具有封闭刀的外科工具的制作方法

微创外科(mis)工具和规程通常可优于传统的开放式外科手段，这是由于它们能够减少术后恢复时间并留下最小的疤痕。腹腔镜式手术是一种类型的mis规程，其中在患者的腹腔中形成一个或多个小切口，并将套管针插入每个切口以提供用于适当外科工具的外科进入通路。套管针还可以提供内部密封组件，用于在外科规程期间保持腹腔充气。

可以经由套管针将各种mis工具插入患者的腹腔中并从腹腔外部进行操纵。例如，腹腔镜式外科工具通常类似于用于传统外科规程的那些，不同之处在于腹腔镜式外科工具具有从端部执行器延伸至腹腔外部位置的细长轴。端部执行器是外科工具的外科功能部件。当外科工具插入患者的腹腔中时，细长轴通过套管针向外凸出，并且外科工具的外部部分提供了用于操纵端部执行器并与其连通的装置。一旦插入患者体内，端部执行器可以以多种方式接合并且/或者处理组织以实现期望的诊断或治疗效果。腹腔镜式和类似外科工具的示例性端部执行器包括例如剪刀、抓紧器、针驱动器、夹钳、缝合器、烧灼器、抽吸工具、冲洗工具以及施夹钳。

机器人手术代表了一类专门的腹腔镜式外科规程。与传统的腹腔镜式手术那样直接接合外科工具不同，外科医生使用以能够通信的方式联接到机器人操纵器的电子界面来操纵并接合外科工具。在机器人控制下操纵和接合外科工具可以允许在许多情况下执行更精确的外科规程。外科医生甚至不一定需要与患者一起待在手术室。有利的是，机器人外科系统可以允许通过保持自然的手眼轴来实现直观的手部移动。另外，机器人外科系统可以结合将端部执行器联接到细长轴的“腕”，以便在机器人外科规程期间提供自然的类手部关节运动。与人类腕可能实现的运动相比，该腕还可以促进实现扩展的和复杂的运动范围，这可以允许执行高度复杂和精确的外科规程。

许多腹腔镜式和机器人外科规程使用能够执行缝合操作的端部执行器。如在常规外科规程中那样，腹腔镜式和机器人缝合操作使用附接到一定长度的外科线的针来将一根或多根缝合线放置在组织中。腹腔镜式和机器人缝合操作使用针驱动器作为放置缝合线时操纵针的端部执行器。针驱动器包括相对的钳口，当抓握和释放缝合针时，所述相对的钳口在闭合位置与打开位置之间进行关节运动。在完成缝合操作之后，必须切断(切割)外科线以从患者移除针和多余的外科线。

刀刃切割器械诸如外科剪刀或剪子通常用于在外科规程期间切断外科线。在腹腔镜式和机器人外科规程中，此类切割器械可以包括在与针驱动器相同的外科工具上，但是也可形成单独的外科工具的一部分。两种方法都可能存在问题。将单独的外科工具引入患者体内以切断外科线可能由于使用附加的工具而增加进行规程的时间和成本。此外，单独的外科工具可能需要插入附加的套管针，这会增加患者创伤并延长恢复时间。相比之下，结合了针驱动器和刀刃切割器械的常规外科工具可能存在在缝合操作完成之前无意地和过早地切断外科线的风险。对于一些用户而言，这种风险可能代表了采用多功能外科工具的不可接受的障碍。

附图说明

以下附图包括在内以示出本公开的某些方面，并且不应被视为排他性的实施方案。在不脱离本公开的范围的情况下，所公开的主题能够在形式和功能上实现相当大的修改、改变、组合以及等同物。

图1示出了可结合本公开的某些原理的示例性外科工具的示意图。

图2示出了一个示意图，该示意图示出了外科工具的腕可通过其进行关节运动的自由度。

图3至图5示出了包含端部执行器的示例性外科工具的各种视图。

图6示出了一个示意图，该示意图示出了外科工具与机器人操纵器之间的联接。

图7至图9示出了在端部执行器内结合了针驱动器和刀刃切割器械的示例性外科工具的各种操作阶段的等轴视图。

图10至图12示出了结合了刀刃切割器械的端部执行器的一部分的等轴视图。

图13和图14示出了结合了刀刃切割器械的端部执行器的一部分的等轴视图，其中硬止动件限制了运动范围。

图15a、图15b、图16a、图16b、图17a和图17b示出了示例性端部执行器内的切割体的各种操作阶段的俯视图和侧视图。

具体实施方式

本公开总体上描述了具有操作地联接到细长轴的端部执行器的外科工具，并且更具体地讲，描述了能够在外科规程期间放置缝合线和切断外科线的外科工具和端部执行器。

在缝合操作期间外科线不希望的或过早的切断可能带来问题。本公开描述了被构造成能够执行缝合操作的多个方面的外科工具和端部执行器及其使用方法，但是具有显著较低的过早外科线切断风险。更具体地讲，本公开描述了结合了针驱动器和刀刃切割器械的外科工具和端部执行器，其中刀在需要用于切断外科线之前被遮蔽。这样，本文所公开的外科工具和端部执行器在缝合操作期间不易受到无意或过早的外科线切断的影响。

在讨论本公开的外科工具和端部执行器及其使用方法的其他细节之前，将在下文中提供腹腔镜式和类似外科工具以及机器人外科系统的简要概述，以便更好地理解本公开的实施方案。

术语“近侧”和“远侧”在本文中相对于外科医生或机器人操纵器的接合位置而定义。术语“近侧”是指更接近接合位置的位置(即，远离患者)，并且术语“远侧”是指更远离接合位置的位置(即，更接近患者)。此外，方向术语诸如上方、下方、上部、下部、向上、向下、左、右等用于描述附图中的相对位置，因此不应被视为限制性的。

图1示出了可结合本公开的某些原理的示例性外科工具100的示意图。外科工具100包括细长轴102、位于细长轴102的远侧端部的端部执行器104以及位于细长轴102的近侧端部的外壳108。腕106也位于细长轴102的远侧端部，并将端部执行器104联接到其上。外壳108可被构造成能够与机器人操纵器(另选地称为“机器人”或“外科机器人”)的安装夹具可释放地联接。外壳108包含可被致动以在端部执行器104中产生一个或多个合成运动的各种机构(在图1中被遮蔽)。更具体地讲，外壳108内的致动通过能够与端部执行器104操作地接合的缆线或类似的细长构件(在图1中被遮蔽)的回缩和延伸来控制端部执行器104的操作。

