CN107530103B - 配备具有多个锁定位置的关节运动接头的超声外科器械 - Google Patents
配备具有多个锁定位置的关节运动接头的超声外科器械 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种设备,所述设备包括主体组件、轴、声学波导、关节运动节段、端部执行器、关节运动驱动组件和锁定特征结构。所述轴从所述主体组件朝远侧延伸。所述波导包括柔性部分。所述关节运动驱动组件能够操作以驱动所述关节运动节段进行关节运动,从而使所述端部执行器从所述轴的所述纵向轴线偏转。所述关节运动驱动组件包括致动器。所述致动器能够相对于所述主体组件运动以驱动所述关节运动节段进行关节运动。所述锁定特征结构与所述致动器连通。所述锁定特征结构能够在解锁状态和锁定状态之间运动。所述锁定特征结构被构造成能够在所述解锁状态允许所述致动器相对于所述主体组件运动。所述锁定特征结构被构造成能够在所述锁定状态防止所述致动器相对于所述主体组件运动。
Description
背景技术
多种外科器械包括具有刀元件的端部执行器,所述刀元件以超声频率振动以切割和/或密封组织(例如,通过使组织细胞中的蛋白质变性)。这些器械包括将电力转换成超声振动的压电元件,所述超声振动沿着声学波导传送到刀元件。可通过外科医生的技术以及对功率电平、刀刃、组织牵引力和刀压力的调节来控制切割和凝固的精度。
超声外科器械的示例包括HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀以及HARMONIC超声刀,上述全部器械均得自Ethicon Endo-Surgery,Inc.of Cincinnati,Ohio。此类装置和相关概念的另一些示例公开于以下专利中:于1994年6月21日公布的名称为“Clamp Coagulator/Cutting Systemfor Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利5,322,055,其公开内容以引用方式并入本文;1999年2月23日公布的名称为“Ultrasonic Clamp Coagulator ApparatusHaving Improved Clamp Mechanism”的美国专利5,873,873,其公开内容以引用方式并入本文;1997年10月10日提交的名称为“Ultrasonic Clamp Coagulator Apparatus HavingImproved Clamp Arm Pivot Mount”的美国专利5,980,510,其公开内容以引用方式并入本文;2001年12月4日公布的名称为“Blades with Functional Balance Asymmetries foruse with Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利6,325,811,其公开内容以引用方式并入本文;2004年8月10日公布的名称为“Blades with Functional BalanceAsymmetries for Use with Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利6,773,444,其公开内容以引用方式并入本文;以及2004年8月31日公布的名称为“Robotic SurgicalTool with Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument”的美国专利6,783,524,其公开内容以引用方式并入本文。
超声外科器械的其它示例公开于下列专利中:2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad for Use with an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利公布2006/0079874,其公开内容以引用方式并入本文;2007年8月16日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”的美国专利公布2007/0191713,其公开内容以引用方式并入本文;2007年12月6日公布的名称为“Ultrasonic Waveguide andBlade”的美国专利公布2007/0282333,其公开内容以引用方式并入本文;2008年8月21日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”的美国专利公布2008/0200940,其公开内容以引用方式并入本文;2009年4月23日公布的名称为“ErgonomicSurgical Instruments”的美国公布2009/0105750,其公开内容以引用方式并入本文;2010年3月18日公布的名称为“Ultrasonic Device for Fingertip Control”的美国公布2010/0069940,其公开内容以引用方式并入本文;以及2011年1月20日公布的名称为“RotatingTransducer Mount for Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利公布2011/0015660,其公开内容以引用方式并入本文;以及2012年2月2日公布的名称为“UltrasonicSurgical Instrument Blades”的美国专利公布2012/0029546,其公开内容以引用方式并入本文。
一些超声外科器械可包括无线换能器,例如公开于下列美国专利中的无线换能器:2012年5月10日公布的名称为“Recharge System for Medical Devices”的美国专利公布2012/0112687,其公开内容以引用方式并入本文;2012年5月10日公布的名称为“Surgical Instrument with Charging Devices”的美国专利公布2012/0116265,其公开内容以引用方式并入本文;和/或2010年11月5日提交的名称为“Energy-Based SurgicalInstruments”的美国专利申请61/410,603,其公开内容以引用方式并入本文。
另外,一些超声外科器械可包括关节运动轴部分和/或可弯曲超声波导。此类超声外科器械的示例公开于以下专利中:1999年4月27日公布的名称为“ArticulatingUltrasonic Surgical Instrument”的美国专利5,897,523,其公开内容以引用方式并入本文;1999年11月23日公布的名称为“Ultrasonic Polyp Snare”的美国专利5,989,264,其公开内容以引用方式并入本文;2000年5月16日公布的名称为“Articulable UltrasonicSurgical Apparatus”的美国专利6,063,098,其公开内容以引用方式并入本文;2000年7月18日公布的名称为“Articulating Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利6,090,120,其公开内容以引用方式并入本文;2002年9月24日公布的名称为“ActuationMechanism for Surgical Instruments”的美国专利6,454,782,其公开内容以引用方式并入本文;2003年7月8日公布的名称为“Articulating Ultrasonic Surgical Shears”的美国专利6,589,200,其公开内容以引用方式并入本文;2004年6月22日公布的名称为“Methodand Waveguides for Changing the Direction of Longitudinal Vibrations”的美国专利6,752,815,其公开内容以引用方式并入本文;2006年11月14日公布的标题为“Articulating Ultrasonic Surgical Shears”的美国专利7,135,030;2009年11月24日公布的名称为“Ultrasound Medical Instrument Having a Medical Ultrasonic Blade”的美国专利7,621,930,其公开内容以引用方式并入本文;2014年1月2日公布的名称为“Surgical Instruments with Articulating Shafts”的美国专利公布2014/0005701,其公开内容以引用方式并入本文;2014年1月2日公布的名称为“Surgical Instruments withArticulating Shafts”的美国专利公布2014/005703,其公开内容以引用方式并入本文;2014年4月24日公布的名称为“Flexible Harmonic Waveguides/Blades for SurgicalInstruments”的美国专利公布2014/0114334,其公开内容以引用方式并入本文;2015年3月19日公布的名称为“Articulation Features for Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利公布2015/0080924,其公开内容以引用方式并入本文;以及2014年4月22日提交的名称为“Ultrasonic Surgical Device with Articulating End Effector”的美国专利申请14/258,179,其公开内容以引用方式并入本文。
虽然已经制造和使用了若干外科器械和***,但据信在本发明人之前还无人制造或使用所附权利要求书中描述的本发明。
附图说明
虽然本说明书以具体地指出且明确地声明这种技术的权利要求书作出结论,但据信通过下面结合附图描述的某些示例将更好地理解这种技术,其中类似的附图标号指示相同的元件,并且其中:
图1示出了示例性超声外科器械的侧正视图;
图2示出了图1的外科器械的轴组件的关节运动节段和端部执行器的透视图;
图3示出了图2的轴组件的关节运动节段的分解透视图;
图4示出了图2的轴组件和端部执行器的横截面侧视图;
图5示出了图2的轴组件和端部执行器的顶部平面图;
图6A示出了处于直线构型的图2的轴组件和端部执行器的顶部剖视图;
图6B示出了处于关节运动构型的图2的轴组件和端部执行器的顶部剖视图;
图7示出了图2的轴组件和端部执行器的局部分解透视图;
图8示出了图2的轴组件的远侧衬圈和驱动缆线的透视图;
图9示出了图1的器械的关节运动控制组件的局部分解透视图;
图10A示出了图2的端部执行器和轴组件远侧部分的侧正视图,其中端部执行器的夹持臂处于闭合位置,并且其中外部护套以横截面示出以露出外部护套内的部件;
图10B示出了图10A的轴组件和端部执行器的侧正视图,其中夹持臂移动至部分打开位置;
图10C示出了图10A的轴组件和端部执行器的侧正视图,其中夹持臂移动至完全打开位置;
图11示出了可结合到图1的器械中的示例性另选关节运动控制组件的透视图,其中锁定特征结构处于锁定构型;
图12A示出了图11的关节运动控制组件的顶部平面图,其中锁定特征结构处于锁定构型;
图12B示出了图11的关节运动控制组件的顶部平面图,其中锁定特征结构处于解锁构型;
图13示出了可结合到图1的器械中的另一示例性另选关节运动控制组件的侧正视图,其中锁定特征结构处于锁定构型;
图13A示出了处于锁定构型的图13关节运动控制组件的锁定特征结构的详细侧正视图,其中外壳部分以横截面示出;
图13B示出了处于解锁构型的图13关节运动控制组件的锁定特征结构的详细侧正视图,其中外壳部分以横截面示出;
图14示出了沿图13的线14-14截取的图13关节运动控制组件的旋钮的底部剖视图;
图15A示出了可结合到图1的器械中的又一示例性另选关节运动控制组件的侧正视图,其中锁定特征结构处于锁定构型;
