专利名称：用于外科器械的液动和电动关节运动接头的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及适于通过内窥镜插入端部执行器(例如内切割器，抓钳，切割器，缝合器，夹具施放器，进入装置，药物/基因治疗输送装置，和使用超声、RF、激光的能量装置，等等)的外科器械，尤其涉及带有关节运动端部执行器的内切割器。
背景技术：
与传统的开放式外科器械相比，内窥镜外科器械更受欢迎，原因是更小的切口往往减小术后恢复时间和并发症。通常，这些内窥镜外科器械包括“端部执行器”、手柄组件和在端部执行器和手柄组件之间延伸的长轴。端部执行器是器械的被配置成以各种方式接合组织以实现期望诊断或治疗效果的部分(例如内切割器，抓钳，切割器，缝合器，夹具施放器，进入装置，药物/基因治疗输送装置，和使用超声、RF、激光的能量装置，等等)。端部执行器和轴部分的尺寸被设定成通过放置在患者体内的套管针插入。细长轴部分能使端部执行器插入到期望深度并且也便于端部执行器的一些旋转以将其定位在患者体内。在该套管针合理放置和例如通过另一套管针使用抓钳的条件下，通常这种定位程度就足够了。外科缝合和切割器械(例如在美国专利No.5,465,895中描述的)是通过插入和旋转成功地定位端部执行器的内窥镜外科器械的一个例子。
取决于操作的性质，可能期望进一步调整内窥镜外科器械的端部执行器的定位。特别地，常常期望将端部执行器定向成相对于器械轴的纵向轴线成一个角度。端部执行器相对于器械轴的横向或非轴向运动常常习惯上被称为“关节运动”。该关节运动定位允许医生在一些情况下更容易地接合组织，例如在器官之后。另外，关节运动定位有利地允许内窥镜定位在端部执行器之后而不会被器械轴阻碍。
使外科缝合和切割器械进行关节运动的方法往往由于在内窥镜器械的小直径限制内集成关节运动的控制以及闭合端部执行器以夹住组织并击发端部执行器(即缝合和切割)的控制而变复杂。通常，三种控制运动都作为纵向平移通过轴传递。例如，美国专利No.5,673,840公开了一种手风琴状关节运动机构(“柔性颈”)，其通过选择性地通过执行轴收回两个连杆中的一个而进行关节运动，每个杆分别在轴中心线的相对侧上偏移。所述连杆通过一系列不连续部分渐进运动。
纵向控制关节运动机构的另一个例子是美国专利No.5,865,361，其包括偏离凸轮枢轴的关节运动连杆，使得关节运动连杆的推或拉纵向平移实现向一侧的关节运动。类似地，美国专利No.5,797,537公开了一种穿过轴以实现关节运动的类似的杆。可进行关节运动的外科缝合装置的又一个例子公开于美国专利Nos.6,250,532和6,644,532中。
由于端部执行器击发系统通常使用的类型，用于使端部执行器进行关节运动的致动器布置常常产生弯曲击发结构的高扭矩。缺少用于容纳致动装置的可用空间(其足够大以产生那些所需的力)加剧了该问题。
因此，迫切需要一种包含关节运动机构的关节运动外科器械，其中所述关节运动机构可以产生以预期方式选择性地使其端部执行器进行关节运动所需的扭矩。
发明内容
根据本发明的一个实施方式提供了一种外科器械，其包括手柄组件和联接到所述手柄组件的近侧管部分。所述外科器械进一步包括通过关节运动接头组件连接到所述近侧管部分的远侧管部分。在一个非限制性实施方式中，所述关节运动接头组件包括球构件，该球构件不可动地联接到所述近侧和远侧管部分之一的末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分和所述远侧管部分中的另一个的末端的相应承窝中。致动组件联接在所述远侧和近侧管部分的末端之间并且用于将所述球构件的一部分保持在所述承窝中。所述致动组件进一步选择性地旋转所述承窝内的所述球构件部分，以使所述远侧管部分相对于所述近侧管部分进行关节运动。外科执行器可以连接到所述远侧管部分。
根据本发明的另一非限制性实施方式提供了一种外科器械，其包括手柄组件和联接到所述手柄组件的近侧管部分。所述外科器械进一步包括通过关节运动接头组件连接到所述近侧管部分的远侧管部分。在一个非限制性实施方式中，所述关节运动接头组件包括球构件，该球构件不可动地联接到所述近侧和远侧管部分之一的末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分和所述远侧管部分中的另一个的末端的相应承窝中。致动组件联接在其中具有所述承窝的所述远侧和近侧管部分中的所述一个和所述球构件的一部分之间，并且用于将所述球构件的一部分保持在所述承窝中。所述致动组件进一步选择性地旋转所述承窝内的所述球构件部分，以使所述远侧管部分相对于所述近侧管部分进行关节运动。外科执行器可以连接到所述远侧管部分。
根据本发明的另一实施方式提供了一种外科器械，其包括手柄组件和联接到所述手柄组件的近侧管部分。所述外科器械进一步包括通过关节运动接头组件连接到所述近侧管部分的远侧管部分。在一个非限制性实施方式中，所述关节运动接头组件包括盘状构件，该盘状构件不可动地联接到所述近侧和远侧管部分之一的末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分和所述远侧管部分中的另一个的末端的相应承窝中。致动组件联接在所述远侧和近侧管部分的末端之间并且用于将所述盘状构件的一部分保持在所述承窝中。所述致动组件进一步选择性地旋转所述承窝内的所述盘状构件部分，以使所述远侧管部分相对于所述近侧管部分进行关节运动。外科执行器可以连接到所述远侧管部分。
根据本发明的另一非限制性实施方式提供了一种外科器械，其包括手柄组件和联接到所述手柄组件的近侧管部分。所述外科器械进一步包括通过关节运动接头组件连接到所述近侧管部分的远侧管部分。在一个非限制性实施方式中，所述关节运动接头组件包括盘状构件，该盘状构件不可动地联接到所述近侧和远侧管部分之一的末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分和所述远侧管部分中的另一个的末端的相应承窝中。致动组件联接在其中具有所述承窝的所述远侧和近侧管部分之一和所述盘状构件的一部分之间并且用于将所述盘状构件的一部分保持在所述承窝中。所述致动组件进一步旋转所述承窝内的所述盘状构件部分，以使所述远侧管部分相对于所述近侧管部分进行关节运动。外科执行器可以连接到所述远侧管部分。
本发明的各种实施方式的一个特征将提供一种关节运动接头，其能使所述近侧和远侧管部分基本上共轴对准，以通过套管针中的通道插入，然后当所述接头穿过所述套管针之后能使它们相对于彼此进行关节运动。因此，本发明的各种实施方式为设计成穿过套管针或类似结构的其他关节运动外科器械的缺陷提供了解决方案。
更具体地说，本发明涉及如下内容(1)一种外科器械，包括手柄组件；联接到所述手柄组件的近侧管部分；远侧管部分；将所述远侧管部分可枢转地连接到所述近侧管部分的关节运动接头组件，所述关节运动接头组件包括球构件，该球构件不可动地联接到所述近侧和远侧管部分之一的末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分和所述远侧管部分中的另一个的末端的相应承窝中；和联接在所述远侧和近侧管部分的末端之间的致动组件，该致动组件将所述球构件的一部分保持在所述承窝中并且选择性地旋转其中的所述球构件部分，以使所述远侧管部分相对于所述近侧管部分进行关节运动；和连接到所述远侧管部分的外科执行器。
