CN105534602A - 手术仪器及其开关组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种手术仪器及其开关组件。一种开关组件，其包括：开关壳体、第一开关子组件以及第二开关子组件。第一开关子组件包括轴和触发按钮。轴布置在开关壳体内并且具有近侧端部和远侧端部。轴能够相对于开关壳体绕着至少一个枢转轴线枢转以致动手术仪器的至少一种功能。轴的近侧端部包括磁体。触发按钮非可旋转地连接至轴的远侧端部。第二开关子组件包括安全杆和柱。安全杆在开关壳体内是轴向可移动的。柱延伸通过安全杆，使得安全杆沿着其纵向轴线的移动使柱在发射位置和非发射位置之间移动。

Description

手术仪器及其开关组件
相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2014年10月22日的美国临时专利申请第62/066,996号的利益以及优先权，其整个公开通过引用并入此处。
技术领域
本公开涉及手术仪器。更具体来说，本公开涉及用于和手持式机电手术仪器一起使用以致动手术附件(诸如，末端执行器)的各种功能的开关组件。还描述了手持式机电手术仪器以及用于连接手术末端执行器至手柄组件的接合器组件。
背景技术
许多手柄组件制造商已经开发了具有操作和/或操纵机电手术仪器的专有驱动***的产品线。在许多情况下，机电手术仪器包括可重复使用的手柄组件，以及一次性使用的装载单元和/或单次使用的装载单元，诸如手术末端执行器，所述手术末端执行器在使用之前选择性地连接至手柄组件，然后在使用之后从手柄组件断开，以被处置或者在一些情况下被消毒用于再使用。
手柄组件包括用以致动手术末端执行器的一种或多种功能的各种开关。期望的是，开关的操作是直观的，在设计上是人体工学的，并且能够致动手持式机电手术仪器的各种独立功能。
发明内容
在本公开的一个方案中，提供了用于致动手持式手术仪器的功能的开关组件。开关组件包括：开关壳体、第一开关子组件以及第二开关子组件。开关壳体限定通过其中的通道以及纵向轴线。第一开关子组件包括轴和触发按钮(togglebutton)。轴布置在开关壳体的通道内并且具有近侧端部和远侧端部。所述轴能够相对于开关壳体绕着至少一个枢转轴线枢转以致动手术仪器的至少一种功能。所述轴的近侧端部包括磁体。触发按钮非可旋转地连接至轴的远侧端部。第二开关子组件包括安全杆和柱。安全杆横向于所述纵向轴线延伸通过开关壳体，并且能在开关壳体中轴向移动。安全杆具有第一端和第二端并且在第一端和第二端之间限定纵向轴线。柱横向于安全杆延伸通过安全杆，使得安全杆沿着其纵向轴线的移动使柱在发射位置和非发射位置之间移动。
在一些实施例中，第一开关子组件的轴可以是能够相对于开关壳体绕着另一枢转轴线枢转以致动手术仪器的另一种功能。
可以想到的是，第一开关子组件可以进一步包括外构件和内构件。外构件布置在开关壳体的通道内并且被防止相对于开关壳体向远侧移动。内构件可以非可旋转地布置在外构件内。第一开关子组件的轴可以延伸通过外构件和内构件。外构件和内构件可以在其中限定具有大致球形构造的腔室。轴的近侧端部可以具有布置在球形腔室中的球形部分。
可以想到的是，第一开关子组件可以进一步包括第一键接构件和第二键接构件。第一键接构件可以可旋转地连接至轴的球形部分。第二键接构件可以可旋转地连接至轴的球形部分，使得键接构件抵抗轴绕着由轴限定的纵向轴线的旋转。
在一些方案中，第一开关子组件可以进一步包括枢转构件和偏置构件。所述枢转构件可以具有邻接外构件的凹形面的锥形近侧端。所述偏置构件可以布置在枢转构件的锥形近侧端和触发按钮之间以使触发按钮在通道内居中。
在一些实施例中，第二开关子组件的柱的近侧端可以包括构造为连通手术仪器的霍尔效应传感器的磁体。
可以想到的是，开关组件可以进一步包括第三开关子组件，所述第三开关子组件包括可旋转地布置在开关壳体内以致动手术仪器的至少一种功能的环形开关。
在本公开的另一方案中，提供了手持式手术仪器的手柄组件。手柄组件包括：手柄壳体；多个电动机，其布置在所述手柄壳体内；多个霍尔效应传感器；以及开关组件。霍尔效应传感器布置在手柄壳体内并且连通多个电动机以致动多个电动机中的至少一个电动机。开关组件支撑在手柄壳体上并且包括开关壳体、第一开关子组件以及第二开关子组件。开关壳体限定通过其中的通道以及纵向轴线。第一开关子组件包括轴和触发按钮。轴布置在开关壳体的通道内并且具有近侧端部和远侧端部。近侧端部包括布置成邻近多个霍尔效应传感器中的第一霍尔效应传感器的磁体。所述轴能够相对于开关壳体绕着至少一个枢转轴线枢转以发信号至第一霍尔效应传感器。触发按钮非可旋转地连接至轴的远侧端部。第二开关子组件包括安全杆和柱。安全杆横向于纵向轴线延伸通过开关壳体，并且能在开关壳体中轴向移动。安全杆具有第一端和第二端并且在第一端和第二端之间限定纵向轴线。柱横向于安全杆延伸通过安全杆。柱具有近侧端，所述近侧端包括连通多个霍尔效应传感器中的第二霍尔效应传感器的磁体，使得安全杆沿着其纵向轴线的移动使柱在发射位置和非发射位置之间移动，在发射位置中，多个电动机中的第一电动机能够由第一开关子组件致动；在非发射位置中，防止多个电动机中的第一电动机由第一开关子组件致动。
在一些实施例中，手柄组件可以进一步包括布置在手柄壳体内的印刷电路板。印刷电路板可以具有沿着其安置的多个霍尔效应传感器。电池可以联接至印刷电路板并且电联接至多个电动机。
可以想到的是，手柄组件可以进一步包括电池，所述电池可移除地容纳在手柄壳体内并且电联接至多个电动机。
可以设想的是，电线可以电联接至多个电动机。
在一些方案中，手柄壳体可以包括远侧半段和近侧半段。远侧半段可以具有稳固于其上的开关组件。近侧半段可以可枢转地连接至远侧半段。近侧半段可以使得多个电动机中的至少一部分布置于其中。