图15B示出了图15A的关节运动控制组件的侧正视图,其中锁定特征结构处于解锁构型;
图16示出了图15A的关节运动控制组件的旋钮的底部平面图;
图17示出了图15A的关节运动控制组件的外壳的顶部平面图;
图18示出了可结合到图1的器械中的又一示例性另选关节运动控制组件的顶部正视图,其中锁定特征结构处于锁定构型;
图19A示出了图18的关节运动控制组件的局部侧剖视图,其中锁定特征结构处于锁定构型;
图19B示出了图18的关节运动控制组件的局部侧剖视图,其中锁定特征结构处于解锁构型;
图20示出了可结合到图1的器械中的另一示例性另选关节运动控制组件的分解透视图;
图21示出了图20的关节运动控制组件的旋钮的底部透视图;
图22示出了图20的关节运动控制组件的透视图,其中外壳的一部分被剖开以示出部件的细节;
图23示出了图20的关节运动控制组件的另一透视图,其中外壳的一部分被剖开以示出部件的细节;
图24A示出了图20的关节运动控制组件的后正视图,其中外壳的一部分被隐藏以示出部件的细节,并且其中旋钮处于原始位置;
图24B示出了图20的关节运动控制组件的后正视图,其中外壳的一部分被隐藏以示出部件的细节,并且其中旋钮倾斜到解锁位置;
图25示出了图20的关节运动控制组件的侧正视图,其中外壳的一部分示为透明的以示出部件的细节,并且其中旋钮倾斜到解锁位置;
图26A示出了可结合到图1的器械中的示例性另选关节运动控制组件的局部示意性侧正视图,其中锁定特征结构处于锁定构型;
图26B示出了图26A的关节运动控制组件的局部示意性侧正视图,其中锁定特征结构处于解锁构型;
图27A示出了可结合到图1的器械中的另一示例性另选关节运动控制组件的顶部平面图,其中关节运动控制组件处于第一构型;
图27B示出了图27A的关节运动控制组件的顶部平面图,其中关节运动控制组件处于第二构型;
图28A示出了图27A的关节运动控制组件的局部侧正视图,其中关节运动控制组件处于第一构型;
图28B示出了图27A的关节运动控制组件的局部侧正视图,其中关节运动控制组件处于第二构型;
图29A示出了可结合到图1的器械中的另一示例性另选关节运动控制组件的侧正视图,其中关节运动控制组件处于第一构型;
图29B示出了图29A的关节运动控制组件的侧视图,其中关节运动控制组件处于第二构型;
图30A示出了沿图29A的线30A-30A截取的图29A关节运动控制组件的局部剖视图,其中关节运动控制组件处于第一构型;并且
图30B示出了沿图29B的线30B-30B截取的图29A关节运动控制组件的局部剖视图,其中关节运动控制组件处于第二构型。
附图并非旨在以任何方式进行限制,并且预期本技术的各种实施方案能够以多种其它方式来执行,包括那些未必在附图中示出的方式。并入本说明书并构成说明书一部分的附图示出了本技术的若干方面,并且与说明书一起用于解释本技术的原理;然而,应当理解,这种技术不局限于所示的精确布置方式。
具体实施方式
下面对本技术的某些示例的描述不应用于限制本技术的范围。根据以举例说明方式进行的为设想用于实施本技术的最佳模式之一的以下描述,本技术的其它示例、特征、方面、实施方案和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。正如将意识到的,本文所述的技术能够具有其它不同的和明显的方面,所有这些均不脱离本技术。因此,附图和具体实施方式应被视为实质上是例示性的而非限制性的。
还应当理解,本文所述的教导内容、表达方式、实施方案、实施例等中的任何一者或多者可与本文所述的其它教导内容、表达方式、实施方案、实施例等中的任何一者或多者组合。因此,下述教导内容、表达方式、实施方案、实施例等不应视为彼此孤立。参考本文的教导内容,可组合本文的教导内容的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。此类修改和变型旨在包括在权利要求书的范围内。
为公开内容的清楚起见,术语“近侧”和“远侧”在本文中相对于外科器械的人或机器人操作者而定义。术语“近侧”是指更靠近外科器械的人或机器人操作者并且更远离外科器械的外科端部执行器的元件位置。术语“远侧”是指更靠近外科器械的外科端部执行器并且更远离外科器械的人或机器人操作者的元件位置。
I.示例性超声外科器械
图1示出了示例性超声外科器械10。器械10的至少一部分可根据本文所引用的各篇专利、专利申请公布和专利申请中任一篇的至少一些教导内容来构造和操作。如在这些专利中所述并且在下文中将更详细描述,器械10能够操作以基本上同时切割组织和密封或焊接组织(例如,血管等)。还应当理解,器械10可具有与HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀和/或HARMONIC超声刀的各种结构和功能上的相似处。此外,器械10可与在本文中引述和以引用方式并入本文的任何其它参考文献中教导的装置具有各种结构和功能上的相似处。
在本文所引用的参考文献的教导内容、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀和/或HARMONIC超声刀以及与器械10有关的以下教导内容之间存在一定程度的重叠的情况下,本文中的任何描述无意被假定为公认的现有技术。本文的若干教导内容事实上将超出本文引述的参考文献以及HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀和HARMONIC超声刀的教导内容的范围。
本示例的器械10包括柄部组件20、轴组件30和端部执行器40。柄部组件20包括主体22,该主体包括***式握把24和一对按钮26。柄部组件20还包括能够朝向远离***式握把24枢转和远离该***式握把枢转的触发器28。然而,应当理解,可以使用各种其它合适的构型,包括但不限于剪刀式握把构型。端部执行器40包括刀160和枢转夹持臂44。夹持臂44与触发器28联接,使得夹持臂44能够响应于触发器28朝向***式握把24的枢转而朝向刀160枢转;并且使得夹持臂44能够响应于触发器28远离***式握把24的枢转而远离刀160枢转。参考本文的教导内容,夹持臂44可与触发器28联接的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在一些型式中,使用一个或多个弹性构件来将夹持臂44和/或触发器28偏置到图1中所示的打开位置。
超声换能器组件12从柄部组件20的主体22朝近侧延伸。换能器组件12经由缆线14与发生器16联接,使得换能器组件12从发生器16接收电力。换能器组件12中的压电元件将这种电力转换成超声振动。发生器16可包括功率源和控制模块,该功率源和控制模块被构造成能够向换能器组件12提供特别适合通过换能器组件12产生超声振动的功率分布。仅以举例的方式,发生器16可包括由Ethicon Endo-Surgery,Inc.Cincinnati,Ohio出售的GEN300。除此之外或作为另外一种选择,发生器16可根据以下专利的至少一些教导内容进行构造:2011年4月14日公布的名称为“Surgical Generator for Ultrasonic andElectrosurgical Devices”的美国专利公布2011/0087212,其公开内容以引用方式并入本文。还应当理解,发生器16的至少一些功能可整合到柄部组件20中,并且该柄部组件20甚至可包括电池或其它板载功率源,使得缆线14被省略。参考本文的教导内容,发生器16可采取的其它合适的形式、以及发生器16可提供的各种特征和可操作性对于本领域的普通技术人员而言将显而易见。
A.示例性端部执行器和声学传动***
如图2-图4最佳可见,本示例的端部执行器40包括夹持臂44和刀160。夹持臂44包括面向刀160的、固定到夹持臂44下侧的夹持垫46。夹持垫46可包含聚四氟乙烯PTFE和/或任何其它合适的材料。夹持臂44以枢转方式固定到上部远侧轴元件172的朝远侧突出的凸舌43,该朝远侧突出的凸舌固定在远侧外部护套33的远侧部分内。夹持臂44能够操作以朝向和远离刀160选择性地枢转,以在夹持臂44和刀160之间选择性地夹持组织。一对臂156从夹持臂44横向延伸并以枢转方式固定到下部远侧轴元件170,该下部远侧轴元件以能够滑动的方式被设置在远侧外部护套33的远侧部分内。
如图7-图8充分展示,缆线174固定到下部远侧轴元件170。缆线174能够操作以相对于轴组件30的关节运动节段130纵向平移,由此朝向和远离刀160选择性地枢转夹持臂44。具体地讲,缆线174与触发器28联接,使得缆线174响应于触发器28朝向***式握把24的枢转而朝近侧平移,并且使得夹持臂44响应于触发器28朝向***式握把24的枢转从而朝向刀160枢转。此外,缆线174响应于触发器28远离***式握把24的枢转而朝远侧平移,使得夹持臂44响应于触发器28远离***式握把24的枢转而远离刀160枢转。夹持臂44可朝向打开位置偏压,使得(至少在一些情况下)操作者可通过释放对触发器28的握持而有效地打开夹持臂44。
如图7-图8所示,缆线174固定到下部远侧轴元件170的近侧端部。下部远侧轴元件170包括从半圆形基部168延伸的一对远侧凸缘171,173。凸缘171,173各自包括相应开口175,177。夹持臂44经由一对向内延伸的一体销41,45以能够旋转的方式联接到下部远侧轴元件170。销41,45从夹持臂44的臂156向内延伸,并以能够旋转的方式被设置在下部远侧轴元件170的相应开口175,177内。如图10A-图10C所示,缆线174的纵向平移致使下部远侧轴元件170在近侧位置(图10A)和远侧位置(图10C)之间纵向平移。下部远侧轴元件170的纵向平移致使夹持臂44在闭合位置(图10A)和打开位置(图10C)之间旋转。
本示例的刀160能够操作以在超声频率下振动,以便有效地切穿并密封组织,尤其是当组织被压缩在夹持垫46和刀160之间时。刀160被定位在声学传动系的远侧端部处。该声学传动系包括换能器组件12和声学波导180。声学波导180包括柔性部分166。换能器组件12包括位于波导180的焊头(未示出)近侧的一组压电圆盘(未示出)。压电圆盘能够操作以将电力转换成超声振动,该超声振动随后根据已知的构型和技术沿着波导180(包括波导180的柔性部分166)传输到刀160。仅以举例的方式,声学传动系的该部分可根据本文引用的各种参考文献的各种教导内容进行构造。
如图3充分展示,波导180的柔性部分166包括远侧凸缘136、近侧凸缘138和位于这两个凸缘136,138之间的缩窄节段164。在本示例中,凸缘136,138位于与节点对应的位置处,该节点与通过波导180的柔性部分166传送的谐振超声振动相关。缩窄节段164被构造成能够允许波导180的柔性部分166偏转而不显著影响波导180的柔性部分166传输超声振动的能力。仅以举例的方式,缩窄节段164可根据美国专利公布2014/0005701和/或美国专利公布2014/0114334的一个或多个教导内容进行构造,这两篇专利公布的公开内容以引用方式并入本文。应当理解,波导180可被构造成能够放大通过波导180传输的机械振动。此外,波导180可包括能够操作以控制沿着波导180的纵向振动的增益的特征结构和/或用于将波导180调谐为***谐振频率的特征结构。参考本文的教导内容,波导180可与换能器组件12以机械和声学方式联接的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
