具有磁性传感器的手术器械的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种手术器械，并且更具体地，涉及一种包括用于确定组织厚度的磁场传感器组件的手术器械。
【背景技术】
[0002]各种手术操作采用微创方式来执行。这包括形成穿过患者的体壁(例如，在腹部中)的小开口，以及将手术器械穿过该小开口插入来执行手术操作。由于在内窥镜操作中使用的进入装置的相对小的内部尺寸，只有细长的、小直径的器械可以用来进入内部的体腔和器官。通常，在操作期间这种器械的感测和/或控制状态和/或参数的能力受到限制，例如，所述状态和/或参数诸如为定位在手术器械的末端执行器的组织接触表面之间的组织的厚度。
[0003]因此，存在对以下这种手术器械的需要:该手术器械能够感测定位在手术器械的末端执行器的组织接触表面之间的组织的量并且在该手术器械操作之前将该信息提供给用户。
【发明内容】
[0004]根据本公开的实施例，提供有一种手术器械，其包括末端执行器、磁场传感器组件和处理器。末端执行器包括第一组织接触表面和第二组织接触表面，所述第一组织接触表面和所述第二组织接触表面构造成接收组织在它们之间。所述第一组织接触表面相对于所述第二组织接触表面在间隔开的位置与接近位置之间能移动。磁场传感器组件包括布置在所述第一组织接触表面上的第一磁场传感器和布置在所述第二组织接触表面上的第一磁体。可选地，所述第一磁场传感器可以布置在所述第二组织接触表面上并且所述第一磁体可以布置在所述第一组织接触表面上。处理器连接至所述第一磁场传感器。所述处理器基于从所述第一磁场传感器接收到的可检测信号来确定所述第一组织接触表面和所述第二组织接触表面之间的距离。
[0005]在实施例中，所述手术器械可以进一步包括布置在所述第一组织接触表面上的接触传感器。所述接触传感器可以在所述第一组织接触表面朝向所述第二组织接触表面接近期间监视组织与所述第一组织接触表面之间的接触。
[0006]在另一实施例中，所述第一组织接触表面可以绕着枢轴与所述第二组织接触表面枢转地联接。具体地，所述第一磁场传感器可以邻近所述枢轴布置。所述磁场传感器组件可以进一步包括布置在所述第一磁场传感器的远侧的第二磁场传感器和布置在所述第一磁体的远侧的第二磁体，使得在所述第一组织接触表面朝向所述第二组织接触表面接近期间，所述第一磁场传感器接触组织，而所述第二磁场传感器与组织间隔开。
[0007]在实施例中，所述第一磁体和所述第一磁场传感器可以在接近位置处于重叠关系。所述第一磁场传感器可以是霍尔效应传感器。可替代的，所述第一磁场传感器可以包括磁阻膜。
[0008]在根据本公开的另一方案，提供有一种确定组织厚度的方法。所述方法包括:将组织放置在手术器械的末端执行器的第一组织接触表面和第二组织接触表面之间;使所述第一组织接触表面与所述第二组织接触表面接近;产生可检测信号；以及基于所述可检测信号来计算所述第一组织接触表面与所述第二组织接触表面之间的距离。所述可检测信号由所述第一组织接触表面上的磁场传感器响应于所述第二组织接触表面上的磁体的磁场而产生。
[0009]在实施例中，所述方法可以进一步包括确定组织与所述第一组织接触表面之间的初始接触。而且，产生可检测信号可以包括在组织与所述第一组织接触表面之间初始接触时产生所述可检测信号。
[0010]根据本公开的另一实施例，提供有一种确定组织厚度的方法。所述方法包括:将磁体放置在组织的第一侧;将安装在手术器械上的磁场传感器放置在组织的第二侧;产生可检测信号；以及基于所述可检测信号来计算所述磁体与所述磁场传感器之间的距离。所述第二侧与所述第一侧相对。所述可检测信号通过所述磁场传感器响应于所述磁体的磁场而产生。
【附图说明】
[0011]此后参照附图描述本公开的各种实施例，其中:
[0012]图1是根据本公开的实施例的手术器械的立体图；
[0013]图2是在第一未接近状态下示出的图1的手术器械的主体的侧视剖视图；
[0014]图3是在第一未接近状态下示出的图1和图2的手术器械的工具组件的放大侧视剖面图；
[0015]图4是在第二接近状态下示出的图1和图2的手术器械的工具组件的放大侧视剖面图；
[0016]图5是在完成发射行程之后示出的图1和图2的手术器械的工具组件的放大侧视剖面图；