在本公开的又一方案中，提供了手持式手术仪器。手术仪器包括手柄组件和接合器组件。手柄组件包括：手柄壳体；多个电动机，其布置在手柄壳体内；多个霍尔效应传感器；以及开关组件。霍尔效应传感器布置在手柄壳体内并且连通多个电动机以致动多个电动机中的至少一个电动机。开关组件支撑在手柄壳体上并且包括开关壳体、第一开关子组件以及第二开关子组件。开关壳体限定通过其中的通道以及纵向轴线。第一开关子组件包括轴和触发按钮。所述轴布置在开关壳体的通道内并且具有近侧端部和远侧端部。近侧端部包括布置成邻近多个霍尔效应传感器中的第一霍尔效应传感器的磁体。所述轴能够相对于开关壳体绕着至少一个枢转轴线枢转以发信号至第一霍尔效应传感器。触发按钮非可旋转地连接至轴的远侧端部。第二开关子组件包括安全杆和柱。安全杆横向于纵向轴线延伸通过开关壳体，并且能在开关壳体中轴向移动。安全杆具有第一端和第二端并且在第一端和第二端之间限定纵向轴线。柱横向于安全杆延伸通过安全杆。柱具有近侧端，所述近侧端包括连通多个霍尔效应传感器中的第二霍尔效应传感器的磁体，使得安全杆沿着其纵向轴线的移动使柱在发射位置和非发射位置之间移动，在发射位置中，多个电动机中的第一电动机能够由第一开关子组件致动；在非发射位置中，防止多个电动机中的第一电动机由第一开关子组件致动。接合器组件包括近侧端和远侧端。近侧端具有多个可旋转轴，所述可旋转轴构造为联接至手柄组件的多个电动机中相应的电动机并且由相应的电动机驱动。远侧端构造为可操作地联接至末端执行器。
附图说明
此处参考附图描述了本公开的实施例，其中：
图1A是根据本公开的实施例的手持式机电手术仪器的立体图，所述手持式机电手术仪器包括：手柄组件、与手柄组件连接的接合器组件以及连接至接合器组件的手术末端执行器；
图1B是图1A的手柄组件的立体图；
图2是沿着图1B的线2-2截取的图示出其内部部件的手柄组件的截面图；
图3是图1B的手柄组件的部件的零件分离的立体图；
图4是图3的手柄组件的内部部件的分解图；
图5是沿着图1B的线5-5截取的图示出手柄组件的三个电动机以及各种内部部件的截面图；
图6是图3的手柄组件的内部部件的立体图，包括多个霍尔效应传感器和电池；
图7A是手柄组件的实施例的立体图，图示出可拆卸电池；
图7B是沿着图7A的线7B-7B截取的手柄组件的截面图；
图8A是具有电源线的手柄组件的实施例的立体图；
图8B是沿着图8A的线8B-8B截取的手柄组件的截面图；
图9A是手持式手术仪器的另一实施例的立体图，图示出其手柄组件处于闭合构造；
图9B是图9A的手柄组件的立体图，图示出手柄组件处于打开构造；
图9C是沿着线9C-9C截取的手柄组件的截面图；
图9D是图9C的手柄组件的放大视图，手柄组件处于半打开构造；
图10是图1A的手柄组件的开关组件的分解图；
图11是图10的开关组件的立体图；
图12是沿着图11的线12-12截取的开关组件的截面图；
图13是图10的开关组件的第一开关子组件的立体图；
图14是图13的第一开关子组件的零件分离的立体图；
图15是沿着图13的线15-15截取的第一开关子组件的截面图；
图16是沿着图15的线16-16截取的第一开关子组件的截面图；
图17是图11的开关组件的顶部剖视图，图示出第二开关子组件；
图18是图10的开关组件的第三开关子组件的立体图；
图19是图11的开关组件的近侧立体图；
图20是图1A的手持式机电手术仪器的接合器组件的立体图；
图21是沿着图20的线21-21截取的接合器组件的放大截面图；以及
图22是图1A的手持式机电手术仪器的手术末端执行器的分解图。
具体实施方式
参考附图详细描述了当前公开的手术仪器的实施例，其包括手柄组件及其开关组件、接合器组件以及手术末端执行器，在若干图中的每一个中，类似附图标记指代相同或者对应元件。正如此处使用的术语“远侧”指的是手术仪器远离用户的部分或者其部件，而术语“近侧”指的是手术仪器靠近用户的部分或者其部件。
根据本公开的实施例，手术仪器总体指代为10，并且呈动力手持式机电手术仪器的形式，构造为用于选择性地联接多个不同的手术末端执行器，例如，手术末端执行器400(图22)。末端执行器可以用于任何类型的手术仪器，包括但不限于手术吻合器、手术切割器、手术吻合-切割器、线性手术吻合器、线性手术吻合-切割器、圆形手术吻合器、圆形手术吻合-切割器、手术施夹器、手术夹结扎器(surgicalclipligator)、手术夹紧设备、血管膨胀设备、腔室膨胀设备、解剖刀以及流体输送设备。每个末端执行器构造为用于由动力手持式机电手术仪器10致动并且操纵。
如图1A和图1B图示的，手持式机电手术仪器10包括构造为用于选择性地连接接合器组件300的手柄组件100，接合器组件300又构造为用于选择性地连接手术附件，诸如，构造为执行各种手术功能的末端执行器400。手柄组件100构造为并且适于致动末端执行器400的各种功能。
参考图2至图5，手柄组件100包括手柄壳体102，手柄壳体102由主体104和大致垂直地从主体104延伸的手柄部分106组成。手柄壳体102的主体104具有安置于其中的多个电动机M1、M2、M3。手柄壳体102包括：联接至多个电动机M1-M3的电动机控制器电路板112；第一和第二无线模块114、116(例如，RF模块)；以及柔性电路118，其将第一和第二无线模块114、116与电动机控制器电路板112相互连接。
第一电动机M1、第二电动机M2和第三电动机M3均电连接(例如，无线连接)至电动机控制器电路板112和电池142。电动机M1-M3布置在第一无线模块114和电动机控制器电路板112之间。每个电动机M1-M3包括从其上延伸出的相应电动机轴120a、120b、120c。每个电动机轴120a-c具有用于传递旋转力或转矩的三叶横截面轮廓。