在本示例中,刀160的远侧端部位于对应于与通过波导180的柔性部分166传送的谐振超声振动相关的波腹的位置处,以便在声学组件未被组织承载时将声学组件调谐到优选的谐振频率fo。当换能器组件12通电时,刀160的远侧端部被构造成能够在例如大约10至500微米峰间范围内,并且在一些情况下在约20至约200微米的范围内以例如55.5kHz的预定振动频率fo纵向移动。当本示例的换能器组件12被启动时,这些机械振荡通过波导180传输到达刀160,从而提供刀160在谐振超声频率下的振荡。因此,当将组织固定在刀160和夹持垫46之间时,刀160的超声振荡可同时切割组织并且使相邻组织细胞中的蛋白变性,由此提供具有相对较少热扩散的促凝效果。在一些型式中,也可通过刀160和夹持臂44提供电流以另外烧灼组织。尽管已描述了声学传输组件和换能器组件12的一些构型,但参考本文的教导内容,声学传输组件和换能器组件12的其它合适构型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。类似地,参考本文的教导内容,端部执行器40的其它合适构型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
B.示例性轴组件和关节运动节段
本示例的轴组件30从柄部组件20朝远侧延伸。如图2-图7所示,轴组件30包括远侧外部护套33和近侧外部护套32,这些外部护套包封夹持臂44驱动特征结构和上述声学传输特征结构。轴组件30还包括关节运动节段130,该关节运动节段位于轴组件30的远侧部分处,其中端部执行器40位于关节运动节段130的远侧。如图1所示,旋钮31固定到近侧外部护套32的近侧部分。旋钮31能够相对于主体22旋转,使得轴组件30能够相对于柄部组件20包围由外部护套32限定的纵向轴线旋转。此类旋转可一体地提供端部执行器40、关节运动节段130、和轴组件30的旋转。当然,如果需要,可完全省去可旋转特征结构。
关节运动节段130能够操作以将端部执行器40相对于由外部护套32限定的纵向轴线选择性地定位成各种侧向偏转角度。关节运动节段130可采用多种形式。仅以举例的方式,关节运动节段130可根据美国专利公布2012/0078247的一个或多个教导内容进行构造,其公开内容以引用方式并入本文。作为另一个仅示例性的示例,关节运动节段130可根据美国专利公布2014/0005701和/或美国专利公布2014/0114334的一个或多个教导内容进行构造,这两篇专利公布的公开内容以引用方式并入本文。参考本文的教导内容,关节运动节段130可采用的各种其它合适形式对于本领域的普通技术人员而言将显而易见。
如图2-图6B充分展示,该示例的关节运动节段130包括一组三个保持衬圈133和一对有棱纹的主体部分132,134,其中一对关节运动带140,142沿着限定在保持衬圈133的内表面和有棱纹主体部分132,134的外表面之间的相应通道135,137延伸。有棱纹的主体部分132,134纵向地定位在波导180的柔性部分166的凸缘136,138之间。在一些型式中,有棱纹的主体部分132,134绕着波导180的柔性部分166扣合在一起。有棱纹的主体部分132,134被构造成当关节运动节段130弯曲以实现关节运动状态时与波导180的柔性部分166一起偏转。
图3更详细地示出了有棱纹的主体部分132,134。在本示例中,有棱纹的主体部分132,134由柔性塑性材料形成,但应当理解,可使用任何其它合适的材料。有棱纹的主体部分132包括被构造成能够促进有棱纹的主体部分132侧向偏转的一组三个肋150。当然,可提供任何其它合适数量的肋150。有棱纹的主体部分132还限定通道135,该通道被构造成能够接收关节运动带140,同时允许关节运动带140相对于有棱纹的主体部分132滑动。类似地,有棱纹的主体部分134包括被构造成能够促进有棱纹的主体部分134侧向偏转的一组三个肋152。当然,可提供任何其它合适数量的肋152。有棱纹的主体部分134还限定通道137,该通道被构造成能够接收关节运动带142,同时允许关节运动带142相对于有棱纹的主体部分137滑动。
如图5充分展示,有棱纹的主体部分132,134侧向地插置在关节运动带140,142和波导180的柔性部分166之间。有棱纹的主体部分132,134彼此配合,使得它们一起限定内部通道,该内部通道的尺寸被设定成容纳波导180的柔性部分166而不接触波导180。此外,当有棱纹的主体部分132,134彼此联接时,形成于有棱纹的主体部分132,134中的一对互补远侧凹口131A,131B对准,以接收远侧外部护套33的一对向内突出的弹性凸块38。凸块38和凹口131A,131B之间的这种接合相对于远侧外部护套33纵向地固定有棱纹的主体部分132,134。类似地,当有棱纹的主体部分132,134彼此联接时,形成于有棱纹的主体部分132,134中的一对互补近侧凹口139A,139B对准,以接收远侧外部护套32的一对向内突出的弹性凸块37。凸块37和凹口139A,139B之间的这种接合相对于近侧外部护套32纵向地固定有棱纹的主体部分132,134。当然,可使用任何其它合适类型的特征结构来使有棱纹的主体部分132,134与近侧外部护套32和/或远侧外部护套33联接。
关节运动带140,142的远侧端部一体地固定到上部远侧轴元件172。当关节运动带140,142以相反的方式纵向平移时,这将致使关节运动节段130弯曲,由此使端部执行器40远离轴组件30的纵向轴线从如图6A所示的直线构型侧向偏转成如图6B所示的关节运动构型。具体地讲,端部执行器40将朝向朝近侧牵拉的关节运动带140,142进行关节运动。在这样的关节运动过程中,可通过上部远侧轴元件172朝远侧牵拉另一关节运动带140,142。或者,可通过关节运动控件朝远侧驱动另一关节运动带140,142。有棱纹的主体部分132,134和缩窄节段164全部为足够柔性的,以适应端部执行器40的上述关节运动。此外,甚至当关节运动节段130处于如图6B所示的关节运动状态时,柔性声学波导166被构造成能够将超声振动从波导180有效地传送到刀160。
如图3充分展示,波导180的每个凸缘136,138包括一对相应的平坦面192,196。平坦面192,196沿竖直平面进行取向,这些竖直平面平行于延伸穿过柔性部分166的缩窄节段164的竖直平面。平坦面192,196被构造成能够提供用于关节运动带140,142的间隙。具体地讲,近侧凸缘138的平坦面196将关节运动带140,142容纳在近侧凸缘138和近侧外部护套32的内径之间;而远侧凸缘136的平坦面192将关节运动带140,142容纳在远侧凸缘136和远侧外部护套33的内径之间。当然,平坦面192,196可被具有任何合适类型轮廓(例如,正方形、平面、圆形等)的多种特征结构取代,包括但不限于狭槽、通道等。在本示例中,平坦面192,196由铣削工艺形成,但应当理解,可使用任何其它合适的一种或多种工艺。参考本文的教导内容,形成平坦面192,196的各种合适的另选构型和方法对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。还应当理解,波导180可包括根据以下专利的至少一些教导内容形成的平坦面:2013年4月23日提交的名称为“Ultrasonic Device for Cutting andCoagulating”的美国专利公布2013/0289592,其公开内容以引用方式并入本文。
在本示例中,外环133位于对应于肋150,152的纵向位置处,使得三个环133被提供用于三个肋150,152。关节运动带140侧向地插置在环133和有棱纹的主体部分132之间的通道135内;而关节运动带142侧向地插置在环133和有棱纹的主体部分134之间的通道137内。环133被构造成能够保持关节运动带140,142处于平行关系,尤其是在关节运动节段130呈弯曲构型时(例如,与图6B所示的构型类似)。换句话讲,当关节运动带140位于由弯曲关节运动节段130提供的弯曲构型的内径上时,环133可保持关节运动带140以使得关节运动带140沿循与由关节运动带142沿循的弯曲路径互补的弯曲路径。应当理解,通道135,137的尺寸被设定成容纳相应的关节运动带140,142,使得关节运动带140,142仍可自由地滑动穿过关节运动节段130,即使在环133固定到有棱纹的主体部分150,152的情况下。还应当理解,环133可以各种方式固定到有棱纹的主体部分132,134,包括但不限于过盈配合、粘合剂、焊接等。
当关节运动带140,142以相反的方式纵向平移时,力矩通过上部远侧轴元件172而产生并且被施加到远侧外部护套33的远侧端部。这致使关节运动节段130和波导180的柔性部分166的缩窄节段164进行关节运动,而不会将关节运动带140,142中的轴向力传输到波导180。应当理解,可朝远侧主动地驱动一根关节运动带140,142,同时被动地允许另一根关节运动带140,142朝近侧回缩。作为另一个仅示例性的示例,可朝近侧主动地驱动一根关节运动带140,142,同时被动地允许另一根关节运动带140,142朝远侧推进。作为又一个仅示例性的示例,可朝远侧主动地驱动一根关节运动带140,142,同时朝近侧主动地驱动另一根关节运动带140,142。参考本文的教导内容,可驱动关节运动带140,142的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
如图9充分展示,关节运动控制组件100被固定到外部护套32的近侧部分。关节运动控制组件100包括外壳110和可旋转旋钮120。外壳110包括一对垂直相交的圆柱形部分112,114。旋钮120以能够旋转的方式被设置在外壳110的第一中空圆柱形部分112内,使得旋钮120能够操作以在外壳110的圆柱形部分112内旋转。轴组件30以能够滑动和能够旋转的方式被设置在第二圆柱形部分114内。轴组件30包括一对可平移构件161,162,这对构件以能够滑动的方式纵向延伸穿过外部护套32的近侧部分。可平移构件161,162能够在远侧位置和近侧位置之间的第二圆柱形部分114内纵向平移。可平移构件161,162与相应关节运动带140,142以机械方式联接,使得可平移构件161的纵向平移致使关节运动带140纵向平移,并且使得可平移构件162的纵向平移致使关节运动带142纵向平移。
旋钮120包括从旋钮120的底部表面向下延伸的一对销122,124。销122,124延伸到外壳110的第二圆柱形部分114中,并以能够旋转和能够滑动的方式被设置在形成于可平移构件161,162顶部表面中的一对相应通道163,164内。通道163,164定位在旋钮120的旋转轴线的相对侧上,使得旋钮120包围该轴线的旋转致使可平移构件161,162的相对纵向平移。例如,旋钮120沿第一方向的旋转致使可平移构件161和关节运动带140的远侧纵向平移,以及可平移构件162和关节运动带142的近侧纵向平移;并且旋钮120沿第二方向的旋转致使可平移构件161和关节运动带140的近侧纵向平移,以及可平移构件162和关节运动带142的远侧纵向平移。因此,应当理解,旋钮120的旋转致使关节运动节段130进行关节运动。
关节运动控制组件100的外壳110包括从第一圆柱形部分112的内表面向内延伸的一对固定螺钉111,113。由于旋钮120以能够旋转的方式被设置在外壳110的第一圆柱形部分112内,固定螺钉111,113以能够滑动的方式被设置在形成于旋钮120中的一对弧形通道121,123)内。因此,应当理解,旋钮120的旋转将由于固定螺钉111,113的移动而被限制在通道121,123)内。固定螺钉111,113也使旋钮120保持在外壳110中,从而防止旋钮120在外壳110的第一圆柱形部分112内竖直行进。
外壳110的第一圆柱形部分112的内表面包括齿116的第一成角度阵列和形成于第一圆柱形部分112的内表面中的齿118的第二成角度阵列。旋钮120包括一对向外延伸的接合构件126,128,这些接合构件被构造成能够接合处于锁销关系的第一圆柱形部分112的齿116,118,从而选择性地将旋钮120锁定在特定旋转位置。接合构件126,128与齿116,118的接合可通过由使用者向旋钮120施加足够的旋转力来克服;但如果不存在这样的力,那么这种接合将足以保持关节运动节段130的直线构型或关节运动构型。因此应当理解,选择性地将旋钮120锁定在特定旋转位置的能力将使得操作者能够选择性地将关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在特定偏转位置。