外壳108可以以各种方式与机器人操纵器的安装夹具可释放地联接，诸如通过夹持或夹在其上，或者与其可滑动地配合。在美国专利申请公布2015/0209965和2015/0025549(其全文以引用方式并入本文)以及2016年7月1日提交的标题为“methods,systems,anddevicesforinitializingasurgicaltool”的美国专利申请15/200,283中更详细地描述了用于将外壳108可释放地联接到安装夹具的示例性机构，所述专利申请全文以引用方式并入本文。在这些参考文献以及美国专利8,831,782中也描述了示例性机器人外科系统，该专利也全文以引用方式并入本文。

继续图1，端部执行器104被构造成能够在腕106处相对于细长轴102移动，诸如通过在腕106处枢转，以便在外科规程期间将端部执行器104定位在相对于手术部位的期望方向和位置处。外壳108包括设计用于定位和操作端部执行器104的各种特征的各种部件(例如，夹持、击发、旋转、关节运动、能量递送等中的一个或多个)。在示例性实施方案中，一个或多个细长构件从外壳108延伸穿过腕106以促进端部执行器104的关节运动，如本文更详细地讨论的那样。在至少一些实施方案中，细长轴102和在其远侧联接的端部执行器104被构造成能够围绕纵向轴线a1旋转。在一些实施方案中，外壳108的各种部件可被构造成能够促进细长轴102和端部执行器104围绕纵向轴线a1的旋转运动。在其他实施方案中，细长轴102可固定到外壳108，在这种情况下，外科工具100可通过机器人操纵器旋转以重新定位细长轴102和端部执行器104。

外科工具100，尤其是在端部执行器104处，可被构造成能够执行至少一种外科功能。端部执行器104的选择可以确定外科工具100能够执行哪种外科功能。可存在于外科工具100中的端部执行器104的示例性构型包括例如夹钳、抓紧器、针驱动器、剪刀、向组织施加能量的电烙工具、缝合器、施夹钳、抽吸工具、冲洗工具、成像装置(例如，内窥镜或超声探头)以及它们的任何组合。在至少一个实施方案中，外科工具100可被构造成能够向组织施加机械力。机械力可以经由延伸穿过细长轴102的缆线或类似的细长构件传递至端部执行器104。

细长轴102从外壳108朝远侧延伸，并且具有在内部延伸穿过其中的至少一个管腔(参见图3)。细长轴102可固定到外壳108上，但是可另选地可释放地联接以便能够与其他类型的细长轴诸如具有不同直径的细长轴互换。在至少一些实施方案中，细长轴102可以可旋转地联接到外壳108。

端部执行器104可以具有多种尺寸、形状和构型。在图1的示例性构型中，端部执行器104包括具有相对钳口110和112的组织抓紧器或针驱动器，所述钳口被构造成能够在打开位置和闭合位置之间相对于彼此移动(枢转)。另外，整个端部执行器104可在腕106处相对于细长轴102枢转。枢转可将端部执行器104放置在期望的位置中以便在外科规程期间接合组织或另一表面。

腕106同样可以具有多种构型。在图1的示例性构型中，腕106包括被构造成能够允许端部执行器104相对于细长轴102移动的接头，诸如枢转接头，在该接头处钳口110和112经由对应的主体枢转地附接。可类似于腕106并且适用于本公开的实施方案的示例性构型包括在美国专利申请公布2015/0209965和2015/0025549以及美国专利申请15/200,283中描述的那些，每个专利申请先前以引用方式并入上文。

图2示出了一个示意图，该示意图示出了腕106可通过其进行关节运动的自由度。更具体地讲，腕106可用的自由度由三个平移或位置变量(例如，进退、升沉和摇摆)以及三个旋转或取向变量(例如，欧拉角或滚转、俯仰和偏航)表示。平移和旋转变量共同描述了外科系统的一个或多个部件(例如，腕106和相关联的端部执行器104)相对于给定参照系诸如笛卡尔坐标系或球坐标系的位置和取向。如图2所示，术语“进退”是指向前和向后移动，术语“升沉”是指上下移动，并且术语“摇摆”是指左右移动。关于图2中的旋转术语，“滚转”是指左右倾斜，“俯仰”是指向前和向后倾斜，并且“偏航”是指左右转动。

在一些实施方案中，枢转运动可以包括围绕腕106的第一轴线(例如，x轴)的俯仰移动、围绕腕106的第二轴线(例如，y轴)的偏航移动以及它们的组合，以允许端部执行器104围绕腕106的360°旋转移动。在其他实施方案中，枢转运动可被限于在单个平面中的移动，使得端部执行器104仅在单个平面上旋转(例如，仅围绕腕106的第一轴线的俯仰移动或仅围绕腕106的第二轴线的偏航移动)。

外科工具100包括多个缆线或类似的细长构件(在图1中被遮蔽)，其被构造成能够使端部执行器104相对于细长轴102移动。细长构件的示例性形式包括例如缆线、带、线、塞绳、线材、绳索、线丝、绞合线丝等。细长构件可以由各种高耐久性材料中的任何一种形成，诸如金属(例如，钨、不锈钢等材料)或聚合物。在至少一个实施方案中，一个或多个细长构件可由柔性材料制成。示例性缆线和类似的细长构件在美国专利申请公布2015/0209965和2015/0025549中有所描述，每个专利申请先前以引用方式并入本文。

图3至图5更全面地示出了细长构件在外科工具100内的布置，其示出了细长轴102、端部执行器104和腕106的各种放大视图。虽然外科工具100被描绘为包括四个细长构件302a-d，其中一对操作地联接到钳口110和112中的每一个，但是另选构型可以具有不同数量的细长构件。例如，具有不需要内部运动的端部执行器的外科工具可以包括两个细长构件，其被构造成能够在纵向张紧和去张紧时提供关节运动。