每个电动机M1-M3都由相应的电动机控制器(未明确示出)控制。电动机控制器布置在电动机控制器电路板112上并且可以是来自Allegro微***公司的A3930/31K电动机驱动器。A3930/31K电动机驱动器设计成控制三相无刷直流(BLDC)电动机，具有N-通道外部功率MOSFET，诸如电动机M1-M3。每个电动机控制器都联接至第二无线模块116，第二无线模块116布置在第一无线模块114上。第二无线模块116还联接至同样布置在第一无线模块114上的内存。第二无线模块116是来自Freescale半导体公司的ARMCortexM4处理器，该处理器包括1024千字节的内部闪存。第二无线模块116通过提供控制逻辑信号(例如，滑行、制动等)的FPGA与电动机控制器通信。然后电动机控制器的控制逻辑使用固定频率脉宽调制(PWM)来输出对应通电信号至它们的相应电动机M1-M3。
参考图3至图5，每个电动机M1-M3都支撑在电动机托架上，诸如，电动机安装板124，使得电动机轴120a-c可旋转地布置在电动机安装板124的相应孔口126a、126b、126c内。电动机安装板124具有盘形构造，并且具有限定在其外周表面中的凹槽128。凹槽128构造为用于在其中接收O形圈130以当组装时在电动机安装板124和手柄壳体102之间形成密封。每个电动机轴120a-c具有密封件，诸如布置在其周围的O形圈密封件132a、132b、132c，以防止电动机安装板124和电动机M1-M3之间的泄漏。
如图3和图5所示的，手柄壳体102包括螺纹安装接头(collar)134，螺纹安装接头134构造为螺纹接合至手柄壳体102的内表面并且邻接安装板124的远侧，使得安装接头134防止电动机安装板124在手柄壳体102内向远侧移动。手柄壳体102进一步包括内壳体135，内壳体135布置在主体102的远侧部分中，邻近安装接头134。内壳体135构造为用于附接接合器组件300的近侧端(见图1A)。
电动机M1-M3的电动机轴120a-c非可旋转地接收在接合器组件300的相应的驱动连接器套筒(未示出)中。电动机轴120a-c通过相应电动机M1-M3的旋转起到的功能为驱动接合器组件300的轴和/或齿轮部件(图1A、20和21)以执行末端执行器400的各种操作。尤其，电动机M1-M3构造为驱动接合器组件300的轴和/或齿轮部件以选择性地致动末端执行器400的功能，例如使末端执行器400相对于接合器组件300进行关节式运动，使末端执行器400绕着由接合器组件300限定的纵向轴线“X”旋转(图1A)，相对于末端执行器400的砧座组件406移动末端执行器400的钉仓组件408，和/或从末端执行器400的钉仓组件408内发射吻合钉。
参考图2、3和6，手柄壳体102的手柄部分106具有安置于其中的多个霍尔效应传感器140a、140b、140c、140d以及电池142。霍尔效应传感器140a-d感测开关组件200的各种开关的磁体的移动(图10)以控制每个电动机M1-M3的操作，以及控制正如下文详细描述的末端执行器400的功能。霍尔效应传感器140a-d连通(例如，经由无线连接)电动机控制器电路板112以发信号至将要致动的电动机M1-M3的电动机控制器电路板112。
霍尔效应传感器140a-d沿着位于手柄壳体102内的印刷电路板144安置。印刷电路板144具有安装于其上的供给电力至电动机M1-M3的电池142。感应器146连接至印刷电路板144，并且构造为无线传递由电池142生成的电力至任何包括电动机M1-M3的手术仪器10的电部件，以驱动末端执行器400的操作。例如，电池142经由感应器146通过直接感应或者磁共振感应(resonantmagneticinduction)传递电力至电动机M1-M3。在一些实施例中，电池142可以使用电线物理地连接至电动机M1-M3。可以想到的是，多于或者少于四个霍尔效应传感器可以支撑在印刷电路板144上。
简略地，参考图7A、7B、8A、8B和9A-9D，提供了手柄组件100的可替换实施例，其可以包括与手柄组件100类似的部件。具体地，如图7A和7B所示，在一个实施例中，类似于手柄组件100的手柄组件100a具有门闩(doorlatch)103a，门闩103a打开用于接收或者移除电池105a，以及关闭以选择性地将电池105a保持在手柄组件100a中。电池105a具有弹簧装载凸起107a，门闩103a连通电池105a的凸起107a。一旦在手柄组件100a中容纳电池105a，电池105a的密封件111a防止湿气传到手柄组件100a的内部。
如图8A和8B所示，在另一实施例中，类似于手柄组件100的手柄组件100b具有联接至电动机M1-M3的电线105b。电线105b构造为连接至电源。这样，在图8A和8B图示的实施例中，电池不需要用于驱动电动机M1-M3的操作。
如图9A至图9D所示，在又一实施例中，类似于手柄组件100的手柄组件100c包括电源组101c以及构造为选择性地容纳并且装入电源组101c的外壳壳体102c。外壳壳体102c包括远侧半段104c和近侧半段106c，近侧半段106c通过铰链108c枢转地连接至远侧半段104c，铰链108c沿着远侧半段104c和近侧半段106c的上边缘定位。当接合时，远侧半段104c以及近侧半段106c在其中限定选择性地安置电源组101c的壳腔室110c。远侧半段104c以及近侧半段106c包括卡合关闭特征112c，用于选择性地稳固半段104c、106c于彼此并且用于将外壳壳体102c维持在关闭状态。
参考图9C和图9D，外壳壳体102c的远侧半段104c限定连接部分114c，连接部分114c构造为一旦接合半段104c、106c时将电动机M1-M3与接合器组件300的驱动轴互连(图1A、20和21)。
参考图10至图19，提供了致动末端执行器400(图22)的功能的开关组件200。此处公开的任何一个手柄组件100、100a、100b、100c可以设置有开关组件200。例如，手柄组件100可以具有支撑在手柄壳体102上的开关组件200。开关组件200包括经由霍尔效应传感器140a-c可操作的机械和/或电连通电动机M1-M3的多个开关子组件210、270、280。这样，当用户致动多个开关子组件210、270、280中的一个时，激活电动机M1-M3中相应的一个，正如下文将详细描述的，电动机M1-M3中所述相应的一个又致动了分配至被致动的开关子组件210、270、280的末端执行器400所执行的功能。