在器械10的一些型式中,轴组件30的关节运动节段130能够操作以实现最高达在大约15°和大约30°之间的关节运动角度,这两个角度均相对于在轴组件30处于直线(非关节运动)构型时轴组件30的纵向轴线。或者,关节运动节段130能够操作以实现任何其它合适的关节运动角度。
在器械10的一些型式中,波导180的缩窄节段164的厚度在大约0.01英寸和大约0.02英寸之间。或者,缩窄节段164可具有任何其它合适的厚度。而且在一些型式中,缩窄节段164的长度在大约0.4英寸和大约0.65英寸之间。或者,缩窄节段164可具有任何其它合适的长度。还应当理解,波导180通向和离开缩窄节段164的过渡区域可以是四分之一圆形的、锥形的,或具有任何其它合适的构型。
在器械10的一些型式中,凸缘136,138各自具有在大约0.1英寸和大约0.2英寸之间的长度。或者,凸缘136,138可具有任何其它合适的长度。还应当理解,凸缘136的长度可能不同于凸缘138的长度。另外在一些型式中,凸缘136,138各自具有在大约0.175英寸和大约0.2英寸之间的直径。或者,凸缘136,138可具有任何其它合适的外径。还应当理解,凸缘136的外径可能不同于凸缘138的外径。
尽管上述示例性尺寸在如上所述的器械10的上下文中提供,但应当理解,同样的尺寸可用于本文所述的任一其它示例中。还应当理解,上述示例性尺寸仅仅是任选的。可使用任何其它合适的尺寸。
II.用于选择性地锁定关节运动节段的示例性另选特征结构
在器械10的一些型式中,期望提供被构造成能够选择性地将关节运动节段130锁定在所选关节运动状态的特征结构。例如,当关节运动节段130处于直线构型时,期望将关节运动节段130锁定在直线构型,以便防止端部执行器40在关节运动节段130处无意侧向偏转。类似地,当关节运动节段130弯曲至所选关节运动角度时,期望将关节运动节段130锁定在所选关节运动角度处,以便防止端部执行器40在关节运动节段130处无意侧向偏转偏离所选关节运动角度。下文将更详细地描述被构造成能够选择性地将关节运动节段130锁定在所选关节运动状态的特征结构的各种示例。根据本文的教导内容,其它示例对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
A.在旋钮上具有受弹性偏压的锁定桨叶的关节运动控制组件
图11-图12B示出了可易于结合到器械10中取代关节运动控制组件100的示例性关节运动控制组件200。除非另有说明,否则关节运动控制组件200就像上述关节运动控制组件100一样被构造和操作。本示例的关节运动控制组件200包括外壳210和旋钮220。旋钮220相对于外壳210的旋转致使轴组件的关节运动节段(例如,轴组件30的关节运动节段130)进行关节运动。本示例的关节运动控制组件200还包括被构造成能够选择性地防止旋钮220旋转的锁定特征结构230。应当理解,通过防止旋钮220旋转,锁定特征结构230还防止轴组件的关节运动节段进行关节运动。锁定特征结构230可用于代替本文所述的选择性地防止旋钮220旋转并选择性地将关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在特定偏转位置的其它特征结构,或者作为这些特征结构的补充。
如图11-图12B所示,本示例的锁定特征结构230包括桨叶232、杠杆构件234、锁定臂236和弹簧238。在本示例中,桨叶232在枢转点238处可操作地联接到杠杆构件234。桨叶232和杠杆构件234在枢转点238处一起形成倾斜角度。枢转点238提供桨叶232和杠杆构件234与旋钮220下侧的枢转联接。桨叶232和杠杆构件234彼此刚性联接,使得桨叶232绕枢转点238的枢转致使杠杆构件234包围枢转点238沿相同方向旋转或枢转。具体地讲,桨叶232和杠杆构件234能够在第一位置(图12A)和第二位置(图12B)之间枢转。在第一位置,桨叶232相对于由旋钮220限定的竖直平面(图12A至12B所示的视图中的页面内外)倾斜地取向;而杠杆构件234沿着由旋钮220限定的竖直平面延伸。在第二位置,桨叶232沿着由旋钮220限定的竖直平面延伸;而杠杆构件234相对于由旋钮220限定的竖直平面倾斜地取向。
杠杆构件234以能够枢转的方式联接到锁定臂236。锁定臂236被弹簧238朝向外壳210的内壁242弹性地偏压。在锁定构型(图12A)中,锁定臂236主动地接合外壳210,从而防止旋钮220相对于外壳210旋转。锁定臂236被构造成能够沿着横向于由旋钮220限定的竖直平面的路径平移。具体地讲,锁定臂236响应于桨叶232和杠杆构件234在如上所述第一位置和第二位置之间的枢转而沿该路径平移。仅以举例的方式,旋钮220的下侧可包括尺寸被设定成接收并引导锁定臂236以便将锁定臂236保持在该行进线性路径上的通道。作为另一仅示例性示例,一个或多个引导特征结构(例如,导轨等)可被构造成能够接收并引导锁定臂236,以便将锁定臂236保持在该行进线性路径上。
在所示示例中,锁定臂236包括被构造成能够摩擦接合外壳210的内壁242的尖的末端240。在一些示例中,外壳210的内壁242包括一个或多个特征结构以增强锁定臂236和外壳210之间的主动接合。例如,外壳210的内壁242可包括凹口、花键、卡位、摩擦涂层、摩擦表面处理件等,锁定臂236可与之接合。还应当理解,尖的末端240可包括弹性材料体和/或任何其它合适的特征结构以促进尖的末端240与外壳210的内壁242之间的锁定关系。
当关节运动控制组件200处于图12A所示的构型时,关节运动控制组件200由于锁定臂242尖的末端240与外壳210的内壁242之间的接合而处于锁定状态。该锁定状态提供对轴组件的关节运动节段的关节运动状态的锁定,而不论关节运动节段是处于直线构型还是弯曲构型。为了解锁关节运动控制组件200以便改变关节运动节段的关节运动状态,操作者可通过朝向旋钮220夹紧桨叶232而将桨叶232从图12A所示的位置驱动-图12B所示的位置。这致使桨叶232绕枢转点238朝向旋钮220枢转,继而致使杠杆构件234沿相同角度方向绕枢转点238枢转。杠杆构件234的这种枢转将锁定臂236拉离外壳210的内壁242,使得尖的末端240与外壳210的内壁242脱离接合。由于尖的末端240与外壳210的内壁242脱离接合,关节运动控制组件200处于解锁状态,使得旋钮220可相对于外壳210旋转以改变轴组件的关节运动节段的关节运动状态。
一旦使用者达到期望的关节运动状态,操作者便可释放桨叶232。当操作者释放桨叶232时,弹簧238的弹性可使锁定臂236、杠杆构件234和桨叶232返回锁定构型(图12A)。关节运动节段因此将重新锁定在所调整的关节运动状态下。
B.具有向上偏压的离合锁的关节运动控制组件
图13-图14示出了可易于结合到器械10中取代关节运动控制组件100的另一示例性关节运动控制组件300。除非另有说明,否则关节运动控制组件300就像上述关节运动控制组件100一样被构造和操作。本示例的关节运动控制组件300包括外壳310和旋钮320。旋钮320相对于外壳310的旋转致使轴组件的关节运动节段(例如,轴组件30的关节运动节段130)进行关节运动。本示例的关节运动控制组件300还包括被构造成能够选择性地防止旋钮320旋转的锁定特征结构330。应当理解,通过防止旋钮320旋转,锁定特征结构330还防止轴组件的关节运动节段进行关节运动。锁定特征结构330可用于代替本文所述的选择性地防止旋钮320旋转并选择性地将关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在特定偏转位置的其它特征结构,或者作为这些特征结构的补充。
如图13-图13B所示,本示例的锁定特征结构330包括设置在外壳310上的多个凹形花键特征结构332以及联接至旋钮320的凸形花键特征结构334。凹形花键特征结构332更具体地被定义为周向设置并沿环形唇缘338向下提供的凹部(图14),该环形唇缘包围旋钮320的主体部分340(当旋钮被接收在外壳310内时)。凸形花键特征结构334包括从主体部分340径向向外延伸的第一部分334a以及垂直于第一部分334a向上延伸的第二部分334b。尽管只示出一个凸形花键特征结构334,但应当理解,主体部分340可包括两个或更多个凸形花键特征结构334。例如,多个凸形花键特征结构334可沿主体部分340周边的至少一部分成角度间隔。还应当理解,凹形花键特征结构332可沿环形唇缘338的圆周以任何合适的角度范围成角度间隔。
如图所示,凹形花键构件和凸形花键构件334,332类似地成形为使得凹形花键构件332被定义为形状与凸形花键特征结构334的端部339互补的腔体。图13A示出了被接收在凹形花键特征结构332中的凸形花键特征结构334。在该状态下,锁定特征结构330防止旋钮320相对于外壳310旋转,从而将关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在其当前关节运动(或非关节运动)位置。在本示例中,凹形花键特征结构332和凸形花键特征结构334的端部339限定具有尖端部分的棱锥形状。在一些其它示例中,花键特征结构332,334被以星放射状图案布置的多个互补齿取代。参考本文的教导内容,可构造花键特征结构332,334的各种合适的其它方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
在本示例中,弹性元件336使旋钮320向上偏压到一定位置,在该位置处,凸形花键特征结构334的端部339被接收在凹形花键特征结构332之一中并与其接合,从而防止旋钮320相对于外壳310旋转。弹性元件336可包括螺旋弹簧、波形弹簧、片簧和/或任何其它合适类型的弹性特征结构。在一些示例中,锁定特征结构330可被构造成能够充当滑动离合机构。也就是说,在一些此类示例中,凸形花键特征结构334与凹形花键特征结构332之一的接合可通过由使用者向旋钮320施加足够的旋转力来克服;但如果不存在这样的力,那么这种接合将足以保持关节运动节段130的直线构型或关节运动构型。因此应当理解,选择性地将旋钮320锁定在特定旋转位置的能力将提供关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线在特定偏转位置处的选择性锁定。
在一些其它示例中,凸形花键特征结构334和凹形花键特征结构332被构造成使得难以通过向旋钮320简单地提供旋转力来克服在凸形花键特征结构334与凹形花键特征结构332之间的这种接合;或使得克服接合所需的旋转力可致使对器械10的一个或多个部件造成非预期损伤。可提供此类构型(其需要相对较高旋转力来使旋钮320旋转),以防止由于旋钮320无意旋转致使的非预期关节运动。
在所示示例中,为了促使旋钮320旋转,操作者必须沿垂直于轴组件30纵向轴线的轴线以一定方向(由箭头341限定)按压旋钮320。在本示例中,沿相同轴线(旋钮320绕其旋转)按压旋钮320,以便驱动关节运动节段130进行关节运动。当使用者以足够的力压下旋钮320以克服弹性元件336的偏压时,凸形花键特征结构334的端部339与如图13B所示的凹形花键特征结构332脱离接合。然后随着操作者继续向下按压旋钮320,旋钮320相对于外壳310自由旋转。在其中在凸形花键特征结构334和凹形花键特征结构332之间的接合可通过向旋钮320施加足够的旋转脱离接合力来克服的示例中,使处于解锁构型的旋钮320旋转所需的旋转力小于使凸形花键特征结构334与凹形花键特征结构332脱离接合所需的旋转力。