(2)如第(1)项所述的外科器械，其中，所述致动组件包括至少一个流体致动缸体。
(3)如第(2)项所述的外科器械，其中，所述至少一个流体致动缸体包括第一流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分之一的第一外壳以及连接到所述近侧和远侧管部分中的另一个的末端的选择性可延伸和缩回第一致动杆；和第二流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分之一的第二外壳以及连接到所述近侧和远侧管部分中的另一个的末端的选择性可延伸和缩回第二致动杆。
(4)如第(3)项所述的外科器械，其中，所述第一和第二致动杆由挠性材料制造。
(5)如第(1)项所述的外科器械，其中，所述球构件具有通过其中的至少一个中空通道，该中空通道适于与所述远侧和近侧管部分中的开口连通。
(6)如第(2)项所述的外科器械，进一步包括在所述球构件的外表面中形成的至少一个凹痕，以用于为至少一个所述流体致动缸体的至少一部分提供间隙。
(7)如第(1)项所述的外科器械，其中，所述致动组件包括在所述远侧和近侧管部分之间延伸的至少一个挠性驱动构件。
(8)如第(7)项所述的外科器械，其中，所述至少一个挠性驱动构件包括挠性蜗轮缆索，该挠性蜗轮缆索连接到电动机并且通过螺纹接合在所述球构件中形成的相应通道。
(9)如第(8)项所述的外科器械，其中，所述球构件具有贯穿其中的至少一个中空通道，该中空通道适于与所述远侧和近侧管部分中的开口连通。
(10)如第(1)项所述的外科器械，其中，所述球构件不可动地联接到所述远侧管部分的所述末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分的所述末端的承窝中。
(11)如第(1)项所述的外科器械，其中，所述外科执行器是内切割器。
(12)如第(3)项所述的外科器械，其中，所述近侧管部分限定一个轴线，其中所述第一和第二流体致动缸体相对于彼此围绕所述轴线被定位成基本上成180度角。
(13)如第(3)项所述的外科器械，其中，所述近侧管部分限定一个轴线，其中所述第一和第二流体致动缸体相对于彼此围绕所述轴线被定位成基本上小于180度的角。
(14)一种外科器械，包括手柄组件；联接到所述手柄组件的近侧管部分；远侧管部分；将所述远侧管部分可枢转地连接到所述近侧管部分的关节运动接头组件，所述关节运动接头组件包括球构件，该球构件不可动地联接到所述近侧和远侧管部分之一的末端的远端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分和所述远侧管部分中的另一个的末端的相应承窝中；和致动组件，该致动组件联接在所述远侧和近侧管部分中的其中具有所述承窝的所述一个和所述球构件之间，以将所述球构件的一部分保持在所述承窝中，并且选择性地旋转其中的所述球构件部分以使所述远侧管部分相对于所述近侧管部分进行关节运动；和连接到所述远侧管部分的外科执行器。
(15)如第(14)项所述的外科器械，其中，所述致动组件包括至少一个流体致动缸体。
(16)如第(15)项所述的外科器械，其中，所述至少一个流体致动缸体包括第一流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分中的其中具有所述承窝的所述一个的第一外壳，所述第一流体致动缸体进一步包括连接到所述球构件的一部分的可选择性地延伸和缩回的第一致动杆；和第二流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分中的其中具有所述承窝的所述一个的第二外壳，所述第二流体致动缸体进一步包括连接到所述球构件的另一部分的可选择性延伸和缩回第二致动杆。
(17)如第(16)项所述的外科器械，其中，所述第一和第二致动杆由挠性材料制造。
(18)如第(14)项所述的外科器械，其中，所述球构件具有贯穿其中的至少一个中空通道，该中空通道适于与所述远侧和近侧管部分中的开口连通。
(19)如第(15)项所述的外科器械，进一步包括在所述球构件的外表面中形成的至少一个凹痕，以用于为至少一个所述流体致动缸体的至少一部分提供间隙。
(20)如第(14)项所述的外科器械，其中，所述外科执行器包括内切割器端部执行器。
(21)如第(16)项所述的外科器械，其中，所述近侧管部分限定一个轴线，其中所述第一和第二流体致动缸体相对于彼此围绕所述轴线被定位成基本上成180度角。
(22)如第(16)项所述的外科器械，其中，所述近侧管部分限定一个轴线，其中所述第一和第二流体致动缸体相对于彼此围绕所述轴线被定位成基本上小于180度的角。
(23)一种外科器械，包括手柄组件；联接到所述手柄组件的近侧管部分；
远侧管部分；将所述远侧管部分可枢转地连接到所述近侧管部分的关节运动接头组件，所述关节运动接头组件包括盘状构件，该盘状构件不可动地联接到所述近侧和远侧管部分之一的末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分和所述远侧管部分中的另一个的末端的相应承窝中；和联接在所述远侧和近侧管部分的末端之间的致动组件，该致动组件将所述盘状构件保持在所述承窝中并且选择性地旋转其中的所述盘状构件，以使所述远侧管部分相对于所述近侧管部分进行关节运动；和连接到所述远侧管部分的外科执行器。
(24)如第(23)项所述的外科器械，其中，所述致动组件包括至少一个流体致动缸体。
(25)如第(24)项所述的外科器械，其中，所述至少一个流体致动缸体包括第一流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分之一的第一外壳以及连接到所述近侧和远侧管部分中的另一个的末端的可选择性延伸和缩回的第一致动杆；和第二流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分之一的第二外壳以及连接到所述近侧和远侧管部分中的另一个的末端的可选择性延伸和缩回的第二致动杆。
(26)如第(25)项所述的外科器械，其中，所述第一和第二致动杆由挠性材料制造。
(27)如第(23)项所述的外科器械，其中，所述盘状构件具有贯穿其中的至少一个中空通道，该中空通道适于与所述远侧和近侧管部分中的开口连通。
(28)如第(23)项所述的外科器械，其中，所述致动组件包括在所述远侧和近侧管部分之间延伸的至少一个挠性驱动构件。
(29)如第(28)项所述的外科器械，其中，所述至少一个挠性驱动构件包括挠性蜗轮缆索，该挠性蜗轮缆索连接到电动机并且通过螺纹接合在所述盘状构件中形成的相应通道。
(30)如第(29)项所述的外科器械，其中，所述球构件具有通过其中的至少一个中空通道，该中空通道适于与所述远侧和近侧管部分中的开口连通。
(31)如第(23)项所述的外科器械，其中，所述盘状构件不可动地联接到所述远侧管部分的所述末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分的所述末端的承窝中。
(32)如第(23)项所述的外科器械，其中，所述外科执行器是内切割器。