开关组件200包括开关壳体202、第一开关子组件210、第二开关子组件270和第三开关子组件280。开关壳体202容纳在形成于手柄壳体102中的腔室103(图3)中。开关壳体202具有适合于开关子组件210、270、280的手动致动的人体工学设计。开关壳体202限定竖直轴线“Y”，并且限定横向延伸通过其中的第一通道204。第一通道204具有适于保持第一开关子组件210的部件于其中的大致管状构造。
第一开关子组件210构造为致动末端执行器400的至少两种功能，诸如：(i)夹紧/发射以及松开；以及(ii)末端执行器400的关节式运动。第一开关子组件210主要包括连接至轴214的触发按钮212，使得一旦轴214移动，经由触发按钮212的手指致动来致动末端执行器400的功能。
参考图10至图16，第一开关子组件210的轴214布置在开关壳体202的第一通道或者通路204内。轴214具有近侧端部216a和远侧端部216b。磁体218并入或者附接至轴214的近侧端部216a的最近侧端，使得当组装开关组件200与手柄壳体102时，磁体218邻近第一和第二霍尔效应传感器140a、140b(见图2)。轴214的近侧端部216a还具有大致球形或者盘形部分220以利于轴214在开关壳体202的第一通道204内的移动(例如，旋转)，正如以下将更详细描述的。第一突起222a从球形部分220的第一平面表面224a延伸或者突出，第二突起222b从反向于第一平面表面224a的球形部分220的第二平面表面224b延伸或者突出。正如下文更详细描述的，突起222a、222b构造为用于旋转地连接第一开关子组件210的相应键接构件258a、258b。
轴214的远侧端部216b具有与触发按钮212的非圆形容纳部分对应的非圆形截面轮廓，使得轴214的远侧端部216b非可旋转地联接至触发按钮212的近侧。紧固件(诸如螺栓226(图2))将触发按钮212连接至轴214的远侧部分216b。如图11所示，触发按钮212具有新月形构造以使用户的手指能够至少沿着第一轴线和第二轴线移动触发按钮212。
具体参考图13至图16，第一开关子组件210包括外构件228以及非可旋转地布置在外构件228内的内构件230。外构件228能够布置在开关壳体202的第一通道204内。外构件228具有延伸通过其中的大致非均匀的柱形通道。尤其，外构件228限定第一通道232和连通第一通道232的第二通道234。第一通道232具有第一直径，第二通道234具有小于第一通道232的第一直径的第二直径。由于下述原因第二通道234具有大致半球形构造。
外构件228具有在其中限定第一通道232的近侧端部236a以及在其中限定第二通道234的远侧端部236b。外构件228的近侧端部236a在其中限定一对对置的切口238a、238b。切口238a、238b具有大致正方形构造，用于容纳内构件230的凸起252a、252b。
外构件228的远侧端部236b具有一对凸起240a、240b，一对凸起240a、240b在外构件228的相反两侧上从其径向向外延伸。外构件228的凸起240a、240b对准外构件228的近侧端部236a的相应切口238a、238b。凸起240a、240b构造为邻接开关壳体202的阶梯部分208(图12)，阶梯部分208延伸至第一通道204以防止外构件228在第一通道204内向远侧移动。每个凸起240a、240b都在其中限定了与第二通道234和近侧端部236a的相应切口238a、238b连通的凹口242a、242b。凹口242a、242b构造为用于容纳相应的键接构件258a、258b的突起262a、262b。凹口242a、242b具有曲率，如图15所示，对应于相应键接构件258a、258b的突起262a、262b的曲率，以增强相应键接构件258a、258b的突起262a、262b在其中沿如图15中由箭头“A”指示的方向的旋转。
外构件228的远侧端部236b具有凹形外面244，凹形外面244定向在远侧并且构造为接合第一开关子组件210的枢转构件264(图10和图12)。外构件228的外面244具有限定于其中的切口246以允许轴214向远侧延伸通过外构件228。
第一开关子组件210的内构件230具有大致环形形状，并且限定通过其中的通道248。内构件230的通道248具有大致半球形构造。外构件228的第二通道234的半球形构造和内构件230的通道248的半球形构造一起限定具有大致球形构造的腔室250。轴214的球形部分220以及键接构件258a、258b布置在球形腔室250中并且在其中是可旋转的，使得外构件228和内构件230与轴14和键接构件258a、258b形成万向节(或者球窝接头)。
内构件230构造为用于容纳在外构件228的第一通道232内，并且邻接外构件228的远侧端部236b的架状突出物243以防止内构件230相对于外构件228向远侧移动。内构件230包括一对从其中径向向外延伸的对置的凸起252a、252b。当内构件230组装在外构件228内时，内构件230的凸起252a、252b稳固或者布置在外构件230的切口238a、238b内，以防止内构件230相对于外构件228旋转。内构件230的每个凸起252a、252b在其中限定凹口254a、254b，类似于外构件228的凹口242a、242b。内构件230的凹口254a、254b连通内构件230的通道248。内构件230的凹口254a、254b构造为用于容纳相应的键接构件258a、258b的突起262a、262b。内构件230的凹口254a、254b具有曲率，如图15所示，对应于相应键接构件258a、258b的突起262a、262b的曲率，以允许相应的键接构件258a、258b的突起262a、262b的旋转。