如图3至图5所示，细长构件302a-d在细长轴102的管腔304内纵向延伸穿过腕106并且可操作地接合端部执行器104，如下文所述。类似地，细长构件302a-d的近侧端部能够与外壳108中的部件操作地接合(图3至图5中未示出)。细长构件302a-d中的一个或多个可选择性地纵向平移，以使端部执行器104相对于细长轴102移动(例如，在一个或多个位置中枢转)。根椐所需的运动，细长构件302a-d中的一个或多个可纵向平移以使端部执行器104进行关节运动(例如，使钳口110和112沿相同方向以一定角度移动)，以打开端部执行器104(例如，使钳口110和112远离彼此移动)，以使端部执行器104闭合(例如，使钳口110和112朝向彼此移动)，或它们的任何组合。

尽管图3中描绘了单个管腔304，在另选实施方案中可以存在多个管腔，使得细长构件302a-d中的一个或多个容纳在多个管腔中的每个管腔内。在其他另选实施方案中，细长构件302a-d中的一个或多个可以沿着细长轴102的外部延伸，诸如在形成于细长轴102的外表面中的纵向通道中。

仍然参考图3，并进一步参考图4和图5，腕106包括用于在细长构件302a-d的纵向平移期间接合和重定向细长构件的多个滑轮。具体地讲，腕106包括远侧多个滑轮316a、316b、318a和318b，以及近侧多个滑轮320a、320b、322a和322b。在远侧多个滑轮和近侧多个滑轮中对应的滑轮之间设置有间隙(在图4中最佳地示出)，其尺寸被设计为使得细长构件302a-d能够从其中穿过。滑轮316a、316b、318a和318b安装到远侧腕轴308a，并且滑轮320a、320b、322a和322b安装到近侧腕轴308b。端部执行器104可操作地联接到腕106，使得远侧腕轴308a在其操作期间限定第一枢转轴线p1。

外科工具100还包括沿着端部执行器轴305的第二枢转轴线p2，钳口110和112被构造成能够围绕该第二枢转轴线p2从闭合位置相对于彼此枢转至一系列打开位置，并且/或者钳口110和112被构造成能够在端部执行器104的关节运动期间围绕该第二枢转轴线p2一起移动。如图所示，第二枢转轴线p2基本上垂直于纵向轴线a1。本领域普通技术人员将理解，轴线a1和p2可能并非彼此精确地垂直，但是由于许多因素诸如制造公差和测量装置的精度，它们被认为基本上垂直。

外科工具100在第二枢转轴线p2处具有两个接头，每个钳口110和112具有一个接头。细长构件302a-d中的至少一个的致动使得钳口110和/或钳口112沿着第二枢转轴线p2在一个或多个相关联的接头处移动。在示例性实施方案中，钳口110和112被构造成能够在其相关联的接头处一前一后同时枢转。也就是说，在钳口110和112打开期间，钳口110和112中的每一个在其相关联的接头处旋转，并且在钳口110和112闭合期间，钳口110和112中的每一个在其相关联的接头处沿相反方向旋转。

在至少一些实施方案中，外科工具100被构造成能够可释放地联接到机器人操纵器。图6示出了一个示意图，该示意图示出了外科工具与机器人操纵器之间的联接。应当理解，图6中描绘的联接方式本质上是示例性的，从而可以更好地理解本公开的某些实施方案。在非限制性变型形式中，例如，外科工具和/或机器人操纵器的类型和/或联接方式可以基于本领域普通技术人员熟悉的考虑因素而不同。

如图6所描绘的，外科工具600联接到机器人操纵器604的臂602。机器人操纵器604和外科工具600定位在患者606附近，以便在其上进行外科规程。根据一个或多个实施方案，机器人操纵器604与控制系统610电子通信，外科医生可通过该控制系统移动臂602并且/或者致动外科工具600。虽然图6描绘了外科工具600与控制系统610之间的有线连接，无线构型也在本公开的范围之内。在一个或多个实施方案中，控制系统610可包括使用软件和硬件的任何组合实现的视觉控制、处理控制或它们的任何组合。

如先前所讨论的那样，由于外科线与外科工具的刀刃切割器械之间偶然的相互作用，被常规地构造成能够在缝合操作期间操纵针并且在完成缝合操作之后切断外科线的外科工具可能存在问题。因此，本公开提供了用于外科工具的端部执行器，其能够在缝合期间抓握和释放针(或可能的组织)并且随后在完成外科规程时切断外科线，但是具有显著较低的过早线切断风险。更具体地讲，本文所述的端部执行器结合了针驱动器和刀刃切割器械，其中刀刃切割器械的刀被定位成仅在需要切断外科线时通过彼此接合进行切割。与其他同等配备的常规双功能端部执行器相比，本文所公开的端部执行器内的刀构型有利地提供了低的过早外科线切断的发生率。

本文所述的端部执行器有利地在单个端部执行器的覆盖区内结合了针驱动和线切断能力，从而提供了与其他类型的腹腔镜式和机器人外科设备和规程的兼容性。更具体地讲，本文所述的端部执行器包括能够打开和闭合以抓握和释放组织、外科线、针等的相对的钳口。如本文进一步详细描述的那样，可以通过打开超过预定角度来进一步操纵相对的钳口，以在需要时(诸如在完成缝合时)暴露刀以切割外科线。具体地讲，相对的钳口可以打开超过预定角度，该预定角度足以暴露位于针驱动器上的相对钳口的枢转接头近侧的刀。然后，刀准备好在至少部分地闭合钳口时接收并切断外科线。这样，本公开的端部执行器可以促进缝合操作的多个方面，特别是针抓握/释放以及外科线切断。

本文所述的端部执行器被构造成能够使得刀的切割表面不彼此或与另一表面接合，直到需要切断外科线。更具体地讲，从完全闭合的钳口位置直到预定角度，刀重叠并且不提供可以接收外科线的孔(间隙)。这样，除非需要切断外科线，否则刀被有效地封闭。通过保持刀不接合直到需要切断外科线，减小了摩擦并且意外切割的风险显著降低。下文提供了本公开的端部执行器和外科工具的其他优点。

