用于外科器械的能量激活机构的制作方法

本公开涉及用于外科器械的能量激活机构并且更具体地涉及用于选择性地发起对组织的能量供应的激活机构。

背景技术：

各种不同类型的外科器械利用能量治疗组织。例如，双极电外科钳典型地包括充电至不同电势的两个通常相反的电极，用于在其间并且通过组织传导能量。双极电外科钳利用机械箝位动作和电能量两者以通过加热组织和血管凝固和/或烧灼组织来实现止血。某些外科程序不只是要求简单地烧灼组织并且依赖夹紧压力、精确的电外科能量控制和间隙距离(即，当围绕组织闭合时相反钳口构件之间的距离)的独特组合以“封闭”组织。

单极外科器械(作为另一个示例)包括活性电极并且与远程返回电极(例如，返回垫片)结合使用以向组织施加能量。单极器械具有迅速穿过组织并且切开通过狭窄组织平面的能力。

在一些外科程序中，使用双极和单极仪器设备可以是有益的，例如，为了到达要封闭的一个或者多个下层组织，必须切开通过一个或者多个组织层的程序。此外，尤其相对于内窥镜外科程序，提供合并双极特性和单极特性两者的单个器械可以是有益的，从而消除交替地移除和插入彼此支持的双极和单极器械的需要。

无论具体配置如何，包括激活按钮和电子开关的能量激活机构典型地设置在外科器械的壳体或者手持件上，以使外科医生能够选择性地发起对组织的能量供应。典型地，物理地封闭这些机构以防止流体进入，该流体进入可能触发无意中激活能量供应的错误信号。

技术实现要素：

如此处使用的，术语“远侧”指的是当前描述的离用户较远的部分，而术语“近侧”指的是当前描述的较靠近用户的部分。此外，按照一致性的程度，此处描述的方面中的任何一个可以与此处描述的其它方面中的任何一个结合使用。

根据本公开，提供了外科器械，包括壳体、可激励构件、第一激活开关、电缆组合件和第二激活开关。壳体操作地与可激励构件相关联。第一激活开关耦合至可激励构件并且可选择性地从打开状态转变至闭合状态。电缆组合件在第一端部处耦合至壳体并且在第二相对端部处包括插头，该插头容纳可选择性地从打开状态转变至闭合状态的第二激活开关。插头适合于连接至电外科能量源，其中第一激活开关从打开状态转变至闭合状态将第二激活开关从打开状态转变至闭合状态，使得第二激活开关与电外科能量源进行通信以发起对可激励构件的能量供应。第二激活开关与第一激活开关隔离以防止影响外科器械无意中地与电外科能量源进行通信以发起对可激励构件的能量供应的任何环境条件。

根据本公开的方面，外科器械是电外科笔。

根据本公开的另一个方面，外科器械是外科钳。

在本公开的另一个方面中，可激励构件包括单极组合件。

在本公开的又另一个方面中，第一激活开关包括电气电路、机械致动器、电机械致动器或者光学致动器。

在本公开的还一个方面中，第二激活开关包括电气电路、机械致动器、电机械致动器或者光学致动器。

根据本公开的方面，提供了外科器械，包括壳体、可激励构件、第一激活开关、电缆组合件和第二激活开关。壳体操作地与可激励构件相关联。第一激活开关耦合至可激励构件并且可选择性地从打开状态转变至闭合状态以提供高于第一阈值的第一信号。电缆组合件在第一端部处耦合至壳体并且在相对的第二端部处包括插头，该插头容纳可选择性地从打开状态转变至闭合状态的第二激活开关，第二激 活开关在接收第一信号时从打开状态转变至闭合状态并且配置为当闭合第二激活开关时提供高于第二阈值的第二信号。插头适合于连接至电外科能量源，使得第二激活开关从打开状态转变至闭合状态位置向电外科能量源提供第二信号以发起对可激励构件的能量供应，其中第二信号高于第二阈值并且低于第一阈值。第二激活开关与第一激活开关隔离以防止影响外科器械无意中地与电外科能量源进行通信以发起对可激励构件的能量供应的任何环境条件。