当操作者旋转旋钮320而旋钮320处于向下解锁位置时,旋钮320的这种旋转致使关节运动节段130进行关节运动。一旦使用者使关节运动节段130进行了所需的关节运动量(无论是达到关节运动状态还是从关节运动状态释放),使用者就可在旋钮320上释放向下的力(沿箭头341的方向)。然后弹性元件336将以弹性方式迫使旋钮320返回到图13和图13A的锁定构型,使得关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在所调整的关节运动状态。在一些示例中,操作者可能需要确保对应凸形花键特征结构334与特定凹形花键特征结构332适当对齐,以使得旋钮320返回锁定构型。但是,在一些示例中,锁定特征结构330可被构造成能够将对应凸形花键特征结构334与周向邻近的凹形花键特征结构332周向对齐,以确保平滑过渡到锁定构型。换句话讲,花键特征结构332,334可被构造成彼此自对齐。参考本文的教导内容,可构造锁定特征结构330的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
C.具有向下偏压的离合锁的关节运动控制组件
图15A-图17示出了可易于结合到器械10中取代关节运动控制组件100的另一示例性关节运动控制组件400。除非另有说明,否则关节运动控制组件400就像上述关节运动控制组件100一样被构造和操作。本示例的关节运动控制组件400包括外壳410和旋钮420。旋钮420相对于外壳410的旋转致使轴组件的关节运动节段(例如,轴组件30的关节运动节段130)进行关节运动。本示例的关节运动控制组件400还包括被构造成能够选择性地防止旋钮420旋转的锁定特征结构430。应当理解,通过防止旋钮420旋转,锁定特征结构430还防止轴组件的关节运动节段进行关节运动。锁定特征结构430可用于代替本文所述的选择性地防止旋钮420旋转并选择性地将关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在特定偏转位置的其它特征结构,或者作为这些特征结构的补充。锁定特征结构430在图15A中以锁定构型示出,在图15B中以解锁构型示出。
本示例的锁定特征结构430包括多个凸形花键特征结构432和多个凹形花键特征结构436。如图15B充分展示,凸形花键特征结构432从旋钮420的唇缘434向下延伸(方向由箭头438限定)。如图16充分展示,凸形花键特征结构432沿着唇缘434的下侧成环形阵列以角度间隔。本示例的凸形花键特征结构432为大致矩形的形状。另选地,凸形花键特征结构432可相反地具有棱锥形状、星放射状构型和/或任何其它合适的构型。
如图15B充分展示,凹形花键特征结构436包括形成于外壳410的向上表面412中的凹部。如图17充分展示,凹形花键特征结构436沿向上表面412成环形阵列以与凸形花键特征结构432的间隙互补的间隙成角度间隔。凹形花键特征结构436与凸形花键特征结构432类似地成形为使得凹形花键特征结构436限定大致矩形的凹部,并周向地彼此间隔开,使得凹形花键特征结构436可接收如图15A所示的对应成形且成角度间隔的凸形花键特征结构432。在本示例中,存在相同数目的凸形花键特征结构和凹形花键特征结构432,436。但是,在其它示例中,凸形花键特征结构432可能比凹形花键特征结构436少,前提条件是凸形花键特征结构432被构造成能够接收在对应凹形花键特征结构436中(例如,具有适当的尺寸和角度间隔)。当凸形花键特征结构432定位在凹形花键特征结构436中时,在花键特征结构432,436之间的接合防止旋钮420相对于外壳410旋转。因此,当锁定特征结构430由于在花键特征结构432,436之间的接合而处于锁定状态时,锁定特征结构430将关节运动节段相对于轴组件的纵向轴线锁定在其当前关节运动状态。
在本示例中,一对螺旋弹簧440经由一对连接件441可操作地联接到旋钮420,这对连接件将旋钮420向下弹性偏压(沿着由箭头438限定的方向)。弹簧440因此将旋钮420和凸形花键特征结构432偏压到图15A所示的锁定位置。由于在凸形花键特征结构和凹形花键特征结构432,436之间的接合,旋钮420不能相对于外壳410旋转。当然,除了螺旋弹簧440之外或者代替螺旋弹簧,可使用任何其它合适类型的弹性构件。
在一些示例中,锁定特征结构430可被构造成能够充当滑动离合机构,使得旋钮420上足够量的角向力致使凸形花键特征结构432在凹形花键特征结构436之间滑动。在一些此类示例中,凸形花键特征结构和/或凹形花键特征结构432,436可包括斜坡表面或凸轮表面以允许凸形花键特征结构与凹形花键特征结构之间的滑动离合运动。在一些此类示例中,凸形花键特征结构432与凹形花键特征结构436之一的接合可通过由使用者向旋钮420施加足够的旋转力来克服;但如果不存在这样的力,那么这种接合将足以保持关节运动节段130的直线构型或关节运动构型。因此应当理解,选择性地将旋钮420锁定在特定旋转位置的能力将使得操作者能够选择性地将关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在特定偏转位置。
在所示示例中,为了促使旋钮420旋转,操作者必须沿垂直于轴组件30纵向轴线的轴线以箭头442的方向将旋钮420牵拉到图15B所示的解锁构型。在本示例中,沿相同轴线(旋钮420绕其旋转)拉旋钮420,以便驱动关节运动节段130进行关节运动。如图所示,在解锁构型中,凸形花键特征结构432与凹形花键特征结构436脱离接合(也就是说,凸形花键特征结构432与凹形花键特征结构436间隔开)。因此,在解锁构型中,旋钮420能够相对于外壳410沿垂直于外部护套32纵向轴线的轴线旋转,并致使例如关节运动节段130进行关节运动。在其中在凸形花键特征结构432和凹形花键特征结构436之间的接合可通过向旋钮420施加足够的旋转脱离接合力来克服的示例中,使处于解锁构型的旋钮420旋转所需的旋转力小于使凸形花键特征结构432与凹形花键特征结构436脱离接合所需的旋转力。
当操作者旋转旋钮420而旋钮420处于向上解锁位置时,旋钮420的这种旋转致使关节运动节段130进行关节运动。一旦使用者使关节运动节段130进行了所需的关节运动量(无论是达到关节运动状态还是从关节运动状态释放),使用者就可在旋钮420上释放向上的力。弹簧440将以弹性方式迫使旋钮420返回图15A的锁定构型,使得关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在所调整的关节运动状态。在一些示例中,操作者可能需要确保凸形花键特征结构432与凹形花键特征结构436适当对齐,以使得旋钮420返回到锁定构型。但是,在一些示例中,锁定特征结构430可被构造成能够将凸形花键特征结构432与周向邻近的凹形花键特征结构332周向对齐,以确保平滑过渡到锁定构型。换句话讲,花键特征结构432,436可被构造成彼此自对齐。参考本文的教导内容,可构造锁定特征结构430的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
D.具有按钮致动锁定特征结构的关节运动控制组件
图18-图19B示出了可易于结合到器械10中取代关节运动控制组件100的另一示例性关节运动控制组件500。除非另有说明,否则关节运动控制组件500就像上述关节运动控制组件100一样被构造和操作。本示例的关节运动控制组件500包括外壳510和旋钮520。旋钮520相对于外壳510的旋转致使轴组件的关节运动节段(例如,轴组件30的关节运动节段130)进行关节运动。本示例的关节运动控制组件500还包括被构造成能够选择性地防止旋钮520旋转的锁定特征结构530。应当理解,通过防止旋钮520旋转,锁定特征结构530还防止轴组件的关节运动节段进行关节运动。锁定特征结构530可用于代替本文所述的选择性地防止旋钮520旋转并选择性地将关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在特定偏转位置的其它特征结构,或者作为这些特征结构的补充。
在本示例中,锁定特征结构530包括可操作地联接到轴534的按钮532。轴534沿相同轴线(旋钮520相对于外壳510旋转)可滑动地接收在旋钮520中。轴534具有第一部分534a、第二部分534b和第三部分534c。按钮532被定位在第一部分534a的顶部上,并被构造成能够突出到旋钮520的上表面之上,以使得操作者易于压下按钮532,如下所述。如图所示,轴534的第一部分534a和按钮532被示出为单独的部件,但在其它示例中,按钮532可与轴534一体成型。如图所示,轴534的第二部分534b具有比第一部分和第二部分534a,534c小的横截面尺寸(例如,直径)。锁定特征结构430还包括弹性特征结构536,其在本示例中被示出为螺旋弹簧,但在其它示例中可为其它类型的弹性特征结构。弹性特征结构536将轴534向上偏压到图19A所示的位置中,由此锁定特征结构530处于锁定构型。
在本示例中,锁定特征结构530还包括具有尖的末端526a,528a的一对向外延伸接合构件526,528。外壳510包括具有向内露置齿516,518的第一圆柱形部分512。齿516,518被构造成能够与接合构件526,528互补。具体地讲,接合构件526,528被构造成能够接合处于锁销关系的齿516,518,从而相对于外壳510选择性地锁定旋钮520的旋转位置。接合构件526,528和齿516,518被构造成能够以基本上类似于如上所述接合构件126,128与齿116,118那样的方式进行操作。但是,在本示例中,接合构件526,528可沿径向向内回缩,以与齿516,518脱离接合。一组弹性构件538,540将接合构件526,528向内偏压。轴534选择性地抵抗接合构件526,528的这种向内偏压,具体取决于第三部分534c是否与接合构件526,528定位在相同侧向平面上,或者第二部分534b是否与接合构件526,528定位在相同侧向平面上。
轴534沿着竖直轴线平移以响应于按钮532的压下和释放而将部分534b,534c与接合构件526,528选择性地定位在相同侧向平面上。具体地讲,当未压下按钮532时,由于弹性特征结构536的偏压,轴534处于如图19A所示的上部原始位置。在此状态下,轴534的第三部分534c与接合构件526,528定位在相同侧向平面上。由于第三部分534c的直径尺寸相对较大,因此第三部分534c将接合构件526,528保持在向外位置中,使得尖的末端526a,528a与齿516,518接合。在尖的末端526a,528a和齿516,518之间的这种接合防止旋钮520相对于外壳510旋转,从而防止关节运动节段130相对于轴组件30的其余部分进行关节运动。因此,当锁定特征结构430处于图19A所示状态时,关节运动节段130被锁定在其当前关节运动状态,
为了解锁旋钮520,从而解锁关节运动节段130,操作者可向下按压按钮532(沿箭头538的方向)。当向下按压按钮532时,轴534克服了弹性特征结构536的偏压,并且轴534向下移动。随着轴534向下移动,接合特征结构526,528的径向向内部分526b,528b沿第三部分534c行进,并随着径向向内部分526b,528b变得与轴534的第二部分534b(其直径小于轴534的第三部分534c)一致,弹性构件538,540最终向内推动接合特征结构526,528。随着接合特征结构526,528如图19B所示向内移动,接合特征结构的尖的末端526a,528a分别与齿516,518脱离接合,并且旋钮520相对于外壳510自由旋转。操作者因此可旋转旋钮520,同时保持按钮532处于压下状态以便调整关节运动节段130的关节运动状态。
一旦操作者将关节运动节段130的关节运动状态调整至所需的量(无论是达到关节运动状态还是从关节运动状态释放),操作者就释放按钮532。当操作者释放按钮532时,弹性特征结构536向上推动按钮532和轴534(沿与箭头538相反的方向)。随着轴534向上行进,轴534的第三部分534c最终与接合特征结构526,528的径向向内部分526b,528b接合,从而向外驱动接合特征结构526,528返回图19A所示的位置。接合特征结构526,528因此分别与齿516,518重新接合,从而相对于外壳510重新锁定旋钮520的旋转位置,从而进一步锁定关节运动节段130的所调整的关节运动状态。虽然轴534被示出为提供在部分534b,534c之间的阶梯性过渡,但应当理解,轴534相反可提供在部分534b,534c之间的渐缩式过渡。接合构件526,528的径向内部部分526b,528b可在锁定构型(图18、图19A)与解锁构型(图19B)之间过渡时沿这样的渐缩过渡部分滑动。参考本文的教导内容,可构造锁定特征结构430的各种其它合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
