装置的可更换部件的识别的制作方法

专利名称：装置的可更换部件的识别的制作方法
技术领域：
本公开通常涉及一种用于识别手术器械的可替换部分的特征(例如类型和/或状 态)的装置和方法。特别地，本公开涉及诸如手术缝合装置的缝钉筒的一次性使用装载单 元(“SULU”，single use loading unit)的识别。
背景技术：
在手术操作期间，外科医生必须能够容易且可靠地确定为手术操作所选择的器械 是否适合于其预期的用途。手术器械通常包括可替换部件，该可替换部件可以用更适合于 特定操作的不同部件替换。可选择地，一旦使用，该部件可能需要替换。许多手术器械包括可拆除或可替换的部件。在使用这种手术器械之前，必要 的是辨别联接或放置于手术器械中的特定部件。包括可拆除SULU的手术器械的实例 包括美国专利第7，055，730和7，159，750号，其全部内容通过引用合并于此。特别地， 美国专利第7，055，730号公开了一种包括SULU的手术紧固件应用装置并包括钉仓半段 (half-section)和砧座半段，并且钉仓半段和砧座半段可从松开位置相对运动到完全夹紧 位置。美国专利第7，159，150号公开了一种手术缝合装置，该手术缝合装置被设计为与连 接到装置的细长主体部的SULU —起使用。在使用器械之前，必须确定与特定的手术器械可操作地联接的SULU的类型和/或 状态。然而，由于SULU在尺寸和构造上不同以及容纳其中的手术紧固件不同等事实而使 SULU的特性和状态变得复杂。而且，由于SULU可能不具有明显的外部特征或者可能从视觉 上是模糊的，因此SULU的类型和/或状态不能从目视检查中容易地显现。

发明内容
本公开涉及一种用于辨别手术器械的可替换部件的特征的装置和方法。手术装置可包括收容部分，所述收容部分包括一个或多个传感器。手术器械的可 替换部件(例如，缝合钉钉仓或末端效应器)适合于并被配置为可拆卸地联接到手术装置 的收容部分(例如，钉仓收容部分或细长轴的远端)上。具有待识别特征的手术器械的可 替换部件包括联接到可替换部件上的至少一个磁铁，该磁铁具有可由例如霍尔效应传感器 的传感器所测量的强度。该磁铁具有与待识别的可替换部件的特征对应的磁性强度。多个 所述至少一个磁铁被布置为表示与待确定的可替换部件的特征对应的二进制码。特别地， 手术装置可包括给定数量的传感器，所述传感器适合于并被配置为检测特定磁铁的存在或 不存在。存在的磁铁的布置表示与特定特征对应的二进制码。例如，在可替换缝合钉钉仓 的情况下，所述特征可以是包括在缝合钉钉仓中的缝合钉的尺寸和维数。
导电元件，例如具有与待识别的特定特征对应的强度的磁铁可以联接到可替换部 件上。例如，具有1，000高斯额定功率的磁铁可与包含可吸收共聚物缝合钉的手术缝合器 械的SULU相对应。在另一个实施例中，多个导电元件可被布置为表示二进制码以指示待识 别的特征。控制器能够从输入的相应的测得特征来确定可替换部件的类型和/或状态。在实施例中，SULU状态的确定可以通过动态地改变磁铁的强度、排列或可检测性 来实现，例如，通过响应于SULU的状态变化而移动或覆盖磁铁以使得通过传感器测得的磁 铁的数量或强度可以动态地改变。在这种情况下，可以确定如保留在SULU中的缝合钉的数 量的这种状态指示器。


当与附图相结合时，本公开的上述和其它的方案、特征和优点将通过以下详细描 述而变得更加明显，其中图1为包括缝合钉钉仓组件的手术紧固装置的立体图；图2为零件分解的立体图，示出了图1的缝合钉钉仓组件在本公开的手术紧固件 应用装置的钉仓半段上的安装；图3为缝合钉钉仓就绪的缝合钉钉仓加载和闭锁机构的放大的右侧近视图；图4为包括钉仓组件的手术缝合装置的另一个实施例的侧视立体图；图5为图示了末端效应器的图4中指示的区域的放大视图；图6为图5的末端效应器的零件分解视图；图7为部件识别系统的方框图；图8为图7的部件识别系统在第二状态下的方框图；图9为图7的部件识别系统在第三状态下的方框图；以及图10为部件识别系统的另一个实施例的方框图。