在本公开的方面中，第一阈值是足以将第二激活开关从打开状态转变至闭合状态的预定值。

在本公开的另一个方面中，预定值是电压。

在本公开的另一个方面中，第二激活开关包括至少一个晶体管，该至少一个晶体管在从第一激活开关接收预定电压时可从打开状态转变至闭合状态。

根据本公开的方面，提供了外科器械，包括壳体、可激励构件、第一激活开关、电缆组合件和第二激活开关。壳体操作地与可激励构件相关联。第一激活开关耦合至可激励构件并且可选择性地从打开状态转变至闭合状态。电缆组合件在第一端部处耦合至壳体并且在第二相对端部处包括插头，该插头容纳可选择性地从打开状态转变至闭合状态的第二激活开关，该第二激活开关包括第一构件和第二构件。第一构件由牵引线可移动地附接至第一激活开关，插头适合于连接至电外科能量源，使得第一激活开关从打开状态至闭合状态的移动使牵引线拉紧，使得第一构件从第一构件和第二构件彼此间隔开的第一位置移动至第一构件和第二构件共享接触点的第二位置。第二激活开关在第一构件达到第二位置时从打开状态转变至闭合状态其中，在闭合状态中，第二激活开关与电外科能量源进行通信以发起对可激励构件的能量供应。第二激活开关与第一激活开关隔离以防止影响外科器械的任何环境条件无意中地与电外科能量源进行通信以发起对可激励构件的能量供应。

在本公开的方面中，弹簧在与牵引线相对的点处附接至第一构 件，使得弹簧具有当第一激活开关打开时将第一构件返回至第一位置的弹簧偏置。

附图说明

此处关于附图描述了本公开的各种方面，其中相同的参考数字标识类似的或者相同的元素：

图1是根据本公开配置用于使用的内窥镜外科钳的前透视部分示意图；

图2是图1的钳的末端效应器组合件的放大的前透视图，其中末端效应器组合件的钳口构件设置在间隔的位置以及其中单极组合件设置在缩回位置；

图3是图2的末端效应器组合件的放大的后透视图，其中钳口构件设置在接近位置以及其中单极组合件设置在展开位置；

图4是图1的钳的侧剖面部分示意图，示出了激活开关和插头开关的电路，其中为了清楚的目的，已经移除了钳的内部组件；

图5是根据本公开配置用于使用的电外科笔的侧剖面部分示意图，示出了激活开关和插头开关的电路；

类似于图1的钳，图6是根据本公开配置用于使用的另一个钳的侧剖面视图，示出了激活开关和插头开关的配置，其中为了清楚的目的，已经移除了钳的内部组件；

图6A是图6的钳的插头的放大的剖面视图；以及

类似于图5的笔，图7是根据本公开配置用于使用的另一个电外科笔的侧剖面视图，示出了激活开关和插头开关的配置，其中为了清楚的目的，已经移除了笔的内部组件。

具体实施方式

现在参考图1-4，示出了通常由参考数字10标识的根据本公开提供的钳。如将在下面描述的，钳10配置为以双极模式(例如，用于抓取、治疗和/或解剖组织)和单极模式(例如，用于治疗和/或解 剖组织)两者操作。尽管关于钳10示出并且描述了本公开，但是本公开的各方面和特性同样地适用于与任何合适的外科器械或者其用于致动、移动和/或部署外科器械的组合件和/或组件的一个或者多个部分一起使用。例如，本公开的各方面和特性同样地适合于与电外科笔(诸如图5所示的电外科笔)或者任何其它合适的基于能量的设备一起使用。明显地，不同连接和考虑适用于每个具体器械以及其组合件和/或组件；然而，无论提供的具体器械、组合件和/或组件如何，本公开的方面和特性保持大体一致。

继续参照图1-4，钳10限定纵向轴“X”并且包括激活按钮4、壳体20、手柄组合件30、触发器组合件60、电缆组合件70、杆组合件80、末端效应器组合件100和单极组合件200。钳10还包括轴12，其具有配置为机械地接合末端效应器组合件100的远侧端部14和机械地接合壳体20的近侧端部16。壳体20容纳钳10的内部工作组件。

尽管钳10可以替换地配置为具有安装在壳体20上或者安装在壳体20内的电力和能量产生组件的电池供电的器械，但是电缆组合件70包括在其自由端处具有插头73的电外科电缆72，该插头73将钳10连接至发电机“G”或者其它合适的电源。下面在更多的细节中对插头73进行描述。电缆72包括延伸穿过其中的连接至与激活按钮4相关联的双极激活开关(未示出)的一个或者多个电线(未示出)和具有延伸穿过轴12的足够长度以分别地连接至钳口构件110、120的导电板112、122中的一个或者两者的一个或者多个电线(未示出)，用于当激活双极模式中的激活按钮4时向其提供能量。另一方面，电缆72的电线72a、72b(参见图4)分别耦合至与激活按钮4相关联的第一激活开关74和单极组合件200，例如，用于当激活单极模式中的激活按钮4时向单极组合件200提供能量。作为在双极激活开关(未示出)和第一激活开关74两者内关联的单个激活按钮的替代方案(该单个激活按钮4根据钳10的操作模式(例如，双极模式或者单极模式)发起对一个或者多个合适组件的能量供 应)，可以设置单独的激活按钮。