E.具有偏压和键控锁定特征结构的关节运动控制组件
图20-图25示出了可易于结合到器械10中取代关节运动控制组件100的另一示例性关节运动控制组件600。除非另有说明,否则关节运动控制组件600就像上述关节运动控制组件100一样被构造和操作。本示例的关节运动控制组件600包括外壳610和旋钮620。旋钮620相对于外壳610的旋转致使轴组件的关节运动节段(例如,轴组件30的关节运动节段130)进行关节运动。本示例的关节运动控制组件600还包括被构造成能够选择性地防止旋钮620旋转的锁定特征结构630。应当理解,通过防止旋钮620旋转,锁定特征结构630还防止轴组件的关节运动节段进行关节运动。锁定特征结构630可用于代替本文所述的选择性地防止旋钮620旋转并选择性地将关节运动节段130相对于由外部护套32限定的纵向轴线锁定在特定偏转位置的其它特征结构,或者作为这些特征结构的补充。
如图20充分展示,本示例的锁定特征结构630包括大致环形锁定板632、螺旋弹簧634和波形弹簧636。环形锁定板632包括径向外边缘638、径向内边缘640、第一侧面642和第二侧面644(图24A-图24B)。环形锁定板632还包括从外边缘638径向向外延伸的一对相对的凸形键控特征结构646a,646b、一组第一锁定齿648和一组第二锁定齿650。每组齿648,650具有锯齿构型并沿第一侧面642的角度范围的仅相应一部分延伸。
锁定特征结构630的不同部件还包括在旋钮620和外壳610上。具体地讲,并如图21充分展示,旋钮620包括第一表面669和第二表面670。柄部672从第一表面669向上延伸。齿666,668从第二表面670向下延伸。齿666与齿668分开180°角度。齿666,668各自具有锯齿构型,使得齿666,668被构造成能够分别接合锁定齿648,650,以相对于外壳610选择性地锁定旋钮620的旋转位置。齿666和齿650的互补锯齿构型使得随着旋钮620沿第一角度方向旋转,齿666可沿齿650以棘轮方式滑动,然而当齿666,650接合时,齿666,650的构型将防止旋钮620沿第二角度方向旋转(与第一角度方向相反)。同样,齿668和齿648的互补锯齿构型使得随着旋钮620沿第二角度方向旋转,齿668可沿齿648以棘轮方式滑动,然而当齿668,648接合时,齿668,648的构型将防止旋钮620沿第一角度方向旋转。
同样如图21充分展示,旋钮620还包括从表面670向下延伸并具有斜面化边缘676的大致圆柱形突出部674。圆柱形突出部674被构造成能够与螺旋弹簧634接合,如下所述。旋钮620还包括从表面670向下延伸的大致半球形突出部678。突出部678以角度90°定位在齿666,668之间。突出部678和柄部672均沿侧向地平分旋钮670的假想竖直平面679布置(图24A)。平面678也侧向地平分柄部672和突出部678。
在本示例中,仅示出外壳610的第一圆柱形部分612。然而,应当理解,外壳610还可包括基本上类似于关节运动组件外壳110的第二圆柱形部分114被构造和操作的第二圆柱形部分(未示出)。外壳610的第一圆柱形部分612被限定为具有大致圆筒形腔体的大致圆筒形主体。具体地讲,并如图20充分展示,圆柱形部分612包括径向外壁680、径向内壁682、上边缘684和大致圆形内表面686。径向内壁682和内表面686限定大致圆筒形腔体688,该腔体还包括从其径向向外延伸的凹形键控特征结构690a,690b。孔692延伸穿过表面684并穿过外底部表面688。孔692为旋钮620提供路径以与特征结构(如可平移构件161,162)联接,从而沿相对的纵向方向驱动关节运动带140,142,以便从而驱动关节运动节段130进行关节运动。
如图20和图22-图24B充分展示,锁定板632、螺旋弹簧634和波形弹簧636被接收在腔体688中。具体地讲,锁定板632、螺旋弹簧634和波形弹簧636以同轴布置方式位于腔体688中。波形弹簧636邻接表面686。锁定板632定位在波形弹簧636上方,使得锁定板632的表面644的各部分邻接波形弹簧636。第一圆柱形部分612的凹形键控部分690a,690b接收锁定板632的凸形键控部分646a,646b。键控部分646a,646b,690a,690b之间的关系允许锁定板632在第一圆柱形部分612内竖直地平移,但防止锁定板632相对于第一圆柱形部分612旋转。螺旋弹簧634的尺寸被设定成使得螺旋弹簧634的有效外径小于由锁定板632的径向内边缘640限定的内径。
旋钮620相对于腔体688被设置为使得锁定板632大致插置在旋钮620和波形弹簧636之间。此外,旋钮620相对于腔体被设置为使得620的表面669与圆柱形部分612的边缘684大致齐平。提供保持特征结构(未示出)以便防止旋钮620移动到边缘684上方某一点,在该点处表面669在边缘684上方。例如,在上述部件组装在一起后,保持环可设置在边缘684上方以限制旋钮620相对于第一圆柱形部分612的向上垂直移动。螺旋弹簧634的尺寸还被设定成使得螺旋弹簧634的有效内径小于旋钮620的圆柱形突出部674的外径。螺旋弹簧634因此接收圆柱形突出部674,使得圆柱形突出部674将螺旋弹簧634在第一圆柱形构件612内保持轴向取向。
如图22-图23所示,旋钮620初始被设置成使得锁定齿666,668分别与止动器特征结构648,650邻近但不会接合。旋钮620被水平取向,使得表面669,670与锁定板632的侧面642,644和圆柱形部分612的内表面686平行。此时,旋钮620相对于外壳610绕竖直轴线602沿第一方向或第二方向自由旋转,以便使关节运动节段沿第一方向或第二方向进行关节运动。例如,旋钮620从图22-图23所示中间位置绕轴线602沿第一角度方向旋转将致使关节运动节段沿第一方向进行关节运动。随着旋钮620沿第一方向旋转,齿668沿齿648以棘轮方式转动。齿666简单地沿锁定板632的第一侧面642滑动(或在该第一侧面上方自由移动)。当操作者随后释放旋钮620时,齿668,648之间的接合将关节运动节段锁定在所选关节运动状态。换句话讲,齿668,648之间的接合将锁定关节运动控制组件600,从而将关节运动节段锁定在关节运动状态。
类似地,旋钮620从图22-图23所示中间位置绕轴线602沿第二角度方向旋转将致使关节运动节段沿第二方向进行关节运动。随着旋钮620沿第二方向旋转,齿666沿齿650以棘轮方式转动。齿668简单地沿锁定板632的第一侧面642滑动(或在该第一侧面上方自由移动)。当操作者随后释放旋钮620时,齿666,650之间的接合将关节运动节段锁定在所选关节运动状态。换句话讲,齿666,650之间的接合将锁定关节运动控制组件600,从而将关节运动节段锁定在关节运动状态。
当操作者希望解锁关节运动控制组件600和关节运动节段(例如,以使关节运动节段返回直线构型)时,操作者可使旋钮620的近侧端部绕如图24A-图25所示的水平轴线696向下倾斜。具体地讲,图24A示出了在旋钮620倾斜之前同时关节运动控制组件600仍处于锁定状态的关节运动控制组件600。随着旋钮620的近侧端部绕水平轴线696向下倾斜,突出部678向下压在锁定板632的第一侧面642上,从而如图24B和图25所示向下驱动锁定板632。随着向下驱动锁定板632,先前与对应齿650,648接合的任意齿666,668将与齿650,648脱离接合,从而使关节运动控制组件600过渡到解锁状态。在保持旋钮620处于倾斜取向时,操作者可绕轴线602沿任一方向旋转旋钮620以重新调整关节运动节段的关节运动状态。一旦关节运动节段达到期望的重新调整状态,操作者便可释放旋钮620。此时,螺旋弹簧634的弹性将驱动旋钮620返回图22-图24A所示的水平取向。
F.具有受弹性偏压的控制轮和锁定特征结构的关节运动控制组件
图26A-图26B示出了可易于结合到器械10中取代关节运动控制组件100的示例性另选关节运动控制组件700。本示例的关节运动控制组件700被构造成能够使关节运动节段130以与关节运动控制组件100基本上类似的方式进行关节运动(除了下述区别外)。关节运动控制组件700被固定到轴组件30的外部护套32的近侧部分。关节运动控制组件700位于柄部组件的主体702内。除非另有说明,否则主体702和柄部组件的其余部分可被构造成与主体22以及器械10柄部组件20的其余部分类似。
本示例的关节运动控制组件700包括被构造成能够相对于主体702平移和旋转的可旋转输入轮704。输入轮704包括一体式齿轮706。轮704和齿轮706能够绕轴线708)旋转。轮704和齿轮706进一步与刚性臂734联接。臂734进一步与棘爪732和弹性构件736联接。弹性构件736安装在主体702上并被构造成能够将轮704和齿轮706偏压-图26A所示的位置。
本示例的关节运动控制组件700还包括传输齿轮710、第一锥齿轮712和第二锥齿轮718。传输齿轮710和第一锥齿轮712经由轴714彼此联接为一体,使得齿轮710,712整体地一起旋转。锥齿轮712,718彼此处于啮合关系,使得第一锥齿轮712的旋转将提供第二锥齿轮718的旋转。第二锥齿轮718与相对的螺纹传输组件720联接,该传输组件进一步与平移构件761,762联接。传输组件720被构造成能够将来自第二锥齿轮718的旋转输出转换成平移构件761,762的相对纵向运动。平移构件761,762与相应关节运动带以类似于关节运动带140,142的方式联接,使得平移构件761,762的相对纵向运动提供关节运动节段在轴组件中的关节运动。
在一些型式中,传输组件720包括与第一平移构件761相关的第一螺母和导螺杆组件以及与第二平移构件761相关的第二螺母和导螺杆组件。第二螺母和导螺杆组件可具有与第一螺母和导螺杆组件的螺纹取向相反的螺纹取向,使得导螺杆组件可提供与由两个导螺杆组件共享的单一旋转输入相对的纵向运动。仅以举例的方式,传输组件720可根据下述专利的至少一些教导内容进行构造:2013年1月24日公布的名称为“Surgical Instrumentwith Contained Dual Helix Actuator Assembly”美国专利公布2013/0023868,其公开内容以引用方式并入本文。参考本文的教导内容,传输组件720的其它合适构型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
关节运动控制组件700被构造成能够在锁定状态(图26A)和驱动状态(图26B)之间过渡。在锁定状态中,齿轮706与齿轮710脱离接合,而棘爪732与齿轮710接合。棘爪732防止齿轮710旋转。在齿轮710被棘爪732锁定时,齿轮712,718和传输组件720也被锁定。在传输组件720被锁定时,平移构件761,762也被锁定,从而将关节运动节段锁定在其当前关节运动状态。如果操作者试图在关节运动控制组件700处于锁定状态时绕轴线708)旋转轮704,轮704将简单地自由旋转,而不产生任何其它影响。或者,主体702可包括当关节运动控制组件700处于锁定状态时接合轮704或齿轮706的一体式棘爪特征结构。当关节运动控制组件700处于锁定状态时,这样的棘爪可防止轮704旋转,从而向操作者提供触觉反馈以指示关节运动控制组件700处于锁定状态。