如上所述，第一开关子组件210包括键接构件258a、258b，键接构件258a、258b可旋转地连接至轴214的球形部分220的相应突起222a、222b。键接构件258a、258b与突起222a、222b组合，功能为防止轴214在第一通道204内绕着沿着轴214限定的纵向轴线旋转。每个键接构件258a、258b具有大致半球形外表面260a、260b以及从相应半球形外表面260a、260b延伸的突起262a、262b。突起262a、262b包括均具有弓形构造的近侧齿和远侧齿。相应突起262a、262b的近侧齿构造为布置在内构件230的凹口254a、254b中，而相应突起262a、262b的远侧齿构造为布置在外构件228的凹口242a、242b中。结果，外构件228的凹口242a、242b和内构件230的凹口254a、254b抵抗和/或防止键接构件258a、258b沿横向方向在腔室250内移动，这又防止轴214在第一通道204内绕着由轴214限定的纵向轴线旋转。
参考图10和图12，第一开关子组件210进一步包括布置在外构件228和触发按钮212之间的枢转构件264。枢转构件264具有锥形近侧端266。锥形近侧端266邻接或者置于外构件228的凹形外面244内，使得枢转构件264能够相对于外构件228的外面244枢转。偏置构件或者弹簧268布置在锥形近侧端266和触发按钮212之间以朝向触发按钮212与开关壳体202的第一通道204对齐的位置偏置触发按钮212。这样，枢转构件264和偏置构件268一起起作用以维持轴214居中地布置在开关壳体202的第一通道204内。
继续参考图2和图11-16，当组装以及操作第一开关子组件210时，沿上下方向(如图11中的箭头“C”指示的方向)或左右方向(如图11中的箭头“D”指示的方向)之一致动触发按钮212。如图14所示，当触发按钮212在上下方向上移动时，轴214绕着第一枢转轴线“E”旋转或者枢转。当轴214枢转时，布置在轴214的近侧端216a的磁体218相对于第一霍尔效应传感器140a移动，第一霍尔效应传感器140a布置成邻近轴214的近侧端216a，以发信号或者改变由第一霍尔效应传感器140a感测的磁通量的强度。当第一霍尔效应传感器140a感测磁体218的移动时(即，磁通量的改变)，由于轴214绕着第一枢转轴线“E”枢转，第一霍尔效应传感器140a传播消息或者信号至电动机控制器电路板112(图4)以致动第一电动机M1以进行闭合末端执行器400的钳夹构件406、408(即，实施末端执行器400的吻合或者夹紧功能)或者打开末端执行器400的钳夹构件406、408中的一种。
当触发按钮212沿图11中箭头“D”指示的左右方向移动时，轴214绕着如图14所示的第二枢转轴线“F”旋转或者枢转。当轴214枢转时，布置在轴214的近侧端216a的磁体218相对于第二霍尔效应传感器140b移动(图6)，以发信号或者改变由第二霍尔效应传感器140b感测的磁场强度。当第二霍尔效应传感器140b感测磁体218的移动时，由于轴214绕着第二枢转轴线“F”旋转/枢转，第二霍尔效应传感器140b传播消息/信号至电动机控制器电路板112以致动第二电动机M2以使末端执行器400(图22)相对于接合器组件300(图20和图21)进行关节式运动。在一些实施例中，轴214绕着第二枢转轴线“F”旋转/枢转是由第一霍尔效应传感器140a而不是第二霍尔效应传感器140b登记(register)或者感测，这导致第一霍尔效应传感器140a传播消息/信号至电动机控制器电路板112以致动第二电动机M2。
参考图10-12和17，开关组件200包括第二或者安全开关子组件270，其构造为选择性地防止发生末端执行器400的发射(即，当闭合钳夹构件406、408时防止吻合钉从钉仓组件408被射出)。正如此处将更详细描述的，当第二开关子组件270处于非致动或者非发射位置时，第一开关子组件210的致动将不导致末端执行器400的发射；但是，当第二开关子组件270处于致动或者发射位置时，第一开关子组件210的致动可导致末端执行器400的发射。
第二开关子组件270包括纵向安全杆271，纵向安全杆271延伸通过限定在开关壳体202中的第二通道205。第二通道205可滑动地布置在第一通道204上方或者邻近第一通道204，并且横向于开关壳体202的纵向轴线“Y”以及手术仪器10的纵向轴线“X”延伸。安全杆271具有第一端271a和第二端271b，并且限定其间的纵向轴线。第一和第二端271a、271b从开关壳体202突出一段距离，使得安全杆271的第一和第二端271a、271b能够通过用户的手(例如，手指或者拇指)致动。
第二开关子组件270包括横向于安全杆271居中地延伸通过安全杆271的柱272。如下文详细描述的，柱272固定于安全杆271，使得安全杆271沿着其纵向轴线的移动使柱272在发射位置和非发射位置之间移动。柱272的近侧端272a包括磁体273，磁体273构造为连通布置在手柄壳体102的手柄部分106中的第三霍尔效应传感器140c(图2和图6)。
第二开关子组件270进一步包括杆构件274，杆构件274延伸通过柱272的近侧端272a并且平行于安全杆271。杆274固定地稳固至柱272，使得安全杆271的移动导致杆274的移动。杆274具有：第一端274a，其与布置在开关壳体202中的第一薄膜开关(domeswitch)275a连通；以及第二端274b，其与布置在开关壳体202中的第二薄膜开关275b连通。第一偏置构件276a布置在第一薄膜开关275a和柱272的近侧端272a之间，而第二偏置构件276b布置在第二薄膜开关275b和柱272的近侧端272a之间以朝向非发射位置弹性地偏置第二开关子组件270，在非发射位置，杆274的第一和第二端274a、274b未接合薄膜开关275a、275b。当第二开关子组件270在非发射位置以及发射位置之间过渡时，薄膜开关275a、275b向用户提供触觉反馈。在一些实施例中，薄膜开关275a、275b电连接至第一电动机M1，使得第一和第二薄膜开关275a、275b中的一个的致动将致动第一电动机M1或者允许第一电动机M1的致动。