图7至图9示出了各种操作阶段的示例性外科工具700的等轴视图。外科工具700包含结合了针驱动器和切割刀的端部执行器704。如图所示，端部执行器704可经由远侧连接叉707操作地联接到腕706，该远侧连接叉与远侧腕轴708a枢转地接合。远侧多个滑轮716也安装到远侧腕轴708a，并且近侧多个滑轮718安装到近侧腕轴708b。细长构件703a-d在细长轴702内纵向延伸，并在接合端部执行器704之前穿过近侧多个滑轮和远侧多个滑轮716和718。轴线a1和p1与参考图1和图3至图5定义的轴线相同。

端部执行器704的钳口710和712被构造成能够经由围绕端部执行器轴705的旋转而相对于彼此枢转，该端部执行器轴可操作地联接到远侧连接叉707。图7示出了处于完全闭合构型的钳口710和712，图8示出了处于部分打开构型的钳口710和712，并且图9示出了处于完全打开构型的钳口710和712。钳口710和712能够在完全闭合和完全打开构型之间以及介于两者之间的任何程度上枢转。因此，所描绘的构型不应被视为限制性的。

端部执行器704被构造成当钳口710和712闭合时能够在缝合操作期间抓握针(或可能的组织)并且当钳口710和712至少部分地打开时释放针(或可能的组织)。在缝合期间释放针所需的打开程度不必像图8和图9中所描绘的那样宽。图7的闭合构型和图8的部分打开构型表示当不需要切断外科线时(即，当抓握和释放针时)钳口710和712的典型枢转极限。在实施过程中，当在缝合操作期间释放针时，可以采用比图8中所描绘的钳口710和712的有限的开口，并且限制开口范围可能是有利的，如下文所述。

如图9所示，端部执行器704还包括具有相对切割表面的刀刃切割器械，所述切割表面包括切割体730和732。切割体730包括刀734，并且切割体732包括刀736。如下文所述，仅当钳口710和712打开超过预定角度时，刀734和736才基本上暴露。当暴露时，在刀734与736之间形成间隙721以接收外科线以供切割。当钳口710和712以小于预定角度的角度定位时，间隙721闭合并且刀734和736不能再接受附加的外科线以供切割。因此，过早线切断的风险显著降低。

在示例性实施方案中，端部执行器704的钳口710和712可通过第一角度范围(α)枢转，而不暴露刀734和736或使其彼此接合(参见图8)。第一角度范围(α)表示角度位置，钳口710和712可通过该角度位置在闭合构型与部分打开构型之间枢转。在示例性实施方案中，钳口710和712可在第一角度范围(α)内进行关节运动，该第一角度范围在0度和约40度之间，或者在约0度和约30度之间，或者在0度和约25度之间，而不暴露刀734和736或使其彼此接合，其中0度的角度表示钳口710和712完全闭合的构型。这样，在一些实施方案中，钳口710和712可各自通过α/2的角度范围进行关节运动，而不暴露刀734与736之间的间隙721。切割体730和732可以以相同角度彼此可滑动地接合，在该角度下刀734和736彼此接合。在其他实施方案中，切割体730和732可以以小于刀734和736彼此接合的角度彼此可滑动地接合。例如，在一些实施方案中，切割体730和732可以以约10度和约15度之间，或者约15度和约20度之间，或者约20度和约25度之间的(α的角度值可滑动地接合，此时刀734和736不保持彼此接合。

在其他示例性实施方案中，钳口710和712可通过第二角度范围(β)进行关节运动，以便打开刀734与736之间的间隙721(参见图9)。也就是说，第二角度范围(β)对应于从刀734和736之间的滑动接合移动以在其间形成间隙721所需的附加角度平移。在示例性实施方案中，当钳口710和712在第二角度范围(β)内进行关节运动时，间隙721可限定在刀734与736之间，该第二角度范围在约25度至约45度之间，或者在约30度至约45度之间，或者在约25度至约40度之间，或者在30度至约40度之间，其中0度表示钳口710和712彼此完全闭合的构型。可以理解，第二角度范围(β)包括大于第一角度范围(α)内的角度的角度。

在各种实施方案中，第一角度范围(α)表示外科工具700通常用于执行缝合操作的钳口关节运动的范围，当抓握缝合针时采用大致为0度的角度并且当缝合针被释放时采用高达约25度、或高达约30度、或高达约40度的角度。在更具体的操作实施方案中，缝合针可以以远小于限定间隙721的角度从钳口710和712释放，诸如任何高于0度且高达约20度的角度，或任何高于0度且高达约15度的角度。在更具体的实施方案中，钳口710和712可通过一系列角度进行关节运动，使得在切割体730和732彼此可滑动地接合之前释放缝合针。在切割体730和732没有彼此可滑动地接合的情况下释放缝合针对于使外科工具700的操作期间的摩擦最小化是期望的。同样，第二角度范围(β)对应于钳口关节运动的范围，在该范围内，外科工具700能够通过将外科线放置在限定于刀734和736之间的间隙721中然后减小角间距直到刀734和736再次彼此滑动地接合为止来接收外科线以供切断。

当钳口710和712闭合时，切割体730和732不彼此接合(参见图17b)，并且刀734和736封闭，如下文所更详述。在图7的闭合构型和图8的部分打开构型之间的某个点处，切割体730和732彼此滑动接合，并且在图8的构型中，刀734和736彼此滑动接合。切割体730和732的一部分在进一步枢转到图9的完全打开构型时保持彼此滑动接合。

在一些实施方案中，切割体730和/或732可整体制造为一体式构造，其中钳口主体将一个或多个对应的钳口710和/或712可旋转地联接到端部执行器轴705，从而允许发生关节运动。在其他实施方案中，切割体730和/或732以及对应的钳口主体可被制造为单独的部件，其被构造成能够配合在一起使得它们可以彼此一前一后同时枢转。

图10和图11示出了端部执行器704的一部分的等轴视图。更具体地讲，图10示出了钳口710和安装在端部执行器轴705上的相关联的切割体730，并且图11示出了不具有切割体730的单独的钳口710，以便能够观察钳口主体750的内部特征。图10和图11还省略了钳口712和切割体732，以便能够观察钳口主体750的内部特征。应当理解，钳口710代表钳口712，并且钳口710及其与切割体730的关系的讨论同样适用于钳口712和切割体732。