当操作者希望改变关节运动节段(例如,上述关节运动节段130)的关节运动状态时,操作者可通过从图26A所示位置朝近侧推/拉轮704到图26B所示的位置,而使关节运动控制组件700过渡到驱动状态。这最终将使齿轮706与齿轮710接合。此外,轮704的近侧移动可经由臂734传送至棘爪732,使得棘爪732与齿轮710脱离接合,如图26B所示。臂734的近侧移动也压缩弹性构件736。在棘爪732与齿轮710脱离接合时,齿轮710自由旋转。在齿轮706与齿轮710接合时,齿轮704的旋转将致使齿轮710旋转。因此,应当理解,轮704的旋转将致动传输组件720,从而当关节运动控制组件700处于驱动状态时,提供平移构件761,762的相对纵向运动,如图26B所示。换句话讲,当关节运动控制组件700处于驱动状态时,轮704绕轴线708)的旋转将驱动轴组件的关节运动节段进行关节运动,如图26B所示。
一旦操作者使轴组件的关节运动节段达到期望的关节运动状态,操作者就可简单释放轮704。当操作者释放轮704时,弹性构件736将驱动轮704、齿轮706和棘爪732返回到图26A所示位置,从而使关节运动控制组件700过渡返回到锁定状态。这会将关节运动组件锁定在所调整的关节运动状态。参考本文的教导内容,可构造和操作关节运动控制组件700的各种其它合适的方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
G.具有自锁定线性凸轮特征结构的关节运动控制组件
图27A-图28B示出了可易于结合到器械10中取代关节运动控制组件100的另一示例性另选关节运动控制组件800。关节运动控制组件800被构造成能够使关节运动节段130以与关节运动控制组件100基本上类似的方式进行关节运动(除了下述区别外)。关节运动控制组件800被固定到轴组件30的外部护套32的近侧部分。
在本示例中,关节运动控制组件800包括第一衬圈802、第二衬圈804和可旋转旋钮806。旋钮806的旋转致使关节运动节段130进行关节运动,如下文更详细地论述。关节运动控制组件900还包括具有相对的第一凸轮板和第二凸轮板808a,808b的致动器807。第一衬圈802包括从其横向延伸的第一销810。第一销810被接收在凸轮板808a的第一凸轮通道812中。第二衬圈804包括从其横向延伸的第二销814。第二销814被接收在凸轮板808的第二凸轮通道816中。如图28A-图28B充分展示,凸轮通道812,816各自相对于竖直轴线832倾斜地延伸。此外,第一凸轮通道812朝远侧倾斜,而第二凸轮通道816朝近侧倾斜。
轴组件30包括分别经由销820,822联接至第一衬圈和第二衬圈802,804的一对关节运动带840,842。关节运动带840,842被构造成能够以基本上类似于关节运动带140,142的方式操作,使得关节运动带840,842的相对纵向平移致使关节运动节段130进行关节运动。关节运动带840,842以能够滑动的方式纵向延伸穿过外部护套32的近侧部分。销820被接收在第一衬圈802的环形沟槽824中,而销822被接收在第二衬圈804的环形沟槽826中。因此,随着轴组件30相对于关节运动控制组件800旋转,销820在环形沟槽824中旋转,而销822在环形沟槽826中旋转。销820,822分别与相应关节运动带840,842以机械方式联接,使得销820的纵向平移致使关节运动带840纵向平移,并且使得销822的纵向平移致使关节运动带842纵向平移。
本示例的致动器807包括螺纹镗孔828,该螺纹镗孔被构造成能够通过螺纹与联接至旋钮806的螺纹杆830联接。旋钮806和螺纹杆830沿轴线832固定在一起,使得由于螺纹杆830和致动器807之间的螺纹联接,旋钮806的旋转致使致动器沿轴线832纵向移动。例如,沿第一方向旋转旋钮806致使致动器807沿轴线832并沿垂直于外部护套32的纵向轴线的平面以远离旋钮806的方向移动。沿第二方向旋转旋钮806致使致动器807沿轴线832并沿垂直于外部护套32的纵向轴线的平面朝向旋钮807移动。
如从图28A-图28B的过渡所示,旋钮806沿致使致动器807远离旋钮806移动的方向旋转。由于凸轮通道812,816的构型,致动器807远离旋钮806移动致使销810,814沿循凸轮通道812,816。因此,凸轮通道812沿近侧方向推压销810,从而致使衬圈802的近侧平移。类似地,凸轮通道816沿远侧方向推压销814,从而致使衬圈804朝远侧平移。由于衬圈902和关节运动带940之间的联接接合,因此衬圈802朝近侧平移致使关节运动带840朝近侧平移。类似地,由于衬圈804和关节运动带842之间的联接接合,因此衬圈804的远侧平移致使关节运动带842朝远侧平移。因此,响应于旋钮806的旋转,关节运动带840,842沿相对的纵向方向同时平移。旋钮806的旋转从而将改变关节运动节段130的关节运动状态。
应当理解,销810,814和凸轮通道812,816可被定位和布置成使得旋钮806沿第一角度方向的旋转将致使关节运动节段130远离外部护套32的纵向轴线沿第一侧向方向偏转;而旋钮806沿第二角度方向的旋转将致使关节运动节段130远离外部护套32的纵向轴线沿第二侧向方向偏转。还应当理解,由于销810,814和凸轮通道812,816的构型和布置,关节运动控制组件800可提供关节运动节段130的自锁定。换句话讲,在销810,814和凸轮通道812,816之间的摩擦可防止关节运动节段130意外偏转远离所选关节运动状态,除非并直至操作者旋转旋钮806。
H.具有自锁定旋转凸轮特征结构的关节运动控制组件
图29A-图30B示出了可易于结合到器械10中取代关节运动控制组件100的另一示例性另选关节运动控制组件900。关节运动控制组件900被构造成能够使关节运动节段130以与关节运动控制组件100基本上类似的方式进行关节运动(除了下述区别外)。关节运动控制组件900被固定到轴组件30的外部护套32的近侧部分。
关节运动控制组件900包括第一衬圈902、第二衬圈904、可旋转旋钮906和凸轮板908。凸轮板908联接至可旋转旋钮906,使得可旋转旋钮906的旋转致使凸轮板908旋转。第一衬圈902包括从其横向延伸的第一销910。第一销910被接收在凸轮板908的第一凸轮通道912中。第二衬圈904包括从其横向延伸的第二销914。第二销914被接收在凸轮板908的第二凸轮通道916中。
轴组件30包括分别经由销920,922联接至第一衬圈和第二衬圈902,904的一对关节运动带940,942。关节运动带940,942被构造成能够以基本上类似于关节运动带140,142的方式操作,使得关节运动带940,942的相对纵向平移致使关节运动节段130进行关节运动。关节运动带940,942以能够滑动的方式纵向延伸穿过外部护套32的近侧部分。销920被接收在第一衬圈902的环形沟槽924中,销922被接收在第二衬圈904的环形沟槽926中。因此,随着轴组件30相对于关节运动控制组件900旋转,销920在环形沟槽924中旋转,销922在环形沟槽926中旋转。销920,922与相应关节运动带940,942以机械方式联接,使得销920的纵向平移致使关节运动带940纵向平移,并且使得销922的纵向平移致使关节运动带942纵向平移。
如从图30A-图30B的过渡所示,旋钮906沿致使凸轮板908逆时针移动的方向旋转。由于凸轮通道912,916的构型,凸轮板908的逆时针旋转致使销910,914沿循凸轮通道912,916,使得朝远侧推压销910时朝近侧推压销914。销910的近侧移动提供衬圈902的近侧移动,继而致使关节运动带940的近侧移动。销914的远侧移动提供衬圈904的远侧移动,继而致使关节运动带942的远侧移动。因此,响应于旋钮906的旋转,关节运动带940,942沿相对的纵向方向同时平移。旋钮906的旋转将由此改变关节运动节段130的关节运动状态。
应当理解,销910,914和凸轮通道912,916可被定位和布置成使得旋钮906沿第一角度方向的旋转将致使关节运动节段130远离外部护套32的纵向轴线沿第一侧向方向偏转;而旋钮906沿第二角度方向的旋转将致使关节运动节段130远离外部护套32的纵向轴线沿第二侧向方向偏转。还应当理解,由于销910,914和凸轮通道912,916的构型和布置,关节运动控制组件900可提供关节运动节段130的自锁定。换句话讲,在销910,914和凸轮通道912,916之间的摩擦可防止关节运动节段130意外偏转远离所选关节运动状态,除非并直至操作者旋转旋钮906。
III.示例性组合
以下实施例涉及其中可组合或应用本文教导内容的各种不完全方式。应当理解,下述实施例并非旨在限制可在本专利申请或本专利申请的后续提交文件中的任何时间提供的任何权利要求的覆盖范围。不旨在进行免责声明。提供下面的实施例仅仅用于示例性目的。可设想到,本文的各种教导内容可按多种其它方式进行布置和应用。还可设想到,某些变型可省去以下实施例提及的某些特征结构。因此,下文提及的方面或特征中的任一个均不应被视为决定性的,除非另外例如由发明人或关注发明人的继承者在稍后日期明确指明。如果本专利申请或与本专利申请相关的后续提交文件中提出的任何权利要求包括下文提及的那些特征结构之外的附加特征结构,则这些附加特征结构不应被假定为因与专利性相关的任何原因而被添加。
实施例1
一种用于对组织进行操作的设备,该设备包括:(a)主体组件;(b)从主体组件朝远侧延伸的轴,其中该轴限定纵向轴线;(c)声学波导,其中该波导包括柔性部分;(d)与轴联接的关节运动节段,其中该关节运动节段的一部分包围波导的柔性部分;(e)端部执行器,该端部执行器包括与波导声学通信的超声刀;(f)关节运动驱动组件,该关节运动驱动组件能够操作以驱动关节运动节段进行关节运动,从而使端部执行器从纵向轴线偏转,其中关节运动驱动组件包括致动器,其中致动器能够相对于主体组件运动以驱动关节运动节段进行关节运动;和(g)与致动器连通的锁定特征结构,其中锁定特征结构能够在解锁状态和锁定状态之间运动,其中锁定特征结构被构造成能够在所述解锁状态允许致动器相对于主体组件运动,其中锁定特征结构被构造成能够在所述锁定状态防止致动器相对于主体组件运动。
实施例2
根据实施例1或下述实施例中任一项所述的设备,其中锁定特征结构被弹性地偏压至锁定构型。
实施例3
根据实施例2所述的设备,其中锁定特征结构沿垂直于纵向轴线的轴线被弹性地偏压。
实施例4
根据实施例2所述的设备,其中锁定特征结构沿平行于纵向轴线的平面被弹性地偏压。
实施例5
根据前述或下述实施例中任一项所述的设备,其中主体组件包括关节运动外壳,其中致动器包括具有柄部和主体部分的旋钮,其中关节运动外壳被构造成能够接收旋钮的主体部分。
实施例6
根据实施例5所述的设备,其中锁定特征结构包括凸形止动器特征结构和凹形止动器特征结构,该凹形止动器特征结构被构造成能够接收凸形止动器特征结构,其中凸形止动器特征结构被设置在旋钮或关节运动外壳中的一者上,其中凹形止动器特征结构被设置在旋钮或关节运动外壳中的另一者上。
实施例7
根据实施例6所述的设备,其中旋钮包括多个凸形止动器特征结构,该多个凸形止动器特征结构沿周向设置在旋钮上,其中关节运动外壳包括多个凹形止动器特征结构,该多个凹形止动器特征结构被构造成能够对应地接收凸形止动器特征结构。
实施例8
根据实施例5所述的设备,其中旋钮包括具有端部的可移动臂,其中可移动臂的端部被定位成在处于锁定构型时接合关节运动外壳的可接合部分,其中可移动臂的端部被构造成能够在处于解锁构型时与关节运动外壳的可接合部分间隔开。
实施例9
根据实施例5所述的设备,其中外壳包括内壁,其中锁定特征结构包括沿周向设置在内壁上的多个第一接合特征结构。
实施例10
根据前述或下述实施例中任一项所述的设备,其中锁定特征结构包括按钮,该按钮沿致动器的轴线延伸,其中锁定特征结构被构造成能够响应于按钮沿该轴线的致动而移动至解锁构型。
实施例11
实施例10的设备,其中锁定特征结构包括至少一个构件,该至少一个构件可操作地联接到按钮,其中所述至少一个构件朝向轴线被径向向内偏压,其中该构件被构造成能够响应于沿轴线致动按钮而径向向内移动。
实施例12
根据实施例10所述的设备,其中主体组件包括具有内壁的关节运动外壳,其中关节运动外壳被构造成能够接收致动器的一部分,使得内壁包围致动器的一部分,其中所述至少一个构件被构造成能够在响应于沿轴线致动按钮而在沿径向向内移动之前接合内壁的一部分。
实施例13
