包括有助于组装和制造的部件和特征结构的手术器械的制作方法

本公开涉及手术器械，并且更具体地涉及手术钳，所述手术钳构造成用于处理组织且包括有助于其组装和制造的部件和/或特征结构。

背景技术：

手术钳是夹钳状装置，该装置依赖于其夹爪之间的机械作用来抓持、夹持和束紧组织。基于能量的手术钳利用机械夹持作用和能量来处理(例如凝结、烧灼和/或密封)组织。

通常，包括手术钳的手术器械能够分类成一次性手术器械(例如在单次使用之后即弃用的器械)或者可重复使用的器械(例如能够经消毒后重复使用的器械)。正如能够理解的那样，构造成单次使用的那些器械必须具有成本效益且同时仍然能够有效实施它们的预期功能。

技术实现要素：

当在本文中使用时，术语“远侧”指的是所描述的更远离使用者的部分，而术语“近侧”指的是所描述的更靠近使用者的部分。此外，在一致的程度上，本文所述的任何方面都可以与本文所述的任何或所有的其他方面接合使用。

根据本公开的各方面提供的手术器械包括外壳，所述外壳具有壳体和轴，所述轴从壳体向远侧延伸。外壳包括第一外壳部件和第二外壳部件，所述第一外壳部件和第二外壳部件构造成相互接合以形成外壳。第一外壳部件和第二外壳部件中的每一个均一体地形成并且包括壳体部分和轴部分。在第一外壳部件和第二外壳部件相互接合时，壳体部分配合以形成外壳的壳体。在第一外壳部件和第二外壳部件相互接合时，轴部分配合以形成外壳的轴。末端执行器组件在轴的远端处可操作地联接到轴。手柄组件可操作地联接到壳体。驱动组件布置在外壳内并且可操作地联接在手柄组件和末端执行器组件之间，以使得通过手柄组件的致动来操纵末端执行器组件。

在本公开的一方面，第一外壳部件和第二外壳部件中的每一个都是单体模制件。

在本公开的另一方面，壳体部分均包括从其延伸的固定手柄部分。在第一外壳部件和第二外壳部件相互接合时，固定手柄部分配合以限定手柄组件的固定手柄。固定手柄部分可以与其相应的壳体部分一体地形成。此外，手柄组件可以包括可移动手柄，所述可移动手柄可枢转地联接在壳体部分之间而且能够相对于固定手柄运动。

在本公开的又一方面，第一外壳部件和第二外壳部件均包括与之一体地形成的接合特征结构，以便有助于第一外壳部件和第二外壳部件的相互接合。

在本公开的再一方面，第一外壳部件和第二外壳部件均包括与之一体地形成的支撑结构，以便有助于将驱动组件支撑在外壳内。

在本公开的另一方面，末端执行器组件包括第一夹爪构件和第二夹爪构件。第一夹爪构件和第二夹爪构件中的一个或者两个能够相对于彼此在间隔位置和接近位置之间枢转，以用于在其间抓持组织。

在本公开的另一方面，夹爪构件中的一个相对于轴固定且另一个夹爪构件能够相对于固定的夹爪构件和轴在间隔位置和接近位置之间运动。在这样的方面，固定的夹爪构件可以包括近侧凸缘，所述近侧凸缘与第一外壳部件和第二外壳部件中的一个的轴部分一体地形成，或者可以包括第一凸缘部件和第二凸缘部件，所述第一凸缘部件和第二凸缘部件与第一外壳部件和第二外壳部件的相应轴部分一体地形成并且构造成在第一外壳部件和第二外壳部件相互接合时相互接合以形成近侧凸缘。