(33)一种外科器械，包括手柄组件；联接到所述手柄组件的近侧管部分；远侧管部分；将所述远侧管部分可枢转地连接到所述近侧管部分的关节运动接头组件，所述关节运动接头组件包括盘状构件，该盘状构件不可动地联接到所述近侧和远侧管部分之一的末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分和所述远侧管部分中的另一个的末端的相应承窝中；和致动组件，该致动组件联接在所述远侧和近侧管部分中的其中具有所述承窝的所述一个和所述盘状构件之间，以将所述盘状构件的一部分保持在所述承窝中，并且选择性地旋转其中的所述盘状构件部分，以使所述远侧管部分相对于所述近侧管部分进行关节运动；和连接到所述远侧管部分的外科执行器。
(34)如第(33)项所述的外科器械，其中，所述致动组件包括至少一个流体致动缸体。
(35)如第(33)项所述的外科器械，其中，所述至少一个流体致动缸体包括
第一流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分中的其中具有所述承窝的一个上的第一外壳，和连接到所述盘状构件的一部分的可选择性延伸和缩回的第一致动杆；和第二流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分中的其中具有所述承窝的一个上的第二外壳，和连接到所述盘状构件的另一部分的可选择性延伸和缩回的第二致动杆。
(36)如第(35)项所述的外科器械，其中，所述第一和第二致动杆由挠性材料制造。
(37)如第(33)项所述的外科器械，其中，所述球构件具有贯穿其中的至少一个中空通道，该中空通道适于与所述远侧和近侧管部分中的开口连通。
(38)如第(33)项所述的外科器械，其中，所述盘状构件不可动地联接到所述远侧管部分的所述末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分的所述末端的承窝中。
(39)如第(33)项所述的外科器械，其中，所述外科执行器是内切割器。
本领域的普通技术人员将容易理解，随着以下具体描述的进行，这些和其他细节、特征和优点将变得更显而易见。
包含在该说明书中并且构成其一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与上述给出的概述以及下面给出的实施方式的具体描述一起用于解释本发明的各种实施方式的各种原理。
图1是与液压操作内切割器结合使用的力矩臂延伸件布置的一个非限制性例子的部分透视图，其中的管部分处在第一基本共轴对准位置；图2是图1的力矩臂延伸件布置和内切割器的另一透视图，其中的管部分相对于彼此成一个角度进行关节运动；图3是用在图1和2所示的内切割器中采用的端部执行器的部分剖视图，其中的砧座处在打开或未夹紧位置，为了清楚起见省略了其中的一些元件；图4是处在闭合或夹紧位置的图3的端部执行器的另一剖视图，其中切刀杆处在伸长位置；图5是图3和4的端部执行器的另一剖视图，其显示了在其中被切割和缝合之后的组织；图6是在图1-5中显示的端部执行器的分解透视图；图7是端部执行器和钉仓的另一分解装配图；图8是安装在图6和7所示的端部执行器中的钉仓的俯视图；图9是显示插入到套管针通道中的端部执行器的横截面端视图；图10是安装在端部执行器中的钉仓的透视图，其中的砧座处在打开或未夹紧位置；图11是本发明的一种液压系统实施方式的示意图；图12是处在关节运动位置的本发明的关节运动接头的一个非限制性实施方式的部分透视图；图13是处在关节运动位置的图12中所示的关节运动接头的另一部分透视图；图14是处在关节运动位置的图12和13中所示的关节运动接头实施方式的另一部分透视图；图15是处在关节运动位置的本发明的关节运动接头的另一非限制性实施方式的部分剖视图；图15A是处在关节运动位置的本发明的另一关节运动接头的部分剖视图；图16是处在关节运动位置的本发明的另一关节运动接头的部分剖视图；图16A是处在关节运动位置的本发明的另一关节运动接头的部分剖视图；图17是处在关节运动位置的本发明的另一关节运动接头实施方式的部分剖视图；
图17A是处在关节运动位置的本发明的另一关节运动接头的部分剖视图；具体实施方式
参照附图，其中在所有若干视图中相同的附图标记表示相同的部件，图1和2显示了能够实践本发明的独特优点的外科器械10的一个实施方式。在图1和2中可以看出，器械10包括手柄组件200和外科执行部分12。当在此使用时，术语“外科执行器”指的是被配置成接合组织以实现完成外科任务的部件或部件组。外科执行器的例子包括但不限于内切割器，抓钳，夹钳，切割器，缝合器，夹具施放器，探针或进入装置，药物/基因治疗输送装置，使用例如超声、RF的能量装置，或激光装置，等等。
在图中所示的非限制性实施方式中，外科器械10包括液压致动端部执行器22和手柄结构200，其公开于序列号为No.____、发明名称为“SURGICAL INSTRUMENT HAVING A HYDRAULICALLY ACTUATEDEND EFFECTOR”、申请人为Frederick E.Shelton IV和JeromeR.Morgan的美国专利申请中，上述申请与这里的申请同一天提交并且共同为本申请人所有，并且上述申请的全文公开被援引于此以作参考。然而，随着本具体描述的进行，本领域技术人员将容易理解，本发明的各种实施方式的独特而新颖的特征也可以与电动或气动端部执行器结合使用。因此，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明的各种实施方式可以有利地与除了在附图中描述的典型实施方式之外的各种外科执行器结合使用。因此，给予本发明的各种实施方式的保护范围不应当被限制在仅仅使用在此具体描述的特定类型的外科执行器。
被说成是援引于此以作参考的任何专利、出版物或其他公开材料(全文地或部分地)仅仅在一定程度上被援引于此，使得被援引的材料不会与在该公开中阐述的现有定义、声明或其他公开材料冲突。照这样，以及在需要的程度上，在此清楚阐述的公开弃除了被援引于此以作参考的任何冲突材料。被说成是援引于此以作参考，但是与在此阐述的现有定义、声明或其他公开材料冲突的任何材料或其部分将仅仅在一定程度上被援引，使得在所述被援引的材料和现有的公开材料之间不发生冲突。
图3-10显示了根据本发明的各种实施方式被配置成执行组织的夹紧、切断和缝合的端部执行器22的一种类型的视图。在一个实施方式中，端部执行器22具有主体部分24，该主体部分带有用于在其中接纳钉仓60的细长通道26。砧座28联接到主体部分24并且能够选择性地朝着和远离安装在细长通道26中的钉仓60枢转。图3和10示出了处在打开位置的砧座28，图4和5示出了处在闭合位置的砧座28。砧座28可以采用液压方式被闭合并且通过诸如弹簧23的储能装置返回到其打开位置。在图3-5中可以看出，致动囊40可以策略地安装在砧座28的一部分的下方，使得当用加压流体或空气膨胀囊40时，它将砧座28偏压到其打开位置。供给管线42联接到囊40以用于从容器232供应加压流体，这将在下面进一步具体描述。在备选的非限制性实施方式中，一个或多个附加液压缸可以有利地用于打开和闭合砧座。在其他的非限制性实施方式中，可以通过连接到那里的远侧管部分410的滑动动作打开和闭合砧座28。