参照图1-3，示出了附接在轴12的远侧端部14处的末端效应器组合件100并且该末端效应器组合件100包括关于枢轴102可枢转地耦合至彼此的一对相对的钳口构件110、120。钳口构件110和120中的每一个包括电绝缘的外钳口壳体111、121；设置在相应钳口壳体111、121顶部的导电板112、122；以及分别向近侧延伸的凸缘114、124(参见图2)。枢轴102延伸穿过凸缘114、124以使钳口构件110、120可枢转地耦合至彼此。导电板112、122中的一个或者两者适合于连接至电外科能量源，诸如，例如用于在其间传导能量并且传导能量通过钳口构件110、120之间抓取的组织以治疗(例如封闭)组织的发电机“G”。更具体地说，在一些实施例中，末端效应器组合件200限定双极配置，其中导电板112充电至第一电势以及导电板122充电至第二不同电势，使得产生电势梯度以用于在导电板112、122之间传导能量并且传导能量通过其间抓取的组织用于治疗(例如，封闭)组织。与发电机“G”与板112、122之间耦合的激活开关相关联的激活按钮4允许用户在双极操作模式期间向末端效应器组合件100的板112、122选择性地施加能量。尽管在下面关于激活对单极组合件200的能量供应对各种激活机构进行了详述，但是这种激活机构可以类似地被配置用于激活对导电板112、122的能量供应。

继续参考图1-3，单极组合件200包括绝缘套筒204和可激励杆构件206。绝缘套筒204关于轴12可滑动地设置并且配置用于关于并且相对于轴12在缩回位置(参见图2)与展开位置(参见图3)之间平移，在缩回位置，在末端效应器组合件100近侧设置绝缘套筒204，在展开位置，基本上围绕末端效应器100设置绝缘套筒204以分别地使钳口构件110、120的导电板112、122电绝缘。可激励杆构件206延伸穿过套筒204并且从此向远侧延伸，最终限定导电的远侧尖端208。远侧尖端226可以是钩子形状的(如图所示)，或者可以限定任何其它合适的配置，例如，线性的、球圆、带角度的等等。可 激励杆构件206并且更具体地其远侧尖端208用作单极组合件200的活性电极。

套筒204和杆构件206可以固定地接合至彼此，使得套筒204和杆构件206彼此一致地在它们的缩回位置(参见图2)(共同的单极组合件200的缩回位置)与它们的展开位置(参见图3)(共同的单极组合件200的展开位置)之间移动。绝缘套筒204和/或可激励杆构件206还耦合至杆组合件80，使得杆组合件80的致动实现绝缘套筒204和可激励杆构件206的对应部署。相应地，杆82的致动可以实现为将绝缘套筒204和可激励杆构件206从缩回位置(参见图2)移动至展开位置(参见图3)。

杆组合件80设置在限定在壳体20外部侧表面上的凹槽24内(尽管杆组合件80还可以定位在任何其它合适的位置处)并且包括杆82，该杆82可关于枢轴84在近端位置(其中杆82的自由端86设置在凹槽24的近侧端部25处)与远侧位置(其中杆82的自由端86设置在凹槽24的远侧端部26处)之间旋转。在杆组合件80限定对称配置的配置中，一对杆82设置在壳体20的任一侧上，一对杆82中的每一个耦合至枢轴84的一端。枢轴84可旋转地耦合至壳体20并且延伸穿过壳体20，最终通过任何合适的连杆、齿轮等等耦合至单极组合件200，使得杆82的致动实现单极组合件200的部署，例如，将绝缘套筒204和可激励杆构件206从它们的缩回位置(参见图2)移动到它们的展开位置(参见图3)。

参照图4，尤其是如上面提及的电线72a和72b从电外科电缆72延伸穿过壳体20并且分别耦合至第一激活开关74和可激励杆构件206，以在激活激活按钮4时向可激励杆构件206提供能量(图2和3)。更具体地说，激活按钮4可在与第一激活开关74的打开状态相对应的第一位置和与第一激活开关74的闭合状态相对应的第二位置之间移动。在第一激活开关74的闭合状态下，存在跨越第一激活开关74的限定电阻R1。如下面详述的，第二激活开关76设置在电缆组合件70的插头73内。第二激活开关76可从打开状态转变至 闭合状态。在第二激活开关76的闭合状态下，存在跨越第二激活开关76的限定电阻R2。

