребления может поддерживаться, пока датчик находится в состоянии насыщения.
Модуль анализа толщины ткани, предназначенный для подключения к хирургической кассете со скобками, выполненный с возможностью сшивания ткани, описан в различных вариантах осуществления. Модуль анализа толщины ткани содержит датчик и контроллер Датчик выполнен с возможностью обнаружения магнитного поля, которое характеризует толщину ткани, зафиксированной напротив кассеты со скобками. Контроллер имеет связь с датчиком. Контроллер содержит идентифицирующее устройство для определения типа кассеты со скобками. Тип кассеты и толщина ткани используются для определения соответствия толщины ткани оптимальному диапазону для хирургической кассеты со скобками. Передатчик имеет связь с контроллером. По меньшей мере один источник питания выполнен с возможностью подачи питания на контроллер и передатчик.
Картридж со скобками, предназначенный для использования с хирургическим сшивающим инструментом, описана в различных вариантах осуществления. Картридж со скобками имеет корпус со скобками, содержащий проксимальный конец и дистальный конец. Модуль анализа толщины ткани подключен к дистальному концу корпуса со скобками. Модуль анализа толщины ткани содержит контроллер и датчик. Силовой ключ съемно расположен относительно модуля анализа толщины ткани. Контроллер выполнен с возможностью обнаружения силового ключа. Когда контроллер обнаруживает силовой ключ, контроллер поддерживает модуль анализа толщины ткани в состоянии пониженного энергопотребления. Когда силовой ключ отключается, контроллер переводит модуль анализа толщины ткани в состояние активной мощности.
В некоторых вариантах осуществления в качестве датчика используется датчик Холла, а силовой ключ содержит магнит. Магнит выполнен с возможностью поддержания датчика Холла в состоянии насыщения, когда силовой ключ расположен относительно модуля анализа толщины ткани. Контроллер определяет состояние насыщения датчика Холла и поддерживает состояние пониженного энергопотребления, пока датчик Холла находится в состоянии насыщения. Когда силовой ключ отключается от модуля анализа толщины ткани, датчик Холла переходит в ненасыщенное состояние. Контроллер обнаруживает ненасыщенное состояние датчика Холла и переводит модуль анализа толщины ткани в активное состояние.
В некоторых вариантах осуществления картридж со скобками содержит первую клемму и вторую клемму. Силовой ключ создает первое состояние электрической цепи между первой клеммой и второй клеммой. Контроллер обнаруживает первое состояние электрической цепи и поддерживает модуль анализа толщин ткани в состоянии пониженного энергопотребления, пока первая клемма и вторая клемма находятся в первом состоянии электрической цепи. Когда силовой ключ отключается от модуля анализа толщины ткани, первая клемма и вторая клемма переходят во второе состояние электрической цепи. Контроллер обнаруживает второе состояние электрической цепи и переводит модуль анализа толщины ткани в активное состояние.
В некоторых вариантах осуществления первым состоянием электрической цепи является замкнутая цепь между первой клеммой и второй клеммой, а вторым состоянием электрической цепи является разомкнутая цепь между первой клеммой и второй клеммой. В некоторых вариантах осуществления первым состоянием электрической цепи является разомкнутая цепь между первой клеммой и второй клеммой, а вторым состоянием электрической цепи является замкнутая цепь между первой клеммой и второй клеммой. Замкнутая цепь между первой клеммой и второй клеммой может быть установлена с помощью соединения между кассетой со скобками и хирургическим сшивающим инструментом, когда картридж со скобками вставлена в него.
Устройство, содержащее датчик Холла, источник питания и контроллер, описано в различных вариантах осуществления. Контроллер выполнен с возможностью получения питания от источника питания. Контроллер выполнен с возможностью поддержания устройства в состоянии пониженного энергопотребления, когда герконовый выключатель находится в состоянии насыщения. Контроллер выполнен с возможностью перевода устройства в активное состояние, когда датчик Холла находится в ненасыщенном состоянии.
Способ управления электропитанием узла кассеты со скобками, оснащенного модулем анализа толщины ткани, описан в различных вариантах осуществления. Способ включает обнаружение, с помощью контроллера, силового ключа, съемно расположенного рядом с модулем анализа толщины ткани. Дополнительный способ включает поддержание, с помощью контроллера, модуля анализа толщины ткани в состоянии пониженного энергопотребления, когда силовой ключ обнаружен. Контроллер переходит в активное состояние, когда силовой ключ отключается от модуля анализа толщины ткани.
В некоторых вариантах осуществления обнаружение силового ключа может включать определение, с помощью контроллера, состояния датчика. Состояние датчика показывает наличие силового ключа, установленного относительно указанного модуля анализа толщины ткани. В качестве датчика может использоваться датчик Холла. Состоянием датчика может быть состояние насыщения. В некоторых вариантах осуществления обнаружение силового ключа может включать определение, с помощью контроллера, первого состояния электрической цепи между первой клеммой и второй клеммой. Первое состояние электрической цепи показывает наличие силового ключа, установленного относительно модуля анализа толщины ткани. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения второго состояния электрической цепи между первой клеммой и второй клеммой. Второе состояние электрической цепи показывает отсутствие силового ключа, установленного относительно модуля анализа толщины ткани.