在图3-10中也显示了可以用于这种端部执行器的钉仓的一种类型。钉仓60具有由细长切割槽64分隔的仓体62，所述细长切割槽从钉仓60的近端65朝着锥形外尖端66延伸。参见图10，多个钉接收通道68形成于钉仓体64内并且布置在细长切割槽64的每一侧上的纵向间隔行69中。钉驱动器70定位在钉接收通道内，从而每个钉驱动器在其上支承一个或多个钉72。通过在向上的方向上朝着砧座28运动它们各自的驱动器70，钉72被推进或“击发”。
图10显示了处在打开位置的端部执行器22的三维视图，其中钉仓60安装在细长通道26中。在砧座28的下表面30上，当钉仓60安装在端部执行器22中时多个钉形成槽32排布成对应于仓体62中的每个钉接收通道68。更具体而言，砧座28中的每个形成槽32可以对应于位于钉仓60内的单个钉72。钉仓60可以卡扣配合在细长通道26中。例如，钉仓60的延伸部件63接合细长通道26的凹槽27(如图6中所示)。
在一个实施方式中，钉驱动器70由一系列液压致动囊90、92、94、96、98、100沿“向上”方向(朝着砧座2 8)驱动，所述囊位于端部执行器22的细长槽26内并且被布置成使得当囊90、92、94、96、98、100被膨胀时，它们朝着砧座28驱动或“击发”相应的驱动器70及其各自的钉72。当钉腿的末端接触砧座28中的相应钉形成槽32时，它们弯曲以闭合钉72。在发明名称为“SURGICALINSTRUMENT HAVING A HYDRAULICALLY ACTUATED END EFFECTOR”的上述专利申请公开了各种击发设置，上述申请已被援引于此以作参考。加压流体或空气通过如图6和11中所示的一系列供给管线供应到囊90、92、94、96、98、100。
同样在一个实施方式中，为了便于切割夹钳在端部执行器22中的组织8，液压致动切刀杆110可操作地安装在细长通道26内并且当钉仓60安装在端部执行器22内时被布置成容纳在仓体62中的细长槽64内。切刀杆110沿着细长槽64纵向地延伸并且机械地联接到或以另外方式支承在支杆111上，所述支杆连接到液压切割囊102。通过将加压流体或空气引入到切割囊102中，迫使切刀杆110向上(由图4中的箭头A表示)，由此导致切刀杆110切断夹钳在砧座28和钉仓60之间的组织8。当切刀杆110切断组织8之后，允许加压流体离开切割囊102，由此允许囊102收缩和允许切刀杆110向下(图3中的箭头“B”)运动到其缩回或未击发位置。加压流体或空气由供给管线256供应到切割囊102。
在图1和2中可以看出，手柄组件200可以容纳通常被标示为210的液压系统，该液压系统用于控制端部执行器22的操作。可以用于控制端部执行器22的液压系统210的一个实施方式示意性地在图11中示出。在该非限制性实施方式中，包括流体容器232的传统的液压泵组件230用于将加压流体供应到各种囊。在一个实施方式中，泵230由支承在手柄组件200中的电池234供电。然而，泵230也可以由其他手段供电，例如交流电或机械致动器。泵230可以通过供给管线236流体联接到容器232，所述供给管线在其中具有传统的止回阀238。参见图11，当在此使用时，术语“流体联接”表示元件与合适的供给、回流、排放等管线或其他装置联接在一起以允许加压流体介质、空气等在它们之间通过。当在此使用时，如用在“供给管线”、“排放管线”或“回流管线”中的术语“管线”指的是由沟道、管道、管系等形成的合适流体通道，用于在部件之间输送加压流体、空气等。
在一个实施方式中，连接到泵230的排放端口231的排放管线240管接到歧管242，该歧管具有用于联接到那里的每个囊的指定供给管线。例如，在图11所示的实施方式中，供给管线244联接到囊90并且在其中具有控制阀260以用于控制加压流体通过管线244流到囊90。供给管线246联接到囊92并且在其中具有控制阀262。供给管线248联接到囊94并且在其中具有控制阀264。供给管线250联接到囊96并且在其中具有控制阀266。供给管线252联接到囊98并且在其中具有控制阀268。供给管线254联接到囊100并且在其中具有控制阀270。供给管线256联接到囊102并且在其中具有控制阀272。供给管线42由管线241联接到囊40和供给管线240。供给阀274设在管线241中用于控制加压流体朝那里流动，并且提供回流阀276以允许流体从囊40返回到歧管管线242中并通过连接到歧管242和容器232的回流管线259’。在图11中可以看出，回流管线259’可以在其中具有回流阀278。阀262、264、266、268、270、272、274、276、278包括一个阀单元，通常标示为280。在各种非限制性实施方式中，阀262、264、266、268、270、272、274、276、278均可以包括电气致动阀，例如压电阀或电活性聚合物(EAP)阀，其可以被配置成响应电信号。然而，也可以使用其他合适的阀和阀布置。
上述阀可以由控制电路300响应从输入按钮(例如位于手柄上的按钮308、310、312、314和/或316)接收的输入进行操作。控制电路也可以由电池234供电并且包括能够响应来自按钮308、310、312、314、316和/或来自手柄的其他部分(例如可枢转地联接到那里的闭合触发器206和/或击发触发器208)的输入产生用于配置阀单元280的信号的合适电路。在一个非限制性实施方式中，控制电路300可以包括微处理器和其他相关部件，包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。在其他非限制性实施方式中，控制电路300可以包括各种逻辑电路元件。
在图1和2中可以看出，在一个非限制性实施方式中，器械10的手柄组件200包括手枪式握把204，该手枪式握把包括可枢转地连接到那里以开始闭合砧座28的闭合触发器206。在一个实施方式中，闭合触发器传感器205用于感测何时闭合触发器206已枢转到闭合位置。闭合触发器传感器205与控制电路通信，以打开回流阀276和回流阀278并且闭合供给阀274以允许加压流体从砧座囊28返回到容器232中。砧座28然后由复位弹簧23枢转到闭合位置。闭合触发器206可以由释放按钮栓锁布置36保持在闭合位置，所述栓锁布置所属的类型公开于申请人为Jeffery S.Swayze和FrederickE.Shelton，IV、发明名称为“SURGICAL STAPLING INSTRUMENTINCORPORATING A FIRING MECHANISM HAVING A LINKED RACKTRANSMISSION”的美国专利No.6,905,057中，上述申请的全文公开被援引于此以作参考。另一非限制性实施方式将闭合触发器206连接到管组件452并且使之向远侧运动，在端部执行器组件24上驱动远侧管410而使系统闭合。
当端部执行器22处在闭合位置时，它可以通过套管针490插入。参见图9，为了再打开端部执行器22，按压释放按钮36以解锁闭合触发器206，从而能使它枢转离开击发触发器208到达打开位置。当处在打开位置时，闭合触发器传感器205发信号通知控制电路300为泵230供电和打开供给阀274并闭合回流阀276。加压流体然后被泵送到砧座囊40中以将砧座28枢转到打开位置。当医生已将端部执行器22定向成使得所需组织位于打开的砧座28和钉仓60之间时，闭合触发器206被枢转到闭合位置并且被栓锁。阀276和278被打开并且阀241被闭合。阀276和278被打开足够长的时间以允许砧座囊40中的流体从那里通过管线42、242和259返回。其后，那些阀被闭合。如上所述，使用在此描述的液压动力囊和复位弹簧布置仅是可以用于打开和闭合砧座28的结构的一种类型。在不脱离本发明的精神和范围的情况下也可以利用其他砧座控制布置，所以给予本发明的各种实施方式的保护应当不仅仅限制在这种囊和复位弹簧布置。