如图所示，钳口主体750限定凹陷部752或类似类型的内部口袋(在图11中最佳地示出)。凹陷部752的尺寸被设计为接收并安置切割体730。切割体730包括从翼部744延伸的刀734。腿740也从切割体730延伸，并且如图所示，接合端部执行器轴705，这有助于将切割体730可旋转地安装到其上。尽管腿740被示出为仅部分围绕端部执行器轴705，但应当认识到，在另选实施方案中，它可周向地围绕端部执行器轴705并且仍允许实现旋转接合。

当正确安装在凹陷部752中时，切割体730与钳口710一前一后同时移动。更具体地讲，凹陷部752包括第一表面760和第二表面762，每个表面均被构造成能够在操作期间接合切割体730。当钳口710和对应的钳口主体750逆时针旋转时，第一表面760接合切割体730的边缘770并且迫使切割体730围绕端部执行器轴705进行类似的逆时针旋转。在顺时针旋转期间，第二表面762接合设置在腿740上的边缘772，并促进切割体730围绕端部执行器轴705进行类似的顺时针旋转。在一些实施方案中，突出部780可延伸至凹陷部752中以接合切割体730的边缘774，这进一步促进了切割体730在任一方向的旋转期间保持在凹陷部752内。

在一些实施方案中，切割体730可固定在凹陷部752内以防止两个部件的无意分离。用于固定切割体730的合适技术可包括例如铆接、焊接、熔接、粘结剂粘结、机械夹带、卡扣配合、按压配合、过盈配合、型锻配合、锁定垫圈、紧固件等。根据一些实施方案，例如，切割体730可通过焊接、硬钎焊或粘结剂粘结固定在凹陷部752内。在其他实施方案中，切割体730可机械地紧固在凹陷部752内，诸如通过使用一个或多个机械紧固件(例如，螺钉、螺栓、销等)。在其他实施方案中，切割体730可通过过盈配合或收缩配合固定在凹陷部752内。如果切割体730在凹陷部752内固定地联接到钳口主体750(例如，通过焊接、硬钎焊、粘结剂粘结、机械紧固件等)，则边缘770、772和/或774不一定需要接合钳口主体750内对应的第一表面760、第二表面762和/或突出部780，以便促进与钳口710的一前一后同时枢转。

图12是端部执行器704的一部分的另一等轴视图，现在示出了处于完全打开构型的切割体730和732两者。再次省略钳口712以使得能够观察切割体730和732以及它们的互操作性。类似于切割体730，切割体732包括从翼部746延伸的刀736和接合端部执行器轴705的腿742。类似于切割体730，切割体732还被构造成能够接收并安置在与钳口712的钳口主体相关联的凹陷部或内部口袋内。

切割体730和732的腿740和742沿着端部执行器轴705的长度彼此横向偏移(即，间隔开)，并且它们在钳口710和712的整个关节运动范围内保持横向偏移。相反，翼部744和746朝向彼此偏压，使得即使当钳口710和712处于完全打开构型时，翼部744和746的一部分也享有相互滑动接合。如果允许钳口710和712打开超过图9所描绘的完全打开构型(即，超过预定角度限制，诸如上文讨论的那样)，翼部744和746最终将彼此脱离接合并导致其边缘邻接，从而防止钳口710和712重新闭合。

为了防止钳口710和712打开超过预定角度限制，钳口主体750还可包括硬止动件790。尽管未在图12中示出，对应钳口712的钳口主体还可包括类似的硬止动件。硬止动件790可被构造成能够限制钳口710和712可枢转的程度。更具体地讲，钳口主体750的硬止动件790可被构造成能够接合钳口712的钳口主体上的特征结构并消除进一步的钳口关节运动。类似地，设置在钳口712的钳口主体上的硬止动件可被构造成能够接合钳口710的钳口主体750上的特征结构(例如，端肩部785)，以防止进一步的钳口关节运动。

每个硬止动件790被定位成随着钳口710和712在其整个运动范围内行进而在限定于相对的钳口主体750上的沟槽792内移动。具体地讲，沟槽792限定在突出部780、端肩部785和腿740的边缘之间。钳口主体750上的沟槽792被构造成能够限制位于钳口712的钳口主体上的硬止动件790的移动，而限定在钳口712上的对应的沟槽(未示出)被构造成能够限制位于钳口710的钳口主体750上的硬止动件790的移动。每个沟槽792包括端肩部785，该端肩部被设计成限制运动范围并防止钳口710和712打开超过预定角度限制。更具体地讲，端肩部785被构造成能够接合硬止动件790以防止钳口710和712的进一步打开。

图13和图14是硬止动件790在完全闭合构型(图13)与完全打开构型(图14)之间移动时的端部执行器704的等轴视图。如图所示，钳口712的钳口主体上的硬止动件790可见并且被定位成在限定于钳口710的钳口主体750上的沟槽792内移动。尽管未示出，但是与钳口710相关联的对应的硬止动件被类似地定位成在限定于端部执行器704的相对侧上的钳口712的钳口主体上的沟槽内移动。

如图14所示，当钳口712完全打开时，硬止动件790与端肩部785接合。通过端肩部785与硬止动件790之间的接合来消除钳口712的进一步打开。也可通过位于钳口710的钳口主体750上的硬止动件来提供对钳口710的运动的类似限制。相比之下，当钳口712闭合时，如图13所示，硬止动件790接合限定在钳口710的钳口主体750上的突出部780。虽然图13示出了当钳口712闭合时突出部780与硬止动件790之间的接合，但应当认识到，闭合钳口712上不一定需要接合。具体地讲，一旦闭合，钳口712就不能再进一步行进，并且并非明确需要硬止动件790接合突出部780以消除进一步闭合。当钳口712如图8所示部分地打开或处于图7与图8之间的中间位置处时，硬止动件790位于突出部780与端肩部785之间的沟槽792内的位置。

切割体730和732之间的滑动接合的进一步细节在图15a、图15b、图16a、图16b、图17a和图17b中提供。在这些图中省略了钳口710和712，以便更好地描述切割体730和732的互操作性。