В некоторых вариантах осуществления первым состоянием электрической цепи может являться замкнутая цепь между первой клеммой и второй клеммой, а вторым состоянием электрической цепи может являться разомкнутая цепь между первой клеммой и второй клеммой. В некоторых вариантах осуществления первым состоянием электрической цепи может являться разомкнутая цепь между первой клеммой и второй клеммой, а вторым состоянием электрической цепи может являться замкнутая цепь между первой клеммой и второй клеммой.
В некоторых вариантах осуществления способ может дополнительно включать установку картриджа со скобками в хирургический сшивающий инструмент. Силовой ключ может быть отключен от модуля анализа толщины ткани. Хирургический сшивающий инструмент может выполнять соединение цепи между первой клеммой и второй клеммой.
Способ управления устройством, содержащим контроллер, источник питания и герконовый выключатель, описан в различных вариантах осуществления. Способ включает определение, с помощью контроллера, состояния насыщения герконового выключателя. Герконовый выключатель поддерживается в состоянии насыщения силовым ключом, расположенным относительно герконового выключателя. Силовой ключ содержит магнит, выполненный с возможностью создания магнитного поля, установки герконового выключателя в состояние насыщения. Способ дополнительно включает поддержание, с помощью контроллера, устройства в заблокированном состоянии, пока герконовый выключатель находится в состоянии насыщения. Заблокированным состоянием устройства является состояние пониженного энергопотребления. Способ дополнительно включает перевод, с помощью контроллера, устройства в незаблокированное состояние, причем этот перевод происходит, когда силовой ключ отключается от герконового выключателя и последний переходит в ненасыщенной состояние. Незаблокированным состоянием устройства является активное состояние.
В настоящем документе описаны различные варианты осуществления хирургических инструментов и роботизированных хирургических систем. Специалистам в данной области будет понятно, что различные варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут использоваться с описанными хирургическими инструментами и роботизированными хирургическими системами. Описания приведены только в качестве примера, и специалистам в данной области будет понятно, что, описанные варианты осуществления не ограничиваются только устройствами, описанными в настоящем документе, и могут использоваться с любым подходящим хирургическим инструментом или роботизированной хирургической системой.
В настоящем описании ссылка на «различные варианты осуществления», «некоторые варианты осуществления», «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретная особенность, конструкция или характеристика, описанная в связи с вариантом осуществления, включена по меньшей мере в один пример варианта осуществления. Таким образом, фразы «в различных вариантах осуществления», «в некоторых вариантах осуществления», «в одном примере варианта осуществления» или «в варианте осуществления», используемые в настоящем описании, необязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, определенные свойства, конструктивные особенности или характеристики, представленные на сопроводительных иллюстрациях или описанные в связи с одним примером варианта осуществления настоящего изобретения, могут комбинироваться, частично или полностью, со свойствами, конструктивными элементами или характеристиками одного или более других вариантов осуществления данного изобретения без ограничений.
Хотя разные варианты осуществления данного изобретения были проиллюстрированы с помощью различных вариантов осуществления, и указанные варианты осуществления были описаны достаточно подробно, заявитель не имеет намерения сократить или иным образом ограничить объем прилагаемой формулы изобретения. Дополнительные преимущества и модификации могут быть очевидными для специалистов в данной области. Например, каждый из описанных вариантов осуществления может использоваться в процедурах эндоскопии, лапароскопии, а также открытых хирургических манипуляциях, не ограничиваясь его целевым использованием.
Должно быть понятно, что по меньшей мере некоторые приведенные здесь рисунки и описания были упрощены для изображения элементов, которые имеют значение для четкого понимания сущности изобретения, в то время как для ясности были удалены другие элементы. Однако специалистам в данной области будет понятно, что эти и другие элементы могут быть желательными.
Хотя были описаны некоторые модификации изобретения, тем не менее, должно быть очевидно, что различные модификации, изменения и адаптации этих вариантов осуществления могут проводиться специалистами в данной области техники с достижением некоторых или всех преимуществ сущности настоящего изобретения. Например, в соответствии с различными вариантами осуществления один компонент может быть заменен множеством компонентов, а множество компонентов могут быть заменены одним компонентом для выполнения заданной функции или функций. Поэтому данная заявка предназначена для охвата всех таких модификаций, изменений и адаптаций без отступления от сущности и объема описываемого изобретения, которое определено в формуле изобретения.
Любой патент, публикация или другой материал описания, который полностью или частично включен в настоящий документ путем ссылки, являются неотъемлемой частью данного документа в той степени, в которой они не противоречат существующим определениям, утверждениям или другим материалам описания, представленным в настоящем описании. Таким образом, в необходимой степени раскрытие, как явно представлено в настоящем документе, имеет преимущество перед любым противоречащим материалом, включенным в настоящий документ путем ссылки. Любой материал или его часть, указанная как включенная в настоящий документ путем ссылки, но противоречащая существующим определениям, положениям или другому материалу описания, представленному в настоящем документе, будет включена в настоящий документ только в той мере, в которой между включенным материалом и существующим материалом описания не возникает противоречий.