输入按钮308、310、312、314、316可以以任何合适的方式将输入信号提供给控制电路300。在一个非限制性实施方式中，每个输入按钮308、310、312、314、316可以对应于一个或多个特定阀，这些阀用于控制一个或多个囊的膨胀。尽管对于该非限制性实施方式显示了五个致动按钮，读者将会理解，可以采用其他数量的按钮。例如，如果希望的是仅仅一次致动一个缝合囊，可以为每个囊提供独立致动按钮。例如，按钮308可以控制切割器供给管线256中的阀272。通过致动所述阀272，允许由泵230供应到歧管242中的加压流体通过供应管线256流入到切割囊102中。类似地，如果致动按钮310用于控制阀260、262，则致动按钮310将导致缝合囊90和92膨胀并击发它们相应的钉72。可以选择多个按钮以产生包括一个以上执行器的击发模式。在其他非限制性实施方式中，每个输入按钮308、310、312、314、316可以代表预定的击发顺序和/或模式。例如，选择按钮308、310、312、314、316可以导致控制电路318配置阀单元304，使得当击发触发器28被压下时对应于特定外科执行器的液压装置被击发。将会理解，各种实施方式可以具有比所示更多或更少的输入按钮。在一个实施方式中，击发触发器208在闭合触发器206的外侧可枢转地连接到手柄200，并且一个或多个击发传感器(未示出)可以被定位成检测击发触发器的位置。击发传感器然后可以与控制电路300通信以控制各种阀，从而允许加压流体流到各种缝合囊，从而实现预期击发序列。
在各种非限制性实施方式中，阀单元280可以被配置成将延迟引入到包含在端部执行器12中的一个或多个外科执行器的驱动中。例如，可能希望驱动切割执行器，然后在驱动缝合执行器的一个或多个区域之前延迟预定时间。延迟可以根据任何合适的方法实现。在一个非限制性实施方式中，控制电路30可以配置阀单元280以打开液压泵230和包括在端部执行器12中的第一外科执行器之间的液压流体路径。当击发触发器28被致动时，泵302可以产生加压液压流体，该加压液压流体驱动第一外科执行器。控制电路300可以感测第一外科执行器何时被驱动(例如通过感测击发触发器208的位置)并且开动定时器，该定时器报数预定延迟时间。在预定延迟时间截止时，控制电路318可以配置阀单元280以将加压液压流体提供给第二外科执行器。在致动击发触发器208时产生的液压压力可以足够驱动第二外科执行器，或者在各种实施方式中，液压泵230可以用于产生附加的液压压力。
在本发明的一个非限制性实施方式中，端部执行器22可以由关节运动接头组件(整体标示为400)连接到手柄组件200。在图1、2和12-14中可以看出，关节运动接头组件400包括远侧管部分410，该远侧管部分具有远端412、近端414和远侧轴线H-H。远端412机械地(例如刚性地或可滑动地连接-取决于使用的砧座闭合布置)联接到端部执行器主体24。远侧管部分410可以是部分中空的，并且近端是实心的，软管/导线接收通道416穿过其中。
接头组件400进一步包括近侧管部分450，该近侧管部分具有近端452、远端454和近侧轴线I-I。近端452连接到手柄组件200。在一个实施方式中，例如，近端452可以由承接在手柄组件上的内部通道保持器连接到手柄组件200。然而，也可以利用其他紧固布置。在一个实施方式中，远端454是实心的并且具有通过其中的软管/导线接收通道456。管部分450的剩余部分可以是中空的，以允许软管和/或导线穿过其中。
在一个实施方式中，远侧管部分410通过球接头组件460可枢转地联接到近侧管部分450。在一个实施方式中，球接头组件460包括中空球构件462，该球构件安装到或形成于远侧管部分410的近端414上。球构件462基本上是中空的，或者在其中具有中空通道以允许软管和/或导线穿过其中。球构件462被接纳在设在近侧管部分450的远端的承窝458中，从而使球构件462在其中自由枢转。
在一个实施方式中，通常标示为500的致动组件用于使远侧管部分410相对于近侧管部分450进行关节运动。在图11-14中可以看出，在一个非限制性实施方式中，利用两个关节运动缸体510、520。第一关节运动缸体510可以包括传统的液压或气压缸体，该缸体具有在其中包含第一活塞514的第一外壳512。第一活塞杆或第一致动杆516连接到第一活塞514并且伸到第一外壳512之外。活塞514响应加压流体或空气在活塞514的一侧或另一侧的进入而在第一外壳512内运动，导致第一致动杆516延伸到第一缸体外壳512之外或进入第一缸体外壳512。第一外壳512的远端518可枢转地连接(销接)或以其他方式刚性地连接到远侧管部分410的近端414。第一致动杆516由诸如橡胶等这样的挠性材料制造并且其自由端519刚性地连接到近侧管部分450的远端454。第一致动杆516的自由端519可以通过胶粘、螺纹等连接到远端454。第一凹痕466或一系列凹痕设在球构件的外表面464中，以提供第一致动杆516以及第一缸体外壳512的末端所需的间隙。
同样在该非限制性实施方式中，第二关节运动缸体520可以包括传统的液压或气压缸体，该缸体具有在其中包含第二活塞524的第二外壳522。第二活塞杆或第二致动杆526连接到第二活塞524并且伸到第二外壳522之外。第二活塞524响应加压流体或空气在第二活塞524的一侧或另一侧的进入而在第二缸体外壳522内运动，导致致动杆526延伸到第二缸体外壳522之外或进入第二缸体外壳522。第二缸体外壳522可枢转地连接(销接)或以其他方式刚性地连接到远侧管部分410的近端414。第二致动杆526由诸如橡胶等这样的挠性材料制造并且其自由端529刚性地连接到近侧管部分450的远端454。第二致动杆526的自由端529可以通过胶粘、螺纹等连接到远端454。第二凹痕468或一系列凹痕设在球构件462的外表面464中，以提供第二致动杆526以及第二缸体外壳522的末端所需的间隙。
第一和第二关节运动缸体510、520可以由液压系统210供电或者它们可以由独立的液压系统供电。图11显示了控制第一和第二关节运动缸体510、520的一种方法。在所述图中可以看出，供给管线570从泵230连接到供给管线240。供给管线570的第一部分572连接到第一缸体外壳512中的第一供给端口，以用于在第一活塞514的一侧将加压流体或空气供应到第一缸体外壳512中，并且供给管线570的第二部分574连接到第一外壳512中的第二供给端口，以用于在第一活塞514的另一侧将加压流体或空气供应到第一外壳512中。第一供给阀576安装在供给管线570的第一部分572中，第二供给阀578安装在第一供给管线570的第二部分574中。提供排放或回流管线580，以将加压流体从第一外壳512返回到流体容器232中。回流管线580具有连接到第一外壳512的端口的第一部分582和第二部分584。第一回流阀586安装在回流管线580的第一部分582中，第二回流阀588安装在回流管线的第二部分584中。