具体参考图17，在第二开关子组件270的组装和操作中，例如，通过用户的手指致动第二开关子组件270的安全杆271的第一或者第二端271a、271b，以在开关壳体202的第二通道205内平移安全杆271。经由安全杆271和柱272之间的固定接合，安全杆271的平移导致柱272的平移。当柱272在开关壳体202内平移时，柱272的磁体273相对于第三霍尔效应传感器140c移动以发信号或者改变由第三霍尔效应传感器140c感测的磁场强度。当感测磁体273的移动时，第三霍尔效应传感器140c传播信号至处理器(未示出)，使能够或者不能够操作第一电动机M1。当能够操作第一电动机M1时，经由在发射位置中的第二开关子组件270，第一开关子组件210的致动导致末端执行器400的发射。如果第一开关子组件210被致动而不首先或者同时致动第二开关子组件270的情况下，第一电动机M1将不起作用，将也不发生末端执行器400的发射。
在一些实施例中，当第二开关子组件270在非发射位置中时，第一电动机M1可以继续引起末端执行器400的钳夹构件的闭合或者打开，而不导致从末端执行器400射出吻合钉。在一些实施例中，手柄组件100可以构造为使得第二开关子组件270的致动可以去激活第一、第二和/或第三电动机M1-M3。
参考图10、图18和图19，开关组件200进一步包括第三开关子组件280，其构造为当致动第三开关子组件280时使末端执行器400绕着纵向轴线“X”旋转。第三开关子组件280包括可旋转地布置在开关壳体202内的环形开关，诸如，轮或者刻度盘282。轮282具有一对从开关壳体202突出的对置的横向致动器284a、284b。轮282在其中限定通道286用于可旋转地布置第一开关子组件210的外构件228和内构件230。轮282相对于第一开关子组件210的部件是可旋转的。磁体288布置在轮282内，例如，布置在轮282的底部部分中。磁体288布置成当组装开关组件200和手柄壳体102时邻近第四霍尔效应传感器140d(图2和图6)。第三开关子组件280包括捕获在开关壳体202和轮282之间的一对偏置构件290a、290b以朝向非致动位置弹性地偏置轮282。
在第三开关子组件280的组装以及操作时，经由通过例如用户的手致动横向致动器284a、284b，使轮282相对于开关壳体202旋转。轮282的旋转将第三开关子组件280的磁体288移离手术仪器10的第四霍尔效应传感器140d(图2和图6)以发信号或者改变由第四霍尔效应传感器140d感测的磁场强度。当感测磁体288的移动时，第四霍尔效应传感器140d传播信号至电动机控制器电路板112以致动第三电动机M3以旋转末端执行器400。
在一些实施例中，开关组件200的开关子组件210、270、280可以分配成致动将由各种手术末端执行器执行的各种功能。可以想到的是，开关子组件210、270、280能够是各种构造，诸如构造为开关、摇杆、瓣状物(flap)、闩锁(latch)、操作杆、刻度盘、按钮或者触摸屏。
参考图20和图21，接合器组件300构造为将电动机M1-M3的任一电动机轴120a-c的旋转转换为末端执行器400的部件的致动。接合器组件300包括近侧端，诸如外旋钮壳体302以及从旋钮壳体302的远侧端延伸出的外管306。旋钮壳体302和外管306构造为并且定尺寸为收纳接合器组件300的部件。外管306定尺寸为用于内窥镜***，尤其，外管306可穿过典型的套管针端口、插管等。旋钮壳体302定尺寸为不进入套管针端口、插管等。旋钮壳体302构造为并且适于连接至手柄组件100的手柄壳体102的内壳体135(图3)。
接合器组件300在其中包括第一可旋转近侧驱动轴312、第二可旋转近侧驱动轴314以及第三可旋转近侧驱动轴316。每个近侧驱动轴312、314、316功能为旋转接收构件以从手柄组件100的相应电动机轴120a-c接收旋转力。驱动轴312、314、316是相应的力/旋转传递/转换组件的部件，每个部件都布置在外管306内。每个力/旋转传递/转换组件构造为并且适于在传递手柄组件100的第一、第二和第三电动机轴120a-c的旋转速度/力至末端执行器400之前传递/转换这种旋转速度/力(例如，增大或者减小)。
具体地，接合器组件300包括分别布置在外管306内的第一、第二和第三力/旋转传递/转换组件。每个力/旋转传递/转换组件构造为并且适于将手柄组件100的第一、第二和第三电动机轴120a-c的旋转传递或者转换为接合器组件300的关节式运动杆320的轴向平移，以实现末端执行器400的关节式运动；转换为接合器组件300的齿圈322的旋转，以实现接合器组件300的旋转，这又将实现末端执行器400的旋转；或者转换为接合器组件300的远侧驱动构件324的轴向平移以实现末端执行器400的闭合、打开以及发射。
如图1A和图22图示，末端执行器400构造为联接至接合器组件300的外管306的远侧端308。末端执行器400包括近侧主体部分402和工具组件404。近侧主体部分402可释放地附接至接合器组件300的远侧端308，而工具组件404枢转地附接至末端执行器400的近侧主体部分402的远侧端。近侧主体部分402构造为相对于接合器组件300的远侧端308进行关节式运动。工具组件404包括砧座组件406和钉仓组件408。钉仓组件408相对于砧座组件406枢转，并且能够在打开或者松开位置以及用于***套管针的插管的闭合或者夹紧位置之间移动。