具体实施例方式将结合附图对用于辨别手术器械的部件的特征的本公开的装置和方法的实施例 进行详细描述，其中，相似的附图标记指代几幅图中的每一副中的相同或相对应的元件。现在将结合图1-3描述手术缝合装置10。手术缝合装置10适于并被配置为将多 个相邻排的缝合钉使用到夹紧在钉仓收容部分12和砧座部分14之间的身体组织上。手术 缝合装置10设置有可双重选择的夹紧杆(clampinglever)62、64和可滑动地安装的发射杆 (firing lever) 65。夹紧杆62、64向用户提供从半段12、14中的任一个打开缝合钉装置10 的选择。一对人机工程学外形的手柄66、68分别固定到夹紧杆63、64上。此外，发射杆65 向用户提供了从左侧或右侧中的任一侧使手术缝合装置10发射的能力。SULU 16包括钉仓主体18，其设置有几个模制表面以便相对于手术缝合装置10的 钉仓半段12安装和对准SULU 16。这种有助于对准的表面可以在钉仓主体18的各种部件 上的任意适当位置处形成，以与钉仓半段12上的互补表面相对应。例如，定位/对准特征 表面18a可以在其近侧端附近的SULU 16的任一侧上向下延伸而形成，而模制表面18b可 以在其远侧端附近的钉仓主体18的任一侧上形成。当SULU 16适当地安装在手术缝合装置10上时，表面18a位于形成在钉仓半段12中的一对凹口 38、50中。摇杆52进一步设置有向下延伸的阻断表面52e，当凸轮杆通道40 位于其最近侧位置时，阻断表面52e与穿过凸轮杆通道40的底面形成的开口垂直对准。摇 杆52可以通过弹簧56朝闭锁位置偏置，在该闭锁位置上阻断表面52e延伸穿过开口 40a， 以禁止凸轮杆通道40的远侧纵向运动。见图3，SULU 16可与横梁58可操作地接合。在使 用较短的SULU 16的手术缝合装置10的方案中，可去除横梁58。如图2所示，可以交错排列的一对凸轮表面36、38从凸轮杆通道40延伸以平移通 过SULU 16，以从SULU16排出缝合钉对(未图示)。此外，刀片也可沿着SULU 16的长度平 移以对夹紧在钉仓收容部分12和砧座部分14之间的组织进行对切。如图2和图3所示，磁铁30可位于SULU 16上，并且传感器35可以以充分地接近 磁铁30以与磁铁30可操作地相互作用的方式位于钉仓收容部分12上，例如在通道40处 或通道40附近或者沿着横梁58。选择位于SULU 16上的磁铁30为具有与待由传感器35 识别的SULU 16的特征对应的可测量特征。现在将结合图4-5描述手术缝合装置200。手术缝合装置200包括近侧手柄部 212、细长中心体部214和末端效应器231。末端效应器231可从细长中心体部214任意地拆 卸。特别地，远侧轴216可以与末端效应器231 —起拆卸。手柄部212包括本体213，本体213 限定了固定手柄218、触发器230、用于旋转的旋转控制构件222和铰接(articulation)致 动器224。本体213包括利用已知的紧固技术彼此固定的一对模制半段213a、213b，所述已 知的紧固技术例如粘合剂、焊接、互锁结构和螺钉等。可选择地，也可以使用其它的紧固技 术。此外，可包括在特定的位置锁紧末端效应器231的锁紧机构。特别地，切口 220可以以 搭扣配合(snap-fit)关系接合凸出部220c，从而在特定的位置可释放地固定铰接致动器 224和旋转控制构件222。如图5和6所示，末端效应器231包括砧座组件234和钉仓组件236。末端效应 器231还包括远侧工具组件232和中间枢轴构件233，所述中间枢轴构件233在铰链构件 242a、242b处可操作地联接到远侧工具组件232上。砧座组件234被配置为并适于促进成 品缝合钉(completed staple)的形成，如在本领域中所公知的，例如，砧座组件234包括多 个缝合钉变形凹处。在其它实施例中，末端效应器231可包括磁铁30并且细长中心体部214可包括传 感器35。相应地，在具有可替换末端效应器231的手术缝合装置200的实施例中，促进了对 末端效应器231的识别和辨别。此外，末端效应器231可包括适于可操作地连接到远侧轴 216上的安装构件350。安装构件350可适于促进末端效应器231的枢转。如图6最佳所示，末端效应器231包括砧座体部238和砧座板部240。如在本领域 中所公知的，砧座板部240可包括多个缝合钉变形凹处(未图示)。砧座板部240可利用 任意已知的紧固技术固定到砧座体部238上，已知的紧固技术例如焊接和卷曲加工等。在 组装状态下，砧座体部238和砧座板部240限定了在其间的间隙或空腔241。