供给管线570进一步具有在第二活塞524的一侧联接到第二外壳522中的第三供给端口的第三部分590，并且供给管线570具有在第二活塞524的另一侧联接到第二外壳522中的第四供给端口的第四部分592。阀596安装在第三部分590中，另一阀598安装在供给管线570的第四部分592中。提供另一回流管线600以允许在缸体520的致动期间加压流体、空气等从外壳522返回到容器232。回流管线600具有在第二活塞524的一侧连接到第二外壳522的第三回流端口的第三部分602，和在第二活塞524的另一侧连接到第二外壳522的第四回流端口的回流管线600的第四部分604。回流阀606设在回流管线600的第三部分602中，并且另一回流阀608设在回流管线600的部分604中。
所述阀可以由上述类型的控制电路300或第二控制电路300’控制，所述第二控制电路可以包括微处理器和其他相关部件，包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。在其他非限制性实施方式中，控制电路300’可以包括各种逻辑电路元件。传统的多位置开关610或一系列开关、按钮等可以连接到第二控制电路300’以用于控制阀576、578、586、588、594、596、606、608，从而以获得关节运动所需程度和方向的方式控制缸体510、520。
当如上所述可枢转地连接在一起时，近侧和远侧管部分450、410形成管组件470，该管组件具有一个通道472或多个通道，以用于支承端部执行器22和手柄200之间的供给管线(总地标示为480)。将会理解，管组件470具有圆周“C”和形状，使得当远侧管部分410与近侧管部分450共轴对准时，管组件470可以通过套管针490中的通道492插入。参见图9，在一个实施方式中，第一和第二管部分410、450具有圆形横截面形状并且尺寸被设定成通过圆形套管针通道492轴向地插入。远侧和近侧管部分410、450的外径均小于套管针通道492的内径，以便于通过套管针通道492插入管组件470，并且需要时或必要时，便于管组件470在套管针通道492内旋转。例如，如果套管针通道492具有的内径大约为12.8mm(0.503英寸)，则管组件470(和每个管部分410、450)的最大外径可以大约为12.7mm(0.500英寸)。可以想象，对于不必要或不需要具有在套管针通道492内旋转管组件470的能力的应用中，可以利用其通道具有非圆形横截面的套管针。在那些情况下，管组件将具有这样的横截面形状，其能够便于管组件通过套管针通道轴向插入并且可以非常类似于套管针通道的横截面形状。因此，本发明的各种实施方式应当并不限于具有圆形横截面形状的管组件的装置。
图1示出了处在未关节运动位置的接头组件，在所述未关节运动位置将能使管组件470插入到套管针中。当外科执行器12已通过套管针490被插入并且需要使执行器12进行关节运动时，医生通过开关610启动控制电路300’。取决于所需的关节运动的程度和方向，第一活塞516和第二活塞526可以都延伸、一个延伸一个缩回，或者都缩回，从而导致球构件462在承窝中枢转以获得关节运动的预期量。医生通过启动位于手柄组件上的多位置开关或按钮以导致控制电路300’打开和闭合各种控制阀576、578、586、588、594、596、606、608，从而延伸活塞516和526。读者将会理解，取决于力，第一和第二致动杆516、526在致动期间会倾向于弯曲而不是枢转，就是这些杆516、526的偏转和弯曲进一步导致了远侧管部分410相对于近侧管部分450进行关节运动。而且，如果关节运动缸体510、520不关于装置的纵向轴线对准成180度，它们可以用于在多个平面中使端部执行器进行关节运动以及仅仅围绕垂直于所述纵向轴线的点枢转它。通过使用该实施方式的球接头布置使得这种枢转灵活性成为可能。这种布置代表着胜过仅仅可以围绕单一轴关节运动的其他布置的显著改进。
上述用于致动关节运动缸体510、520的液压控制系统只是可以使用的控制系统的一个例子。读者将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以利用各种不同的控制布置来启动关节运动缸体。例如，上述的关节运动缸体510、520需要加压流体/空气进入以在两个方向上运动它们各自的活塞。利用弹簧或其他机构来将活塞返回到开始位置的其他缸体也可以与合适的阀一起使用，并且可以利用在本领域技术人员的能力范围内的液压流体供给布置。进一步将会理解，尽管上面描述了两个关节运动缸体，本发明的其他实施方式可以仅仅利用一个关节运动缸体或两个以上的关节运动缸体。而且，尽管球构件462被描述成不可动地安装到远侧管部分410和设在近侧管部分450中的承窝458，本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他非限制性实施方式中，球构件462可以不可动地连接到近侧管部分450和设在远侧管部分410中的承窝458上。
图15示出了本发明的另一关节运动接头组件1400的实施方式。在所述图中可以看出，远侧管部分1410具有近端1414和远侧轴线H’-H’。尽管未在图15中显示，远侧管部分1410具有机械地联接到端部执行器主体24的远端1412。取决于使用的砧座闭合布置，远端1412可以不可动地连接到端部执行器主体或通过缆索、挠性构件或可枢转构件连接。远侧管部分1410可以是部分中空的，并且近端是实心的，软管/导线接收通道1416穿过其中。
接头组件1400进一步包括近侧管部分1450，该近侧管部分具有远端1454和近侧轴线I’-I’。尽管未在图15中显示，近侧管部分1450具有机械地连接到手柄组件200的近端。
在一个实施方式中，远侧管部分1410通过球接头组件1460可枢转地联接到近侧管部分1450。在一个实施方式中，球接头组件包括中空球构件1462，该球构件安装到或形成于近侧管部分1450的远端1454上。球构件1462具有中空通道1464，该中空通道具有张开的或以另外方式加大的端部1465，以允许它与通道1416这样连通，即，使得无论球构件1462在何位置，延伸通过其中的软管480和/或导线都不会被夹住或以另外方式被损坏。球构件1462被接纳在设在远侧管部分1410的近端1414的承窝1458中，使得球构件1462在其中自由枢转或旋转。
在一个实施方式中，整体标示为1500的致动组件用于使远侧管部分1410相对于近侧管部分1450进行关节运动。在图15中可以看出，在一个非限制性实施方式中，可采用两个关节运动缸体1510、1520。第一关节运动缸体1510可以包括传统的液压或气压缸体，该缸体具有在其中包含第一活塞1514的第一外壳1512。第一活塞杆或第一致动杆1516连接到第一活塞1514并且伸到第一外壳1512之外。活塞1514响应加压流体或空气在活塞1514的一侧或另一侧的进入而在第一外壳1512内运动，导致第一致动杆1516延伸到第一缸体外壳1512之外或进入第一缸体外壳1512。第一外壳1512的远端1518可枢转地连接(销接)或以其他方式刚性地连接到远侧管部分1410的近端1414的一部分1415。在第一缸体外壳1512的区域中的近端1414的外表面的轮廓可以设定成便于缸体外壳1512的枢转运动。第一致动杆1516可以由诸如橡胶等这样的挠性材料制造。致动杆1516的自由端1519可枢转地销接或以另外方式连接到近侧管部分1450的远端1454。