如图1A和图22所示，为了详细讨论手术末端执行器400的构造和操作，可以参考提交于2009年8月31日的名称为“TOOLASSEMBLYFORASURGICALSTAPLINGDEVICE(用于手术吻合设备的工具组件)”的美国专利第7,819,896号。
在操作中，为了打开或者闭合/发射末端执行器400，在上下方向上移动第一开关子组件210的触发按钮212。如上所述，布置在轴214的近侧端216a中的磁体218相对于第一霍尔效应传感器140a移动，以发信号至霍尔效应传感器140a。第一霍尔效应传感器140a引起第一电动机M1致动接合器组件300的第一驱动转换/传递组件，这又引起末端执行器400的钳夹构件406、408打开/闭合和/或发射吻合钉至组织中。
为了使末端执行器400进行关节式运动，在左右方向上移动触发按钮212。如上所述，布置在轴214的近侧端216a中的磁体218相对于第二霍尔效应传感器140b移动，以发信号至霍尔效应传感器140。当第二霍尔效应传感器140b感测磁体218的移动时，霍尔效应传感器140b引起第二电动机M2致动接合器组件300的第二驱动转换/传递组件，这又引起末端执行器400的近侧主体部分402相对于接合器组件300进行关节式运动(即，枢转)。
为了绕着纵向轴线“X”实施末端执行器400的旋转，第三开关子组件280的轮282经由横向致动器284a、284b的致动相对于开关壳体202旋转。如上所述，轮282的旋转将第三开关子组件280的磁体288移离手术仪器10的第四霍尔效应传感器140d以发信号至第四霍尔效应传感器140d。当感测磁体288的移动时，第四霍尔效应传感器140d引起第三电动机M3致动接合器组件300的第三旋转转换/传递组件，从而引起接合器组件300的外旋钮壳体302旋转。当外旋钮壳体302旋转时，引起外管306绕着纵向轴线“X”旋转。当外管306旋转时，还引起连接至接合器组件300的远侧端308的末端执行器400绕着纵向轴线“X”旋转。
考虑到强度、耐久性、耐磨损性、重量、耐腐蚀性、易于制造、制造成本等，此处描述的任何部件都可以由金属、塑料、树脂、复合材料等制备。
应该理解的是，可以对当前公开的包括开关组件的手术仪器的实施例做出各种修改。因此，上文的描述不应该视为限制性的，而仅仅是作为实施例的范例。本领域技术人员将想到在本公开范围和精神内的其他修改。

Claims (25)

1.一种用于致动手持式手术仪器的功能的开关组件，包括：
开关壳体，其限定通过其中的通道，所述开关壳体限定纵向轴线；
第一开关子组件，其包括：
轴，其布置在所述开关壳体的所述通道内并且具有近侧端部和远侧端部，所述轴能够相对于所述开关壳体绕着至少一个枢转轴线枢转以致动手术仪器的至少一种功能，所述轴的所述近侧端部包括磁体；以及
触发按钮，其非可旋转地连接至所述轴的所述远侧端部；以及
第二开关子组件，其包括：
安全杆，其横向于所述纵向轴线延伸通过所述开关壳体，并且能在所述开关壳体中轴向移动，所述安全杆具有第一端和第二端并且在第一端和第二端之间限定纵向轴线；以及
柱，其横向于安全杆延伸通过所述安全杆，使得所述安全杆沿着其纵向轴线的移动使所述柱在发射位置和非发射位置之间移动。
2.根据权利要求1所述的开关组件，其中，所述第一开关子组件的所述轴能够相对于所述开关壳体绕着另一枢转轴线枢转以致动手术仪器的另一种功能。
3.根据权利要求1所述的开关组件，其中，所述第一开关子组件进一步包括：
外构件，其布置在所述开关壳体的所述通道内，所述外构件被防止相对于所述开关壳体向远侧移动；以及
内构件，其非可旋转地布置在所述外构件内，所述第一开关子组件的轴延伸通过所述外构件和内构件，所述外构件和内构件在其中限定具有大致球形构造的腔室，其中，所述轴的近侧端部具有布置在球形腔室中的球形部分。
4.根据权利要求3所述的开关组件，其中，所述第一开关子组件进一步包括：
第一键接构件，其可旋转地连接至所述轴的球形部分；以及
第二键接构件，其可旋转地连接至所述轴的球形部分，使得所述键接构件抵抗所述轴绕着由所述轴限定的纵向轴线的旋转。
5.根据权利要求3所述的开关组件，其中，所述第一开关子组件进一步包括：
枢转构件，其具有邻接所述外构件的凹形面的锥形近侧端；以及
偏置构件，其布置在所述枢转构件的锥形近侧端和所述触发按钮之间以使所述触发按钮在所述通道内居中。
6.根据权利要求1所述的开关组件，其中，所述第二开关子组件的柱的近侧端包括构造为连通手术仪器的霍尔效应传感器的磁体。
7.根据权利要求1所述的开关组件，进一步包括第三开关子组件，所述第三开关子组件包括可旋转地布置在所述开关壳体内以致动手术仪器的至少一种功能的环形开关。
8.一种手持式手术仪器的手柄组件，包括：
手柄壳体；
多个电动机，其布置在所述手柄壳体内；
多个霍尔效应传感器，其布置在所述手柄壳体内并且与所述多个电动机连通以致动所述多个电动机中的至少一个电动机；以及
开关组件，其支撑在所述手柄壳体上并且包括：
开关壳体，其限定通过其中的通道，所述开关壳体限定纵向轴线；
第一开关子组件，包括：
轴，其布置在所述开关壳体的所述通道内并且具有近侧端部和远侧端部，所述近侧端部包括布置成邻近所述多个霍尔效应传感器中的第一霍尔效应传感器的磁体，所述轴能够相对于所述开关壳体绕着至少一个枢转轴线枢转以发信号至所述第一霍尔效应传感器；以及
触发按钮，其非可旋转地连接至所述轴的所述远侧端部；以及
第二开关子组件，包括：
安全杆，其横向于纵向轴线延伸通过所述开关壳体，并且能在所述开关壳体中轴向移动，所述安全杆具有第一端和第二端并且在第一端和第二端之间限定纵向轴线；以及
柱，其横向于所述安全杆延伸通过所述安全杆，所述柱具有近侧端，所述近侧端包括与所述多个霍尔效应传感器中的第二霍尔效应传感器连通的磁体，使得所述安全杆沿着其纵向轴线的移动使所述柱在发射位置和非发射位置之间移动，在所述发射位置，所述多个电动机中的第一电动机能够由所述第一开关子组件致动；在所述非发射位置，防止所述多个电动机中的所述第一电动机由所述第一开关子组件致动。