图15a和图15b分别示出了当钳口710和712(未示出)处于完全打开构型(对应于图9)时安装到端部执行器轴705的切割体730和732的侧视图和顶视图。如图所示，切割体730和732的刀734和736分别彼此成角度地分开以限定间隙721。如上所述，切割体730和732被构造成能够相对于端部执行器轴705分别与对应的钳口710和712的旋转一前一后同时旋转，使得刀734和736可以彼此成角度地滑动接合。

如图15b中最佳地示出，翼部744和746分别从刀734和736延伸，并且朝向彼此成角度(减缩)。由于每个翼部744和746的成角度(减缩)构型，当端部执行器704处于完全打开构型时，每个翼部744和746的一部分保持与相对翼部744和746可滑动地接合，即使在刀734和736成角度地间隔开时也是如此。这样，翼部744和746在所示的完全打开构型中向彼此施加力(即，被强制接合)。随着翼部744和746向内减缩并且以至少一些构型彼此接合，腿740和742沿端部执行器轴705保持间隔开。

在一些实施方案中，可采用偏置元件使翼部744和746保持彼此强制接合。在一些实施方案中，合适的偏置元件可包括垫片、垫圈或类似的间隔件，其中任一个也可采用弹簧或被构造为弹簧。例如，在一些实施方案中，belleville垫圈可以是合适的偏置元件。更具体地讲，在一些实施方案中，一个或多个偏置元件可以纵向放置在端部执行器轴705上，以使腿740和742彼此更靠近。所述一个或多个偏置元件可以位于翼部740与钳口主体750之间，并且/或者一个或多个偏置元件同样可以放置在翼部742与其对应的钳口主体之间。当以这种方式定位时，所述一个或多个偏置元件可迫使翼部744和746彼此更有效地接合。

在一些或其他实施方案中，压缩弹簧可用作合适的偏置元件。类似于先前讨论的其他类型的偏置元件，一个或多个压缩弹簧可以纵向定位在端部执行器轴705上，并且所述一个或多个压缩弹簧可以同等地用于迫使翼部744和746彼此更有效地接合。此外，在一些实施方案中，压缩弹簧和其他类型的偏置元件可以彼此组合使用以产生合适的偏置力。

图16a和图16b分别示出了安装到端部执行器轴705的切割体730和732的侧视图和顶视图，但其中钳口710和712(未示出)移动到部分打开构型(对应于图8)。随着钳口710和712从图15a和图15b的完全打开构型枢转到图16a和图16b的部分打开构型，在切割体730和732之间的间隙721闭合时，切割体730和732继续彼此滑动地接合。当间隙721闭合时，刀734和736逐渐地侧向接合，这有利于在间隙721闭合之前切割放置在其内的物体(例如，外科线)。因此，刀734和736与标准剪刀或剪切装置类似地工作。

在图16a和图16b的部分打开构型中，翼部744继续可滑动地接合切割体732的一部分，并且翼部746同样继续可滑动地接合切割体730的一部分，而刀734和736彼此侧向接合。一旦间隙721闭合并且刀734和736侧向接合，刀734和736就会被有效地遮挡，并且在缝合操作期间不能意外地接收和/或切断另外的外科线。有利地，翼部744和746之间的强制侧向接合允许切断极细的外科线。

图17a和图17b分别示出了安装到端部执行器轴705的切割体730和732的侧视图和顶视图，但其中钳口710和712(未示出)移动到闭合构型(对应于图7)。钳口710和712的继续闭合使刀734和736成角度地超过彼此相互移动。当钳口710和712进一步闭合时，刀734和736保持被遮挡，使得它们不能意外地接收和/或切断外科线。在刀734和736彼此成角度地横向移动之后的某个点处，翼部744和746也彼此脱离，如图17b中最佳地示出。翼部744和746的成角度(减缩)构型可以使得翼部744和746在刀734和736彼此成角度地横向移动之后立即脱离接合。另选地，在端部执行器704完全闭合之前或之后，切割体730和732可以在脱离接合之前保持滑动接合一段时间。上文讨论了发生接合和脱离接合的角度。

当不需要切割外科线时，与翼部744和746保持连续滑动接合时会遇到的摩擦相比，通过保持翼部744和746彼此脱离接合，在闭合和部分打开钳口710和712以在缝合操作期间抓持和释放针(或可能的组织)时遇到的摩擦小。这样，通过使翼部744和746滑动接合，从而仅在需要切断外科线时增加摩擦，提供了更容易的工具操作。

可以理解，上文在图15a、图15b、图16a、图16b、图17a和图17b中概述的操作是完全可逆的，以将端部执行器704重新打开至完全打开构型。更具体地讲，逆转钳口710和712的枢转方向引起切割体730和732以及对应的翼部744和746的滑动接合的对应逆转。当钳口710和712完全闭合时(如图7)，例如当在缝合操作期间抓持针时，切割体730和732彼此完全脱离接合(参见图17a和图17b)。当钳口710和712部分地打开时，在刀734和736彼此成角度地对齐并接合之前，切割体730和732在翼部744和746处再次可滑动地接合(参见图16a和图16b)。与在打开的钳口710和712过宽(即，超过预定角度)时可能发生的脱离接合不同，由于两者之间的强制接合，切割体730和732能够容易地从闭合构型彼此重新接合。钳口710和712继续枢转到完全打开的构型(例如，图9)使切割体730和732在翼部744和746处保持彼此滑动接合，并且逐渐暴露刀734和736之间的间隙721以允许接收和切断外科线。

虽然在缝合操作期间释放针时翼部744和746可滑动地接合，但钳口710和712可以交替地打开至较小程度以释放针，同时仍保持翼部744和746彼此脱离接合。也就是说，从端部执行器704释放针可以在钳口710和712处于介于图7和图8之间的中间构型时发生。上文提供了用于针释放的合适角度。以这种方式操作外科工具700允许在缝合期间将摩擦保持在低水平，并且一旦需要切断外科线就增加摩擦。