同样在该非限制性实施方式中，第二关节运动缸体1520可以包括传统的液压或气压缸体，该缸体具有在其中包含第二活塞1524的第二外壳1522。第二活塞杆或第二致动杆1526连接到第二活塞1524并且伸到第二外壳1522之外。第二活塞1524响应加压流体或空气在第二活塞1524的一侧或另一侧的进入而在第二缸体外壳1522内运动，这导致致动杆1526延伸到第二缸体外壳1522之外或进入第二缸体外壳1522。第二缸体外壳1522的远端1523可枢转地连接(销接)到远侧管部分1410的近端1414的一部分1417。在第二缸体外壳1522的区域中的近端1414外表面的轮廓可以被设定成便于缸体外壳1522的枢转运动。第二致动杆1526可以由诸如橡胶等这样的挠性材料制造或者它可以由刚性材料制造。致动杆1526的自由端1529可枢转地销接或以另外方式连接到近侧管部分1450的远端1454。
第一和第二关节运动缸体1510、1520可以由液压系统210以与上面关于缸体510、520的具体论述相同的方式供电，或者它们可以由独立的液压系统供电。图11显示了控制第一和第二关节运动缸体1510、1520的一种方法。通过延伸致动杆1526和缩回致动杆1516，远侧管部分1410(和与之连接的端部执行器22)可以相对于近侧管1450在图15中所示的方向进行关节运动。控制电路300’可以响应手柄组件200上的多位置开关610的位置以这些方式致动缸体1510、1520。读者将会理解，尽管上面描述了两个关节运动缸体，如果仅仅需要或想要一个自由度(one degree)关节运动，本发明的其他实施方式可以仅仅利用一个关节运动缸体。而且，尽管球构件1462被描述成不可动地安装到近侧管部分1450和设在远侧管部分1410中的承窝1458上，本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他非限制性实施方式中，球构件1462可以不可动地连接到远侧管部分1410和设在近侧管部分1450中的承窝1458上。
在图15A所示的备选实施方式中，接头组件1460’包括圆盘状构件1462’而不是球状元件。圆盘1462’具有中空通道1464’，该中空通道具有张开的或以另外方式扩大的端部1465’，以允许它与通道1416连通，使得无论盘状构件1462’在何位置，延伸通过其中的软管480和/或导线将不会被夹住或以另外方式被损坏。盘状构件1462’被接纳在设在远侧管部分1410的近端1414的承窝1458’中，使得盘状构件1462’在其中自由枢转。如果需要的话，盘状构件1462’的外缘可以带有接纳在承窝壁的凹槽(未示出)中的舌状件(未示出)，以进一步稳固盘状构件1462’。该实施方式以另外方式利用上述的致动器1510和1520。然而，再次地，读者将会理解，尽管上面描述了两个关节运动缸体，如果仅仅需要或想要一个自由度关节运动，本发明的其他实施方式可以仅仅利用一个关节运动缸体。而且，尽管盘状构件1462’被描述成不可动地安装到近侧管部分1450和设在远侧管部分1410中的承窝1458’上，本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他非限制性实施方式中盘状构件1462’可以不可动地连接到远侧管部分1410和设在近侧管部分1450中的承窝1458’上。
在图16中显示了另一备选实施方式。在该实施方式中可以看出，缸体1510的第一致动杆1516的末端1519连接到球构件1462的外表面的一部分，并且第二致动杆1516的末端1529也连接到球构件1462的一部分。该实施方式在组成和操作上与图15中所示的和上述的实施方式等效。然而，再次地，读者将会理解，尽管上面描述了两个关节运动缸体，如果仅仅需要或想要一个自由度关节运动，本发明的其他实施方式可以仅仅利用一个关节运动缸体。而且，尽管球构件1462被描述成不可动地安装到近侧管部分1450和设在远侧管部分1410中的承窝1458上，本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他非限制性实施方式中，球构件1462可以不可动地连接到远侧管部分1410和设在近侧管部分1450中的承窝1458上。
在图16A中显示了另一备选实施方式。在该实施方式中可以看出，缸体1510的第一致动杆1516的末端1519连接到盘状构件1462’的外表面的一部分，并且第二致动杆1516的末端1529也连接到盘状构件1462’的一部分。该实施方式在组成和操作上与图16A中所示的和上述的实施方式等效。然而，再次地，读者将会理解，尽管上面描述了两个关节运动缸体，如果仅仅需要或想要一个自由度关节运动，本发明的其他实施方式可以仅仅利用一个关节运动缸体。而且，尽管盘状构件1462’被描述成不可动地安装到近侧管部分1450和设在远侧管部分1410中的承窝1458’上，本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他非限制性实施方式中，盘状构件1462’可以不可动地连接到远侧管部分1410和设在近侧管部分1450中的承窝1458’上。
图17示出了本发明的又一关节运动接头组件2400的实施方式。在所述图中可以看出，远侧管部分2410具有近端2414和远侧轴线H”-H”。尽管未在图17中显示，远侧管部分2410具有机械地联接到端部执行器主体24的远端。取决于使用的砧座闭合布置，所述远端可以不可动地连接到端部执行器主体或通过缆索、挠性元件或可枢转元件连接。远侧管部分2410可以是部分中空的，并且近端2414是实心的，软管/导线接收通道2416穿过其中。通道2416可以具有圆锥形部分2417。
接头组件2400进一步包括近侧管部分2450，该近侧管部分具有远端2454和近侧轴线I”-I”。尽管未在图18中显示，近侧管部分2450具有机械地连接到手柄组件200的近端2454。
在一个实施方式中，远侧管部分2410通过球接头组件2460可枢转地联接到近侧管部分2450。在一个实施方式中，球接头组件2460包括球构件2462，该球构件安装到或形成于近侧管部分2450的远端2454上。球构件2462具有中空通道2464，该中空通道具有张开的或以另外方式扩大的端部2465，以允许它与通道部分2416、2417连通，使得无论球构件2462在何位置，延伸通过其中的软管480和/或导线将不会被夹住或以另外方式被损坏。球构件2462被接纳在设在远侧管部分2410的近端2414的承窝2458中，使得球构件2462在其中自由旋转。
在一个实施方式中，通常标示为2500的致动组件用于使远侧管部分2410相对于近侧管部分2450进行关节运动。在图17中可以看出，在一个非限制性实施方式中，利用两个挠性蜗轮缆索2510、2520。第一挠性蜗轮缆索2510适于驱动地接合在球构件2462中形成的第一齿轮通道2465内的蜗轮齿、螺纹等(未示出)。第一挠性蜗轮缆索2510联接到安装在远侧管部分2410中的第一电动机2512。类似地，在该非限制性实施方式中，第二挠性蜗轮缆索2520适于驱动地接合在球构件2462中形成的第二齿轮通道2467内的蜗轮齿、螺纹等，所述第二齿轮通道具有在其中形成的蜗轮齿、螺纹等2469。第二挠性蜗轮缆索2520联接到安装在远侧管部分2410中的第二电动机2522。尽管在此被描述成“挠性蜗轮缆索”，应当理解该术语表示包含所有类型的挠性驱动缆索或驱动布置，并不一定在其上利用蜗轮型齿。