[0017]图6是根据本公开的另一实施例的手术器械的立体图；
[0018]图7是在手柄部的一部分从其移除时的图6的手术器械的手柄组件的俯视立体图；
[0019]图8是在第一状态下示出的图6和图7的手术器械的远侧端的侧视剖面图；
[0020]图9是在第二状态下示出的图6和图7的手术器械的远侧端的侧视剖面图；
[0021 ]图10是根据本公开的另一实施例的手术器械的立体图；
[0022]图11是图10的手术器械的侧视剖面图；以及
[0023]图12是用于和图10的手术器械一起使用的磁体组件的部分立体图。
【具体实施方式】
[0024]现在将参照附图详细描述本公开的实施例，其中在若干视图的每个中相同参考标号指代相同或者对应的元件。正如在此使用的，传统上讲，术语“远侧”将指代器械、设备、装置或其部件的远离用户的部分，而术语“近侧”将指代器械、设备、装置或其部件的靠近用户的部分。在后面的描述中，众所周知的功能或构造未详细描述以避免不必要的细节使得本公开费解。
[0025]现在参照图1和图2，图示出了根据本公开的实施例的包括磁场传感器组件3000(图2)的手术器械300。手术器械300包括手柄组件312和细长主体314。手柄组件312包括固定手柄构件326、活动手柄或扳机328和筒状部330。一次性装载单元或DLU 316被可释放地稳固至细长主体314的远侧端。DLU 316包括近侧主体部318以及远侧工具组件或末端执行器320，其中，近侧主体部318形成细长主体314的延伸，远侧工具组件或末端执行器320包括钉仓组件322和砧座组件324。工具组件320绕与细长主体314的纵轴线基本上垂直的轴线可枢转地连接至主体部318。对于手术器械300的结构和操作的更详细的论述，可参考序列号为8，281，937的美国专利，其全部内容通过参考合并于此。
[0026]现在具体参照图2至图4，手术器械300包括布置在工具组件320中的磁场传感器组件3000。磁场传感器组件3000包括布置在钉仓组件322的组织接触表面322a(图3)上的多个磁体362a、362b、362c、362d以及布置在砧座组件324的组织接触表面324a(图3)上的多个磁场传感器360a、360b、360c、360d。磁体362a、362b、362c、362d可以是永磁体或电磁体。
[0〇27] 磁场传感器360a、360b、360c、360d可以是能够响应于磁场的存在而产生可检测信号的任意类型的传感器。在实施例中，由传感器产生的可检测信号的大小随着检测到的磁场的强度而改变。合适的磁场传感器包括例如霍尔效应传感器。正如本领域技术人员应当理解的，霍尔效应传感器是响应于磁场而改变其输出电压(可检测信号)的换能器。磁阻膜可以在制造磁场传感器中使用。例如，由薄膜巨磁阻(GMR)材料制成的磁场传感器可以邻近用于产生磁场的源放置。在实施例中，GMR材料和用于产生磁场的源可以放置在手术器械300的相应的组织接触表面322a、324a上。因此，从GMR材料至用于产生磁场的源的距离随着组织的厚度的变化而改变。从GMR材料至用于产生磁场的源的距离可以在任意给定的时间处基于由GMR材料根据磁场的强度所产生的可检测信号的大小来计算。
[0028]针对磁体362a、362b、362c、362d，预先校准磁场传感器 360a、360b、360c、360d。对于任意的特定磁体362a、362b、362c、362d以及传感器360a、360b、360c、360d相对于该磁体的方位，传感器360a、360b、360c、360d与相应的磁体362a、362b、362c、362d之间的距离能够通过预校准值的插值来确定。与磁场成正比的传感器读数通过插值或查找表而转换成距离测量结果，在该查找表中，磁场测量结果的每个值均被转变成组织的厚度。
[0029]材料的磁导率由以下等式来给出
[0030]μ = μ0(1+Χω)...........................................(等式 I)
[0031 ]其中，μο是自由空间的磁导率且xm是材料的磁化率。对于抗磁材料和顺磁材料而言，磁化率是极小的(?< < I)(例如，水的xm是-9.035 X 10—6)。人体组织以及其他非铁的和亚铁磁的材料与自由空间在磁场传播方面基本上没有不同。由此，抗磁材料和顺磁材料的磁