除了生物相容性之外，适合于形成切割体730和732的材料被认为不受特别限制。在示例性实施方案中，用于切割体730和732的合适材料可包括例如金属(例如，不锈钢)或陶瓷。在一些实施方案中，足够硬的聚合物材料也可以是合适的。在一些实施方案中，钳口710和712以及切割体730和732可以由相同类别的材料形成，例如不锈钢。在其他实施方案中，钳口710和712以及切割体730和732可以由完全不同的材料形成。在更具体的实施方案中，切割体730和732可以由301³/4硬质不锈钢形成，并且钳口710和712可以由17-4ph全硬质不锈钢或类似不锈钢形成。

因此，本公开还提供了在缝合操作期间使用上述外科工具和类似外科工具的方法。在各种实施方案中，该方法可包括用外科工具的端部执行器抓持其上附接有外科线的针，所述端部执行器包括被构造成能够彼此一前一后同时移动(枢转)的第一钳口和第二钳口以及第一切割体和第二切割体。相对的钳口处于闭合构型，并且当抓持针时，切割体彼此脱离接合。在抓持针时，可使用外科工具在组织中形成一根或多根缝合线。此后，可通过充分地打开第一钳口和第二钳口来释放针，在这种情况下，第一切割体和第二切割体可以或可以不彼此滑动接合。然后，第一钳口和第二钳口可以枢转到第一打开构型，在该构型中，第一切割体和第二切割体及其相关联的刀彼此滑动接合。当需要切断外科线时，第一钳口和第二钳口可枢转到第二打开构型，以在第一切割表面和第二切割表面的刀之间限定间隙。外科线的一部分定位在间隙中，并且第一钳口和第二钳口闭合到至少第一打开构型以切断外科线。在第二打开构型中，并且当返回到第一打开构型时，第一切割表面和第二切割表面保持彼此可滑动地接合，如本文所讨论。

还如本文所讨论，可通过在可操作地联接到端部执行器的细长轴内的一个或多个细长构件的张紧和去张紧来促进上述外科手术工具中的钳口的打开和闭合。在一些实施方案中，细长构件在第一施加力范围内的张紧和去张紧可以使端部执行器在闭合构型与第一打开构型之间转变。在这样的实施方案中，细长构件在第二施加力范围内的张紧和去张紧可以使端部执行器在第一打开构型和第二打开构型之间转变，其中第二施加力范围大于第一施加力范围。也就是说，可施加“正常”范围的施加力以在缝合时操作外科工具，并且当缝合操作完成并且期望切断外科线时可以使用更高范围的施加力。在一些或其他实施方案中，一个或多个第一细长构件可以递送第一范围内的施加力以使端部执行器在闭合构型与第一打开构型之间转变，并且一个或多个第二细长构件可以递送第二范围内的施加力以使端部执行器在第一打开构型与第二打开构型之间转变。根据一些实施方案，第二范围内的施加力可以大于第一范围内的施加力。

这样，可提供各种控件以防止端部执行器在非期望的时间打开至第二打开构型。在缝合操作期间，可通过软件、硬件、工程控件或它们的任何组合将施加力保持在第一范围内。例如，在一些实施方案中，可利用专用控件(例如，脚踏开关、特殊开关、语音命令等)施加第二范围内的力，以便于打开至第二打开构型。在一些实施方案中，当端部执行器的钳口在第一打开构型与闭合构型之间转变时，不使用专用控件。在其他实施方案中，可利用相同的控件来使端部执行器在闭合构型、第一打开构型和第二打开构型之间转变，并且可为外科医生提供例如平视显示器或者示出端部执行器的钳口打开程度的其他输出装置。

本文所公开的实施方案包括：

a.外科工具。外科工具包括：具有近侧端部和远侧端部的细长轴；以及在远侧端部处可操作地联接到细长轴的端部执行器，该端部执行器包括：端部执行器轴；可旋转地安装到端部执行器轴的第一钳口和第二钳口；以及具有第一刀的第一切割体和具有第二刀的第二切割体，第一切割体被构造成能够与第一钳口一前一后同时移动，并且第二切割体被构造成能够与第二钳口一前一后同时移动；其中第一钳口和第二钳口可在闭合构型、第一打开构型和第二打开构型之间移动，在闭合构型中，第一钳口和第二钳口彼此相邻定位；在第一打开构型中，第一钳口和第二钳口分开，并且第一刀和第二刀保持封闭；在第二打开构型中，第一刀和第二刀暴露并且在它们之间限定间隙。

b.外科工具的端部执行器。端部执行器包括：端部执行器轴；可旋转地安装到端部执行器轴的第一钳口和第二钳口；以及具有第一刀的第一切割体和具有第二刀的第二切割体，第一切割体被构造成能够与第一钳口一前一后同时移动，并且第二切割体被构造成能够与第二钳口一前一后同时移动；其中第一钳口和第二钳口可在闭合构型、第一打开构型和第二打开构型之间移动，在闭合构型中，第一钳口和第二钳口彼此相邻定位；在第一打开构型中，第一钳口和第二钳口分开，并且第一刀和第二刀保持封闭；在第二打开构型中，第一刀和第二刀暴露并且在它们之间限定间隙。

c.缝合方法。该方法包括：抓持具有附接到其上的外科线的针，其中外科工具的端部执行器能够操作地联接到细长轴的远侧端部；其中端部执行器包括端部执行器轴、可旋转地安装到端部执行器轴的第一钳口和第二钳口以及具有第一刀的第一切割体和具有第二刀的第二切割体，第一切割体被构造成能够与第一钳口一前一后同时移动，并且第二切割体被构造成能够与第二钳口一前一后同时移动；用针和外科线在组织中形成一个或多个缝合；将第一钳口和第二钳口中的至少一者充分打开以释放针，并然后将第一钳口和第二钳口中的至少一者打开至第一打开构型，以使第一切割体和第二切割体彼此滑动接合；将第一钳口和第二钳口中的至少一者打开至第二打开构型，以在第一刀与第二刀之间限定间隙，第二打开构型在第一钳口与第二钳口之间限定比第一打开构型大的角度；其中第一切割体和第二切割体在第二打开构型中保持彼此滑动接合；将外科线定位在间隙中；并且在将外科线定位在间隙中之后，将第一钳口和第二钳口中的至少一者部分地闭合至第一打开构型以切断外科线。