根据实施例13所述的设备,其中内壁包括第一止动器特征结构,其中构件包括第二止动器特征结构,其中第一止动器特征结构与第二止动器特征结构互补。
实施例14
根据前述或下述实施例中任一项所述的设备,其中锁定特征结构包括杠杆,该杠杆能够沿平行于纵向轴线的平面移动。
实施例15
根据前述或下述实施例中任一项所述的设备,其中锁定特征结构被构造成能够防止致动器沿仅一个方向移动。
实施例16
一种用于对组织进行操作的设备,所述设备包括:(a)主体组件;(b)从主体组件朝远侧延伸的轴,其中该轴限定纵向轴线;(c)与轴联接的关节运动节段;(d)与关节运动节段联接的端部执行器,其中端部执行器包括被构造成能够接合组织的工作元件;(e)关节运动驱动组件,该关节运动驱动组件能够操作以驱动关节运动节段进行关节运动,从而使端部执行器从纵向轴线偏转,其中关节运动驱动组件包括:(i)第一构件,(ii)第二构件,和(iii)可旋转构件,其中第一构件和第二构件能够操作以沿相反方向同时平移,从而响应于可旋转构件相对于主体组件的旋转而使端部执行器从纵向轴线偏转;和锁定特征结构(f),该锁定特征结构能够相对于可旋转构件在第一位置和第二位置之间移动,其中锁定特征结构被构造成能够在第一位置中抵抗可旋转构件的旋转;其中锁定特征结构被构造成能够在第二位置中允许可旋转构件的旋转。
实施例17
根据实施例16或下述实施例中任一项所述的设备,其中可旋转构件包括旋钮,该旋钮可操作地联接到螺纹杆。
实施例18
根据实施例16或下述实施例中任一项所述的设备,其中关节运动驱动组件包括联接到第一构件的第一衬圈和联接到第二构件的第二衬圈,其中第一衬圈和第二衬圈能够响应于可旋转旋钮的旋转而沿纵向轴线运动,从而致使第一构件和第二构件平移。
实施例19
根据实施例16或下述实施例中任一项所述的设备,其中锁定特征结构包括至少一个销和至少一个凸轮构件,该至少一个凸轮构件可操作地联接到销。
实施例20
一种用于对组织进行操作的设备,该设备包括:(a)主体组件;(b)从主体组件朝远侧延伸的轴,其中该轴限定纵向轴线;(c)声学波导,其中该波导包括柔性部分;(d)与轴联接的关节运动节段,其中该关节运动节段的一部分包围波导的柔性部分,其中该关节运动节段还包括:(i)第一构件和(ii)第二构件,其中第二构件能够相对于第一构件纵向平移;和(e)端部执行器,该端部执行器包括与波导声学通信的超声刀;(f)关节运动驱动组件,该关节运动驱动组件能够操作以驱动关节运动节段进行关节运动,从而使端部执行器从纵向轴线沿第一方向偏转,其中关节运动驱动组件包括具有柄部部分和主体部分的旋钮,其中旋钮的主体部分定位在主体组件的外壳部分内,其中旋钮的主体部分被构造成能够在外壳部分内旋转,其中旋钮能够旋转以驱动关节运动节段进行关节运动;和(h)锁定特征结构,其中锁定特征结构能够在解锁状态和锁定状态之间运动,其中锁定特征结构被构造成能够在处于解锁状态时允许旋钮的旋转,其中锁定特征结构被构造成能够在处于锁定状态时防止旋钮的旋转。
IV.其它方面
应当理解,本文所述的任何型式的器械还可包括除上述那些之外或作为上述那些的取代的各种其它特征结构。仅以举例的方式,本文所述器械中的任一者还可包括公开于以引用方式并入本文的各种参考文献中的任一者的各种特征结构中的一者或多者。还应当理解,本文的教导内容可容易地应用到本文所引用的其它参考文献中的任一者所述的器械中的任一者,使得本文的教导内容可容易地以多种方式与本文所引用的参考文献中的任一者的教导内容进行组合。此外,本领域的普通技术人员将认识到,本文的各种教导内容可易于应用到电外科器械、缝合器械以及其它类型的外科器械。可结合本文的教导内容的其它类型的器械对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。
应当理解,据称以引用的方式并入本文的任何专利、专利公布或其它公开材料,无论是全文或部分,仅在所并入的材料与本公开中所述的现有定义、陈述或者其它公开材料不冲突的程度下并入本文。同样地并且在必要的程度下,本文明确阐述的公开内容取代以引用方式并入本文的任何冲突材料。据称以引用方式并入本文但与本文列出的现有定义、陈述或其它公开材料相冲突的任何材料或其部分将仅在所并入的材料和现有的公开材料之间不产生冲突的程度下并入。
上述型式的装置可应用于由医疗专业人员进行的常规医学治疗和规程、以及机器人辅助的医学治疗和规程。仅以举例的方式,本文的各种教导内容可易于并入机器人外科***,诸如Intuitive Surgical,Inc.(Sunnyvale,California)的DAVINCITM***。相似地,本领域的普通技术人员将认识到,本文的各种教导内容可易于与以下专利中的各种教导内容结合:2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgical Tool with UltrasoundCauterizing and Cutting Instrument”的美国专利6,783,524,其公开内容以引用方式并入本文。上文所述型式可被设计成在单次使用后废弃,或者其可被设计成使用多次。在任一种情况或两种情况下,可修复型式以在至少一次使用之后重复使用。修复可包括以下步骤的任意组合:拆卸装置,然后清洁或替换特定零件以及随后进行重新组装。具体地讲,可拆卸一些型式的装置,并且可选择性地以任何组合来替换或移除装置的任意数量的特定零件或部分。在清洁和/或更换特定部件时,该装置的一些型式可在修复设施处重新组装或者在即将进行手术之前由用户重新组装以供随后使用。本领域的技术人员将会了解,装置的修复可利用多种技术进行拆卸、清洁/更换、以及重新组装。此类技术的使用和所得的修复装置均在本专利申请的范围内。
仅以举例的方式,本文描述的型式可在手术之前和/或之后消毒。在一种消毒技术中,将该装置放置在闭合且密封的容器诸如塑料袋或TYVEK袋中。然后可将容器和装置放置在可穿透容器的辐射场中,诸如γ辐射、X射线、或高能电子。辐射可将装置上和容器中的细菌杀死。然后将经杀菌的装置储存在无菌容器中,以供以后使用。还可使用本领域已知的任何其它技术对装置进行消毒,所述技术包括但不限于β辐射或γ辐射、环氧乙烷或蒸汽。
已经示出和阐述了本发明的各种实施方案,可在不脱离本发明的范围的情况下由本领域的普通技术人员进行适当修改来实现本文所述的方法和***的进一步改进。已经提及了若干此类潜在修改,并且其它修改对于本领域的技术人员而言将显而易见。例如,上文所讨论的实施例、实施方案、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等均是示例性的而非必需的。因此,本发明的范围应根据以下权利要求书来考虑,并且应被理解为不限于说明书和附图中示出和描述的结构和操作的细节。
Claims (15)
1.一种用于对组织进行操作的设备,所述设备包括:
(a) 主体组件;
(b) 轴,所述轴从所述主体组件朝远侧延伸,其中所述轴限定纵向轴线;
(c) 声学波导,其中所述波导包括柔性部分;
(d) 关节运动节段,所述关节运动节段与所述轴联接,其中所述关节运动节段的一部分包围所述波导的所述柔性部分;
(e) 端部执行器,所述端部执行器包括与所述波导声学通信的超声刀;
(f) 关节运动驱动组件,所述关节运动驱动组件能够操作以驱动所述关节运动节段进行关节运动,从而使所述端部执行器从所述纵向轴线偏转,其中所述关节运动驱动组件包括致动器,其中所述致动器能够相对于所述主体组件运动以驱动所述关节运动节段进行关节运动;和
(g) 锁定特征结构,所述锁定特征结构与所述致动器连通,其中所述锁定特征结构能够在解锁状态和锁定状态之间运动,其中所述锁定特征结构被构造成能够在所述解锁状态允许所述致动器相对于所述主体组件运动,其中所述锁定特征结构被构造成能够在所述锁定状态防止所述致动器相对于所述主体组件运动
其中所述锁定特征结构包括按钮,所述按钮沿所述致动器的轴线延伸,其中所述锁定特征结构被构造成能够响应于所述按钮沿所述轴线的致动而移动至所述解锁状态。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述锁定特征结构被弹性地偏压至所述锁定状态。
3.根据权利要求2所述的设备,其中所述锁定特征结构沿垂直于所述纵向轴线的轴线被弹性地偏压。
4.根据权利要求1所述的设备,其中所述主体组件包括关节运动外壳,其中所述致动器包括具有柄部和主体部分的旋钮,其中所述关节运动外壳被构造成能够接收所述旋钮的所述主体部分。
5.根据权利要求4所述的设备,其中所述锁定特征结构包括凸形止动器特征结构和凹形止动器特征结构,所述凹形止动器特征结构被构造成能够接收所述凸形止动器特征结构,其中所述凸形止动器特征结构被设置在所述旋钮或所述关节运动外壳中的一者上,其中所述凹形止动器特征结构被设置在所述旋钮或所述关节运动外壳中的另一者上。
6.根据权利要求5所述的设备,其中所述旋钮包括多个凸形止动器特征结构,所述多个凸形止动器特征结构沿周向设置在所述旋钮上,其中所述关节运动外壳包括多个凹形止动器特征结构,所述多个凹形止动器特征结构被构造成能够对应地接收所述凸形止动器特征结构。
7.根据权利要求4所述的设备,其中所述旋钮包括具有端部的可移动臂,其中所述可移动臂的所述端部被定位成在处于所述锁定状态时接合所述关节运动外壳的可接合部分,其中所述可移动臂的所述端部被构造成能够在处于所述解锁状态时与所述关节运动外壳的所述可接合部分间隔开。
8.根据权利要求4所述的设备,其中所述外壳包括内壁,其中所述锁定特征结构包括沿周向设置在所述内壁上的多个第一接合特征结构。
9.根据权利要求1所述的设备,其中所述锁定特征结构包括至少一个构件,所述至少一个构件可操作地联接到所述按钮,其中所述至少一个构件朝向所述轴线被径向向内偏压,其中所述构件被构造成能够响应于沿所述轴线致动所述按钮而径向向内移动。
10.根据权利要求1所述的设备,其中所述主体组件包括具有内壁的关节运动外壳,其中所述关节运动外壳被构造成能够接收所述致动器的一部分,使得所述内壁包围所述致动器的一部分,其中至少一个构件被构造成能够在响应于沿所述轴线致动所述按钮而在沿径向向内移动之前接合所述内壁的一部分。
11.根据权利要求10所述的设备,其中所述内壁包括第一止动器特征结构,其中所述至少一个构件包括第二止动器特征结构,其中所述第一止动器特征结构与所述第二止动器特征结构互补。
12.根据权利要求1所述的设备,其中所述锁定特征结构被构造成能够防止所述致动器沿仅一个方向移动。
13.根据权利要求1所述的设备,
其中所述致动器包括:
(i) 第一构件,
(ii) 第二构件,和
(iii) 可旋转构件,其中所述第一构件和所述第二构件能够操作以沿相反方向同时平移,从而响应于所述可旋转构件相对于所述主体组件的旋转而使所述端部执行器从所述纵向轴线偏转;和
其中所述锁定特征结构能够相对于所述可旋转构件在所述锁定状态和所述解锁状态之间移动;
其中所述锁定特征结构被构造成能够在所述锁定状态中抵抗所述可旋转构件的旋转;
其中所述锁定特征结构被构造成能够在所述解锁状态中允许所述可旋转构件的旋转。
14.根据权利要求13所述的设备,其中所述关节运动驱动组件包括联接到所述第一构件的第一衬圈和联接到所述第二构件的第二衬圈,其中所述第一衬圈和所述第二衬圈能够响应于所述可旋转构件的旋转而沿所述纵向轴线运动,从而致使所述第一构件和所述第二构件平移。
15.根据权利要求1所述的设备,
其中所述关节运动节段还包括:
(i) 第一构件,和
(ii) 第二构件,其中所述第二构件能够相对于所述第一构件纵向平移;
其中所述关节运动驱动组件包括具有柄部部分和主体部分的旋钮,其中所述旋钮的所述主体部分定位在所述主体组件的外壳部分内,其中所述旋钮的所述主体部分被构造成能够在所述外壳部分内旋转,其中所述按钮能够旋转以驱动所述关节运动节段进行关节运动;和
其中所述锁定特征结构被构造成能够在处于所述解锁状态时允许所述旋钮的旋转,其中所述锁定特征结构被构造成能够在处于所述锁定状态时防止所述旋钮的旋转。
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