9.根据权利要求8所述的手柄组件，其中，所述第一开关子组件的轴能够相对于所述开关壳体绕着另一枢转轴线枢转以发信号至所述多个霍尔效应传感器中的另一个霍尔效应传感器以致动手术仪器的另一种功能。
10.根据权利要求8所述的手柄组件，其中，所述开关组件的所述第一开关子组件进一步包括：
外构件，其布置在所述开关壳体的所述通道内，防止所述外构件相对于所述开关壳体向远侧移动；以及
内构件，其非可旋转地布置在所述外构件内，所述第一开关子组件的轴延伸通过所述外构件和内构件，所述外构件和内构件在其中限定具有大致球形构造的腔室，其中，所述轴的近侧端部具有布置在球形腔室中的球形部分。
11.根据权利要求10所述的手柄组件，其中，所述开关组件的所述第一开关子组件进一步包括：
第一键接构件，其可旋转地连接至所述轴的球形部分；以及
第二键接构件，其可旋转地连接至所述轴的球形部分，使得所述键接构件抵抗所述轴绕着由所述轴限定的纵向轴线的旋转。
12.根据权利要求10所述的手柄组件，其中，所述开关组件的所述第一开关子组件进一步包括：
枢转构件，其具有邻接所述外构件的凹形面的锥形近侧端；以及
偏置构件，其布置在所述枢转构件的锥形近侧端和所述触发按钮之间以使所述触发按钮在所述通道内居中。
13.根据权利要求10所述的手柄组件，其中，所述开关组件进一步包括第三开关子组件，所述第三开关子组件包括可旋转地布置在所述开关壳体内的环形开关，所述环形开关具有与所述多个霍尔效应传感器中的第三霍尔效应传感器连通的磁体以致动所述多个电动机中的第二电动机。
14.根据权利要求10所述的手柄组件，进一步包括印刷电路板，所述印刷电路板布置在所述手柄壳体内并且具有沿着其安置的所述多个霍尔效应传感器。
15.根据权利要求14所述的手柄组件，进一步包括联接至所述印刷电路板并且电联接至所述多个电动机的电池。
16.根据权利要求14所述的手柄组件，进一步包括电池，所述电池可移除地容纳在所述手柄壳体内并且电联接至所述多个电动机。
17.根据权利要求14所述的手柄组件，进一步包括电联接至所述多个电动机的电线。
18.根据权利要求8所述的手柄组件，其中，所述手柄壳体包括：
远侧半段，所述开关组件稳固至其上；以及
近侧半段，其枢转地连接至所述远侧半段，其中所述近侧半段使得所述多个电动机中的至少一部分布置于其中。
19.一种手持式手术仪器，包括：
手柄组件，其包括：
手柄壳体；
多个电动机，其布置在所述手柄壳体内；
多个霍尔效应传感器，其布置在所述手柄壳体内并且与所述多个电动机连通以致动所述多个电动机中的至少一个电动机；以及
开关组件，其支撑在所述手柄壳体上并且包括：
开关壳体，其限定通过其中的通道，所述开关壳体限定纵向轴线；
第一开关子组件，包括：
轴，其布置在所述开关壳体的所述通道内并且具有近侧端部和远侧端部，所述近侧端部包括布置成邻近所述多个霍尔效应传感器中的第一霍尔效应传感器的磁体，所述轴能够相对于所述开关壳体绕着至少一个枢转轴线枢转以发信号至所述第一霍尔效应传感器；以及
触发按钮，其非可旋转地连接至所述轴的所述远侧端部；以及
第二开关子组件，包括：
安全杆，其横向于纵向轴线延伸通过所述开关壳体，并且能在所述开关壳体中轴向移动，所述安全杆具有第一端和第二端并且在第一端和第二端之间限定纵向轴线；以及
柱，其横向于所述安全杆延伸通过所述安全杆，所述柱具有近侧端，所述近侧端包括与所述多个霍尔效应传感器中的第二霍尔效应传感器连通的磁体，使得所述安全杆沿着其纵向轴线的移动使所述柱在发射位置和非发射位置之间移动，在所述发射位置，所述多个电动机中的第一电动机能够由所述第一开关子组件致动；在所述非发射位置，所述第一电动机被防止由所述第一开关子组件致动；以及
接合器组件，包括：
近侧端，其具有多个可旋转轴，所述可旋转轴构造为联接至所述手柄组件的所述多个电动机中相应的电动机并且由所述相应的电动机驱动；以及
远侧端，其构造为可操作地联接至末端执行器。
20.根据权利要求19所述的手术仪器，其中，所述开关组件的所述第一开关子组件进一步包括：
外构件，其布置在所述开关壳体的通道内，所述外构件被防止相对于所述开关壳体向远侧移动；以及
内构件，其非可旋转地布置在所述外构件内，所述第一开关子组件的轴延伸通过所述外构件和内构件，所述外构件和内构件在其中限定具有大致球形构造的腔室，其中，所述第二开关子组件的近侧端部具有布置在球形腔室中的球形部分。
21.根据权利要求20所述的手术仪器，其中，所述开关组件的所述第一开关子组件进一步包括：
第一键接构件，其可旋转地连接至所述轴的球形部分；以及
第二键接构件，其可旋转地连接至所述轴的球形部分，使得所述键接构件抵抗所述轴绕着由所述轴限定的纵向轴线的旋转。
22.根据权利要求20所述的手术仪器，其中，所述开关组件的所述第一开关子组件进一步包括：
枢转构件，其具有邻接外构件的凹形面的锥形近侧端；以及
偏置构件，其布置在所述枢转构件的所述锥形近侧端和所述触发按钮之间以使所述触发按钮在所述通道内居中。
23.根据权利要求19所述的手术仪器，其中，所述开关组件进一步包括第三开关子组件，所述第三开关子组件包括可旋转地布置在所述开关壳体内的环形开关，所述环形开关具有与所述多个霍尔效应传感器中的第三霍尔效应传感器连通的磁体以致动所述多个电动机中的第二电动机。
24.根据权利要求23所述的手术仪器，其中，所述第一开关子组件的轴能够相对于所述开关壳体绕着所述另一枢转轴线枢转以发信号至所述多个霍尔效应传感器中的另一个霍尔效应传感器以移动所述末端执行器。
25.根据权利要求19所述的手术仪器，进一步包括印刷电路板，所述印刷电路板布置在所述手柄壳体内并且具有沿着其安置的所述多个霍尔效应传感器。
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