砧座体部238 的近侧端包括一对铰链构件242a、242b。砧座板240的近侧部限定了凸轮表面244。细长 槽246从砧座板部240的近侧端朝砧座板部240的远侧端延伸。钉仓组件236包括限定了细长承载通道252的载体部251，细长承载通道252被定 尺寸为收容缝合钉钉仓或SULU 254。在钉仓254和载体部251中的相应的狭槽(slot)和凹 槽(groove)用作保持钉仓，即SULU 254。在SULU254和载体部251中的相应的狭槽和凹槽用作将SULU 254保持在承载通道252中。SULU 254包括多个缝合钉狭槽或凹处256以收 容如在本领域中所公知的缝合钉和推动器的多个紧固件。包括条筒楔形件(can wedge) 258 的致动滑板(actuation sled) 260被配置为并适于平移通过SULU以促使推动器通过狭槽 或凹处256弹射出缝合钉。通过销268固定到凸轮表面244上的刀杆265包括刀片266。 刀杆265适于平移通过狭槽262。此外，刀杆可包括孔270、272，所述孔被配置为并适于容 纳通过其中的发射电缆。载体部251包括形成在其近侧端上的一对铰链构件278a、278b并可包括锯齿280。 枢转销可在铰链构件242a、242b和铰链构件278a、278b之间延伸以使砧座组件234在相对 于砧座体部238的间隔位置和接近位置之间关于钉仓组件236枢转。通道盖290可以利用 容纳在狭槽294中的调整片(tab) 292固定到载体部251的侧壁上。通道盖290限定了例如 291a和291b的电缆通道，用于沿着载体部251的侧壁的发射电缆。一对切口 296a和296b 形成在载体部251中以便于发射电缆从通道291a和291b通到钉仓承载通道252中。导向 盖284或其它适当的结构可设置或固定到载体部250的远侧端上。如图6所示，磁铁30可位于SULU 254上，并且传感器35可位于载体部251上，载 体部251容纳SULU 254和/或充分接近磁铁30以与磁铁30可操作地相互作用。选择位 于SULU 16上的磁铁30为具有待由传感器35识别的与SULU 16的特征相对应的可测量特 征。在实施例中，磁铁30可以可操作地联接到末端效应器231上并且传感器35可以可操 作地联接到细长中心体部214上。如图7-9所示，部件识别系统150包括多个磁铁30。每个磁铁30具有相应的传 感器35，例如霍尔效应传感器。霍尔效应传感器是响应于磁场的变化而改变其输出的转换 器。通过检测磁铁30的接近和/或强度的变化，传感器35将能够检测SULU 16,254的存 在或不存在。此外，传感器35可检测与特定的SULU 16、254对应的磁铁30的特定特征以 用于SULU 16、254的辨别和/或状态目的。磁铁30被布置在SULU 16、254上以表示二进制码，此处每个二进制码与待识别的 SULU的特征相对应。能够建立的二进制码的数量是传感器35的数量(“η”)的函数。特别 地，二进制码的总数量等于二(2)的η次幂，此处η等于传感器的总数量。例如，如果存在 六(6)个传感器35，则可能的二进制码的总数量为六十四(64)。由于传感器35不仅能够 检测磁铁的存在，也能够检测其强度，因此，通过包括具有不同强度的磁铁，能够表示多于2 的η次方个的特征。相应地，可能的组合数量可以是磁铁的数量和每个单个磁铁的强度的 函数。在图7至图9中的每副图中，六(6)个传感器35联接到微控制器15上，微控制器 15读取每个信号以确定与待识别的特征相对应的二进制码。图7至图9以三种不同的构造 图示了磁铁30的排列。如图7所示，六(6)个传感器35中的每一个具有相应的磁铁30， 因此由该排列表示的二进制码等于111111。如图8所示，第一传感器35、第二传感器35、 第四传感器35、第五传感器35和第六传感器35顺序分别联接到不同的磁铁30上。这种 布置对应于二进制码110111。图9还图示了另一可能的磁铁30的构造，此处，第一传感器 35、第三传感器35、第四传感器35和第六传感器35顺序分别联接到不同的磁铁30上。这 种排列对应于二进制码101101。在部件识别系统250的另一个实施例中，一个传感器35适于读取一个磁铁30的强度。每个待识别的特征将对应于具有不同的磁性强度(即高斯功率)的磁铁30。