第一和第二电动机2512、2522可以是电动的(由电池234或另一电池供电)或者由交流电供电或者由液压流体或空气提供动力。在一个实施方式中，电动机2512、2522是电动的并且通过手柄组件200上的一个或多个开关或按钮(未示出)操作。通过控制第一和第二蜗轮缆索2510、2520的旋转量和旋转方向，导致球构件2462在承窝2458内旋转并且由此使远侧管部分2410(和与之连接的端部执行器22)相对于近侧管部分2450进行关节运动。读者将会理解，这种布置便于左侧关节运动(如图17中所示)和右侧关节运动(未示出)。然而，再次地，读者将会理解，尽管上面描述了两个挠性蜗轮缆索/电动机布置，如果仅仅需要或想要一个自由度关节运动，本发明的其他实施方式可以仅仅利用一个挠性蜗轮缆索布置。而且，尽管球构件2462被描述成不可动地安装到近侧管部分2450和设在远侧管部分2410中的承窝2458上，本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他非限制性实施方式中，球构件2462可以不可动地连接到远侧管部分2410和设在近侧管部分2450中的承窝2458上。
在图17所示的备选实施方式中，接头组件2460’包括圆盘状构件2462，而不是球状元件。盘状构件2462’具有中空通道2464’，该中空通道具有张开的或以另外方式扩大的端部2465’，以允许它与通道2416连通，使得无论盘状构件2462’在何位置，延伸通过其中的软管480和/或导线将不会被夹住或以另外方式被损坏。盘状构件2462’被接纳在设在远侧管部分2410的近端2414的承窝2458’中，使得盘状构件2462’在其中自由旋转。如果需要的话，盘状构件2462’的外缘可以带有接纳在承窝壁的凹槽(未示出)中的舌状件(未示出)以进一步稳固盘状构件2462’。该实施方式以另外方式利用上述的电动机驱动挠性蜗轮缆索2510和2520。然而，再次地，读者将会理解，尽管上面描述了两个挠性蜗轮缆索/电动机布置，如果仅仅需要或想要一个自由度关节运动，本发明的其他实施方式可以仅仅利用一个挠性蜗轮缆索布置。而且，尽管盘状构件2462’被描述成不可动地安装到近侧管部分2450和设在远侧管部分2410中的承窝2458’上，本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他非限制性实施方式中，盘状构件2462’可以不可动地连接到远侧管部分2410和设在近侧管部分2450中的承窝2458’。
本发明的各种非限制性实施方式提供了胜过现有技术的关节运动外科器械的许多优点。特别地，本发明的各种实施方式能使将外科执行器连接到手柄的管元件的部分通过套管针或类似装置插入，然后在患者体内选择性地进行关节运动。尽管在此结合液压操作内切割器的使用描述了各种实施方式，本领域的普通技术人员将会理解，本发明的各种实施方式可以与电动内切割器和与许多其他类型的外科执行器一起使用，而不管它们是电动的还是液动的。
尽管通过若干实施方式的描述举例说明了本发明以及尽管相当具体地描述了例举的实施方式，申请人并非想要限制或以任何方式将后附权利要求的范围限定在这样的细节。附加优点和改进对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，根据内窥镜程序和装置论述了本发明。然而，在此诸如“内窥镜”这样的术语的使用不应当被理解成将本发明限定在仅仅结合内窥镜管(即套管针)使用的外科缝合和切割器械。相反，相信本发明可以应用于进入被限制在小切口的任何程序中，包括但不限于腹腔镜程序，以及开放式程序。而且，本发明的各种实施方式不应当仅仅被限制在与具有液压动力或空气动力外科执行器的外科器械结合使用。本发明的各种实施方式也可以有效地用于利用电动外科执行器的外科器械等。
权利要求
1.一种外科器械，包括手柄组件；联接到所述手柄组件的近侧管部分；远侧管部分；将所述远侧管部分可枢转地连接到所述近侧管部分的关节运动接头组件，所述关节运动接头组件包括球构件，该球构件不可动地联接到所述近侧和远侧管部分之一的末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分和所述远侧管部分中的另一个的末端的相应承窝中；和联接在所述远侧和近侧管部分的末端之间的致动组件，该致动组件将所述球构件的一部分保持在所述承窝中并且选择性地旋转其中的所述球构件部分，以使所述远侧管部分相对于所述近侧管部分进行关节运动；和连接到所述远侧管部分的外科执行器。
2.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述致动组件包括至少一个流体致动缸体。
3.根据权利要求2所述的外科器械，其中，所述至少一个流体致动缸体包括第一流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分之一的第一外壳以及连接到所述近侧和远侧管部分中的另一个的末端的选择性可延伸和缩回第一致动杆；和第二流体致动缸体，其具有连接到所述远侧和近侧管部分之一的第二外壳以及连接到所述近侧和远侧管部分中的另一个的末端的选择性可延伸和缩回第二致动杆。
4.根据权利要求3所述的外科器械，其中，所述第一和第二致动杆由挠性材料制造。
5.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述球构件具有贯穿其中的至少一个中空通道，该中空通道适于与所述远侧和近侧管部分中的开口连通。
6.根据权利要求2所述的外科器械，进一步包括在所述球构件的外表面中形成的至少一个凹痕，以用于为至少一个所述流体致动缸体的至少一部分提供间隙。
7.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述致动组件包括在所述远侧和近侧管部分之间延伸的至少一个挠性驱动构件。
8.根据权利要求7所述的外科器械，其中，所述至少一个挠性驱动构件包括挠性蜗轮缆索，该挠性蜗轮缆索连接到电动机并且通过螺纹接合在所述球构件中形成的相应通道。
9.根据权利要求8所述的外科器械，其中，所述球构件具有通过其中的至少一个中空通道，该中空通道适于与所述远侧和近侧管部分中的开口连通。
10.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述球构件不可动地联接到所述远侧管部分的所述末端并且可旋转地接纳在所述近侧管部分的所述末端的承窝中。
全文摘要
一种与外科器械结合使用的关节运动接头，所述外科器械的一部分必须穿过套管针或类似结构，然后相对于接纳在套管针中的器械的另一部分进行关节运动。所述关节运动接头的各种实施方式包括至少一个流体致动缸体或挠性驱动构件，以使外科执行器相对于器械的手柄组件进行关节运动。
文档编号A61B1/00GK1961839SQ20061013665
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月9日 优先权日2005年11月9日
发明者弗雷德里克·E·谢尔顿四世, 杰弗里·S·斯韦兹 申请人:伊西康内外科公司