当闭合第一激活开关74时，例如，由于压下激活按钮4，因此第一激活开关74的电气电路是完整的并且建立跨越激活开关74的限定电阻R1。因而，第一信号(例如，以电压形式)中继至第二激活开关76。该第一信号或者电压通过电线72a传输并且足以闭合第二激活开关76。在实施例中，第二激活开关76是晶体管“T”。在这种实施例中，电压信号足以满足晶体管“T”的电压阈值，从而闭合第二激活开关76。当第二激活开关76闭合时，第二激活开关76的电气电路闭合并且建立跨越第二激活开关76的限定电阻R2。因而，第二信号(例如，以电压形式)中继至耦合至插头73的电外科能量源“G”。当接收到这种第二信号时，可以发起对可激励杆构件206(图2和3)的能量供应。

应当理解，流体的进入(诸如，血液进入到开关中)可能不期望地闭合电气电路。在这种情况下，可能将错误的信号发送至电外科能量源以激励可激励构件。为了防止该情况，已经物理地封闭开关以防止流体进入。根据本公开，第二激活开关与第一激活开关隔离以防止影响外科器械的任何环境条件无意中与电外科能量源进行通信以发起对可激励构件的能量供应。具体的，如上面详述的，本公开使用两步激活过程以消除物理封闭开关的需要。由于为了与电外科能量源“G”进行通信还必须激活第二激活开关76，因此使用两步激活过程使流体进入到开关(诸如，第一激活开关74)中的效果归于无效。流体(诸如血液)进入到第一激活开关74中可能闭合第一激活开关74并且建立跨越第一激活开关74的电阻R3；其中R1小于R3。因而，利用跨越第一激活开关74的较高电阻R3，由第一激活开关74向第二激活开关76提供的第一信号(例如，电压)将不足以闭合第二激活开关76。因此，闭合分段激活开关74需要的第一信号将仅在跨越第一激活开关74的电阻是R1或者更低的情况下是足够的。

电阻R2可以大于R1，使得相对较小的第二信号(例如，电 压)从第二激活开关76传输至能量源“G”。由于流体进入不是插头73所关心的，因此这种配置是容许的，该插头73相对于血液以及其它身体流体和/或外科流体远程地定位。此外，R2可以设置为等于壳体20中的第一激活开关74的电阻值，使得与能量源“G”的兼容性不是所关心的事和/或使得不需要调节设置。因此，在能量源“G”的输入信号保持不变的同时，消除了封闭第一激活开关74的需要。

为了更好地理解上面详述的两步激活，对示例实施例进行了描述。在该实施例中，所需要的输出第一信号S1是当闭合第一激活开关74时建立的预先确定的伏特DC信号。所述另一个方式，为了克服第一阈值，第一信号S1必须是5伏特DC。在第一激活开关74中有流体进入的情况下，由于流体的电阻R3大于第一激活开关74的电阻R1，因此S1将小于所需要的5伏特DC。当在第二激活开关76处接收第一信号S1时，晶体管“T”转变至闭合状态，其中建立第二激活开关76中的电阻R2。接着，第二激活开关76的闭合从第二激活开关76输出第二信号S2(根据电阻R2)。该第二信号S2由电外科能量源“G”接收并且足以发起通过电线72b从电外科能量源“G”至可激励杆构件206的能量供应。

可以设想，在一个实施例中，如图5所示，两步激活过程应用于电外科笔400。应用于电外科笔400的两步激活过程类似于上面讨论的钳10的两步激活过程。电外科笔400限定纵向轴“Y”并且包括激活按钮404、壳体420、电缆组合件470和末端效应器组合件410。壳体420容纳电外科笔400的内部工作组件，包括第一激活开关474。电缆组合件470包括电外科电缆472，在其自由端处具有插头473，用于将电外科笔400连接至发电机“G”或者另一个合适的电源。然而，可以设想，在一个实施例中，电外科笔400可以替换地配置为在壳体420上或者在壳体420内具有电力和能量产生组件的电池供电的器械。插头473包括第二激活开关476。电缆472耦合至与激活按钮404和末端效应器组合件410相关联的第一激活开关474，用于当激活激活按钮404时提供单极能量。