为了达 到这种结果，具有不同磁性强度的不同磁性材料或者不同的数量的相同材料的磁铁可联接 到例如SULU 16,254的部件上以与待识别的特征对应。传感器35向微控制器15发送信号 以识别器械的相应特征。随着SULU 16的发射，可以通过移动磁铁30或覆盖磁铁30来实现SULU16的状态 的确定，以便由传感器20测得的磁铁30的数量或强度可以动态地改变。这样，多个SULU 16可设置有手术缝合装置10并且每个SULU 16具有与特定SULU 16的特征相对应的磁铁 30的构造。设置在SULU 16上的磁铁30的数量可指示缝合钉排的数量、SULU 16的长度、 设置在SULU 16中的缝钉的尺寸，以及将有助于为实施手术操作选择正确的SULU 16的任 意其它相关信息。更进一步，可以想到的是，磁铁30可以可操作地联接到将由传感器20检 测的SULU 16中的可运动磁性部件上。在这种情况下，部件识别系统10将能够检测SULU 16是否具有故障或者之前已经使用过。本领域的技术人员应该理解的是，此处，在不脱离本公开的范围和精神的情况下， 可以在形式和细节上作出各种改进和变化。例如，与上述说明不同的包括在示出的手术装 置10、200中的不同的排列、数量和位置的磁铁30和传感器35将保持在本公开的范围和精 神内。此外，此处所描述的部件识别系统可应用到包括需要识别的可替换部件的任意手术 器械中。相应地，此处在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上作出改 进和变化。
权利要求
一种手术装置，包括收容部分，其包括一个或多个传感器；以及可替换部件，其适于并被配置为可拆卸地联接到所述收容部分上，所述可替换部件包括至少一个磁铁，所述至少一个磁铁具有与所述可替换部件的特征相对应的强度或排列，所述至少一个磁铁能由所述一个或多个传感器检测。
2.根据权利要求1所述的手术装置，其中所述至少一个传感器包括多个传感器，每个 传感器适于并被配置为检测磁铁，所述可替换部件具有多个磁铁，磁铁的数量等于或少于 所述传感器的数量，所述磁铁被布置为与特定的传感器相互作用以使特定的传感器检测磁 铁的存在，磁铁的排列与二进制码相对应并表示所述可替换部件的特征。
3.根据权利要求1所述的手术装置，其中所述至少一个传感器包括多个传感器，每个 传感器适于并被配置为检测磁铁，所述可替换部件具有多个磁铁，磁铁的数量等于或少于 传感器的数量，所述磁铁被布置为与特定的传感器相互作用以使特定的传感器检测磁铁的 不存在，磁铁的排列与二进制码对应并表示可替换部件的特征。
4.根据权利要求1所述的手术装置，其中所述收容部分是钉仓收容部分并且所述可替 换部件是适于并被配置为由所述钉仓收容部分收容的装载单元。
5.根据权利要求4所述的手术装置，其中所述装载单元是缝合钉钉仓并且所述可替换 部件的特征是容纳在所述缝合钉钉仓中的一个或多个缝合钉的尺寸和维数。
6.根据权利要求1所述的手术装置，其中所述收容部分是细长体部并且所述可替换部 件是末端效应器，所述细长体部和所述末端效应器适于并被配置为可操作地彼此联接。
7.根据权利要求1所述的手术装置，其中所述至少一个传感器是霍尔效应传感器。
8.根据权利要求1所述的手术装置，其中所述至少一个磁铁具有强度、排列或检测能 力，并且其中所述至少一个磁铁的强度、排列或检测能力响应于所述手术装置的状态变化 而动态地改变。
9.根据权利要求8所述的手术装置，其中状态的变化对应于所述手术装置的致动。
10.根据权利要求8所述的手术装置，其中状态的变化对应于缝合钉钉仓的发射。
全文摘要
本发明提供了一种用于确定手术器械的可替换部件的特征的装置和方法。可由霍尔效应传感器测量的具有可测量强度的导电材料联接到所述部件上。在另一个实施例中，多个导电材料被布置为形成表示与所述可替换部件相对应的二进制码。可由所述传感器测量的磁铁的数量和/或强度可动态地改变以使所述手术器械的状态是可确定的。
文档编号A61B17/02GK101889883SQ201010182369
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者普拉布·拉姆林安姆, 曼吉特·辛格·宾德拉 申请人:Tyco医疗健康集团