实施方案a、b和c中的每一个可以任何组合具有一种或多种以下附加要素。

要素1：其中第一切割体包括至少部分地围绕端部执行器轴延伸的第一腿，并且第二切割体包括至少部分地围绕端部执行器轴延伸并与第一腿横向间隔开的第二腿。

要素2：其中第一钳口包含被构造成能够接收第一切割体的第一凹陷部，并且第二钳口包含被构造成能够接收第二切割体的第二凹陷部。

要素3：其中第一凹陷部包括终止于第一端肩部的第一沟槽，并且第二凹陷部包括终止于第二端肩部的第二沟槽，端部执行器还包括：设置在第一钳口的钳口主体上的第一硬止动件；以及设置在第二钳口的钳口主体上的第二硬止动件；其中当第一钳口和第二钳口在闭合构型与第一打开构型和第二打开构型之间移动时，第一硬止动件被构造成能够在第二沟槽内移动，并且第二硬止动件被构造成能够在第一沟槽内移动。

要素4：其中第一切割体包括第一翼部，并且第二切割体包括第二翼部，并且其中第一翼部和第二翼部彼此成角度。

要素5：其中当在第一刀与第二刀之间限定间隙时，第一翼部和第二翼部处于滑动接合。

要素6：其中当第一钳口和第二钳口处于闭合构型时，第一翼部和第二翼部彼此脱离接合。

要素7：其中第一打开构型由第一钳口与第二钳口之间在第一角度范围(α)内的角间距限定，并且第二打开构型由第一钳口与第二钳口之间在第二角度范围(β)内的角间距限定，第二角度范围是比第一角度范围大的角度。

要素8：其中当第一钳口和第二钳口成角度地分开约25度至约40度时，第一刀和第二刀暴露并且在它们之间限定间隙。

要素9：其中当第一钳口和第二钳口处于第二打开构型时，第一切割体和第二切割体处于滑动接合。

要素10：其中第一切割体可与限定在第一钳口的钳口主体中的第一凹陷部操作地接合，并且第二切割体可与限定在第二钳口的钳口主体中的第二凹陷部操作地接合。

作为非限制性示例，适用于a、b和c的示例性组合包括：a的外科工具或b的端部执行器与以下要素的组合：1和2；1、2和3；1和4、1、4和5、1和4至6、1和7；1、7和8；1和8；1和9；2和3；2和4；2、4和5；2、4和6；2和7；2、7和8；2和8；2和9；1和10；3和10；4和10；4、5和10；4至6和10；7和10；8和10；9和10；3和4；3和5、3和6；3和7；3和8；3和9；4和5；4和6；4至6；4和7；4和8；4和9；7和8；7和9；以及8和9；以及c的方法与以下要素的组合：1和2；1、2和3；1和4、1、4和5、1和4至6、1和7；1、7和8；1和8；2和3；2和4；2、4和5；2、4和6；2和7；2、7和8；2和8；1和10；3和10；4和10；4、5和10；4至6和10；7和10；8和10；3和4；3和5、3和6；3和7；3和8；4和5；4和6；4至6；4和7；4和8；以及7和8。

除非另外指明，否则本说明书和相关权利要求中表示数量等的所有数值应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在以下说明书和所附权利要求中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本发明的实施方案寻求获得的期望特性而变化。在最低程度上且不试图将等同原则的应用限制到权利要求的保护范围的前提下，至少应当根据所报告的数值的有效数位并通过应用惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。

本文呈现了结合各种特征的一个或多个示例性实施方案。为了清楚起见，并未在本申请中描述或示出物理具体实施的所有特征。应当理解，在开发结合本发明的实施方案的物理实施方案时，必须做出许多特定于具体实施的决定以实现开发人员的目标，诸如遵守与系统相关的、与商业相关的、与政府相关的约束和其他约束，这些约束因具体实施改变且不时改变。虽然开发人员的努力可能是耗时的，但是这些努力对于本领域的普通技术人员而言将是例行任务并且受益于本公开。

虽然本文根据“包括”各种部件或步骤描述了各种系统、工具和方法，但是该系统、工具和方法也可“基本上由各种部件和步骤组成”或“由各种部件和步骤组成”。

如本文所用，在一系列术语(用术语“和”或“或”来隔开术语中的任一个)之前的短语“至少一个”将整体修饰列表，而不是列表的每个成员(即，每个术语)。短语“至少一个”允许意指包括术语中的任何一个的至少一个，和/或术语的任何组合中的至少一个，和/或术语中的每一个的至少一个。作为示例，短语“a、b和c中的至少一个”或“a、b或c中的至少一个”各自是指：仅a、仅b或仅c；a、b和c的任何组合；以及/或者a、b和c中的每一个的至少一个。

因此，所公开的系统、工具和方法非常适于获得所提到的结果和优点以及其中固有的结果和优点。上文所公开的具体实施方案仅是示例性的，因为本公开的教导内容可以受益于本文教导内容且对于本领域的技术人员而言显而易见的不同但等价的方式进行修改和实施。此外，除了在以下权利要求中描述的之外，对于本文所示的构造或设计的细节没有限制。因此显而易见的是，可改变、组合或修改上文所公开的具体示例性实施方案，并且所有这些改变都被视为在本公开的范围内。本文示例性地公开的系统、工具和方法可适当地在缺少本文未具体公开的任何元件和/或本文公开的任何可选元件的情况下实施。虽然根据“包括”、“含有”、“包含”各种部件或步骤描述了系统、工具和方法，但是该系统、工具和方法也可“基本上由各种部件和步骤组成”或“由各种部件和步骤组成”。上文所公开的所有数值和范围可变化一定量。每当公开具有下限和上限的数值范围时，具体公开了落入该范围内的任何数值和任何包括的范围。具体地讲，本文所公开的每种值范围(形式为“约a至约b”或等效形式“大约a至b”或等效形式“从大约a-b”)应被理解为列出更广泛的值范围内涵盖的每个数值和范围。而且，权利要求中的术语具有其普通的一般含义，除非专利权人另有明确和清楚的定义。此外，权利要求中使用的不定冠词“一”或“一个”在本文中被定义为表示其引入的一个或多个元件而不是一个元件。如果本说明书中的词语或术语的使用与可以引用方式并入本文的一个或多个专利或其他文件存在任何冲突，则应采用与本说明书一致的定义。