如图6所示，两步激活过程可以应用于钳300。除激活开关374和376以外，钳300类似于如上面讨论的钳10。继续参考图6，激活开关374、376可以替换地包括机械致动器、电机械致动器或者光学致动器。例如，在一个实施例中，类似于第一激活开关74，第一激活开关374包括机械致动器304，其中通过如箭头A1所示将机械致动器304从第一位置移动至第二位置，第一激活开关374选择性地从打开状态转变至闭合状态。在该实施例中，第二激活开关376包括第一构件302和第二构件304。第一构件302在近侧端部302a与远侧端部302b之间纵向地延伸。使用偏置构件(诸如，弹簧306)使第一构件302的近侧端部302a耦合至插头373。偏置构件可以不限于弹簧并且可以是提供合适偏置的任何机构或者组件。使用牵引线308将第一构件302的远侧端部302b可操作地连接至第一激活开关374。因而，根据箭头A1将第一激活开关374从第一位置移动到第二位置使牵引线308拉紧。如图6A所示，在拉力下，第一构件302沿箭头B的方向移动，使得第一构件302和第二构件304共享接触点C。当第一构件302和第二构件304共享接触点C时，第二激活开关376被激活(闭合)并且能够与电外科能量源“G”进行通信以向可激励构件310提供能量。当牵引线308不处在拉力下时,通过偏置构件306将第一构件302移动回至由箭头B1给出的第一位置。在第一位置，第一构件302和第二构件304不共享接触点C并且没有激活第二激活开关376(保持打开)。

上面详述的激活开关374、376的实施例可以同样地应用于如图7所示的电外科笔500。除类似于钳300的激活开关574和576以外，电外科笔500类似于上面讨论的电外科笔400。具体的，激活开关574和576可以替换地包括机械致动器、电机械致动器或者光学致动器。在一个实施例中，电外科笔500包括机械致动器504，用以将第一激活开关574选择性地从打开状态转变至闭合状态。关于激活开关374和376详述的两步激活过程可以同样地应用于该实施例。

此处公开的各种实施例还可以配置为与机器人外科系统一起工 作并且通常称为“远程外科手术(Telesurgery)”。这种系统采用各种机器人部件以帮助手术室中的外科医生并且允许外科仪器设备的远程操作(或者部分远程操作)。为了该目的，可以采用各种机器人手臂、齿轮、凸轮、滑轮、电动和机械电机等等，并且可以将它们与机器人外科系统一起设计以在手术或者治疗过程期间帮助外科医生。这种机器人系统可以包括可远程操纵的系统、自动柔性的外科系统、远程柔性的外科系统、远程接合的外科系统、无线外科系统、模块化或者可选择性配置的远程操作的外科系统等等。

机器人外科系统可以与临近手术室或者位于远程位置的一个或者多个控制台一起使用。在该实例中，一个团队的外科医生或者护士可以使患者准备手术并且用此处公开的器械中的一个或者多个配置机器人外科系统，而另一个外科医生(或者一组外科医生)通过机器人外科系统远程地控制器械。如能够理解的，非常熟练的外科医生可以在多个位置执行多个操作而无需离开他/她的远程控制台，这可以是经济有利的并且对患者或者一系列患者有益。

外科系统的机器人臂通过控制器典型地耦合至一对操纵柄。手柄可以由外科医生移动以引起任何类型的外科器械的工作端(例如，末端效应器、抓取器、刀、剪刀等等)的对应移动，这可以对此处描述的实施例中的一个或者多个的使用进行补充。可以缩放操纵柄的移动，使得工作端具有不同于、小于或者大于由外科医生的操作手执行的移动的对应移动。比例因子或者齿轮传动比可以是可调节的，使得操作者可以控制一个或者多个外科器械的工作端的分辨率。

操纵柄可以包括向外科医生提供与各种组织参数或者状态(例如，由于操纵、切割或者以其它方式治疗的组织电阻、由器械到组织上的压力、组织温度、组织阻抗等等)相关的反馈。如可以理解的，这种传感器向外科医生提供模拟实际手术情形的强化的触觉反馈。操纵柄还可以包括用于精密组织操纵或者治疗的各种不同的致动器，进一步地强化外科医生模拟实际手术情形的能力。

根据上述并且参照各种附图，本领域技术人员将理解，还可以 在不背离相同范围的情况下，对本公开作出某些修改。尽管已经在附图中示出了本公开的若干实施例，但是本公开并不旨在限制于其上，因为本公开旨在像本领域将允许的范围一样宽泛并且说明书被同样地阅读。因此，上面的描述不应该被看作限制性的，而仅仅作为具体实施例的例证。本领域技术人员将预见附加于此的权利要求的范围和精神内的其它修改。