在本公开的又一方面，第一夹爪构件和第二夹爪构件中的一个或者两个构造成经由钉孔接合而接合轴。

在本公开的又一方面，第一夹爪构件和第二夹爪构件中的一个或者两个构造成经由销槽接合或者钉槽接合而接合驱动组件。

在本公开的另一方面，第一夹爪构件和第二夹爪构件中的每一个均包括“U”形近侧凸缘部分。在这样的方面，“U”形近侧凸缘部分构造成以搭接构造相互配合。

在本公开的另一方面，轴包括一对间隔开的凸缘，所述一对间隔开的凸缘从轴的远端延伸并且经由活动铰链联接到轴。间隔开的凸缘构造成相对于轴弯曲，以便有助于末端执行器组件与轴的接合。

附图说明

参考附图在本文中描述本公开的各个方面和特征，其中：

图1是根据本公开提供的手术钳的透视图；

图2A是形成图1A的手术钳的外壳的外壳部件之一的侧视图；

图2B是图2A的外壳部件的侧视图，所述外壳部件包括可操作地与其相联接的图1的手术钳的可移动手柄和驱动组件；

图3是图1的手术钳的末端执行器组件的放大的透视图，其中包括可操作地与其相联接的驱动组件的驱动杆；

图4是根据本公开提供的另一个手术钳的远端部件的分解视图；

图5是根据本公开提供的又一个手术钳的远端部件的分解视图；

图6A是根据本公开的另一个末端执行器组件的分解左侧透视图；

图6B是图6A的末端执行器组件的分解右侧透视图。

图7是图6A的末端执行器组件的夹爪构件的近侧凸缘部分的横向截面图；以及

图8是机器人手术系统的示意图，其构造成用于与本公开的哥哥方面和特征结合使用。

具体实施方式

参照图1，用附图标记10整体示出了根据本公开的手术钳的实施例。尽管手术钳10示出为构造成与内窥镜手术程序组合使用，但是本公开同样可以应用于更加传统的开胸手术并且可以与任何适当的手术器械一起使用。

手术钳10通常包括外壳12，所述外壳12限定了近侧壳体部分14和远侧轴部分16，所述远侧轴部分16从近侧壳体部分14向远侧延伸。手术钳10还包括手柄组件30、激活开关80、和末端执行器组件100。电缆90将手术钳10连接到能量源(未示出)例如发电机或者其它适当的电源，不过手术钳10也可以替代地构造为电池供电的装置。电缆90包括延伸贯穿其中的一根或多根导线(未示出)，所述导线的长度足以延伸通过外壳12的近侧壳体部分14和远侧轴部分16，以便向末端执行器组件100的夹爪构件110、120的相应组织处理表面114、124(图3)中的一者或两者提供能量。然而，能量能够可选地以任何其它适当的方式例如经由手术钳10的导电结构部件、电刷接触等供应到夹爪构件110、120的相应组织处理表面114、124(图3)。激活开关80分别联接在夹爪构件110、120的组织处理表面114、124(图3)和能量源(未示出)之间，以用于能够选择性将能量供应到夹爪构件110、120的组织处理表面114、124(图3)，以便处理在其间抓持的组织。

另外，参照图2A，外壳12由两个外壳部件22形成，所述两个外壳部件22固定到彼此以完整地形成外壳2。每个外壳部件22均形成外壳12的一半，不过也可以设想其它构造，并且外壳部件22包括近侧壳体部件部分24和从相应近侧壳体部件部分24向远侧延伸的远侧轴部件部分26。每个外壳部件22例如经由注模成型或者其它适当的制造工艺而一体地形成为单体件。正如能够理解的那样，外壳部件22的近侧壳体部件部分24配合以在组装外壳部件22时形成外壳12的近侧壳体部分14，并且外壳部件22的远侧轴部件部分26配合以在组装外壳部件22时形成外壳12的远侧轴部分16。外壳部件22可以包括适当的特征结构，例如互补的钉/孔接合特征结构28，以使得外壳部件22能够相互压配合或者卡接配合，不过也可以设想其它适当的接合方式。外壳部件22均还包括支撑结构29，所述支撑结构29构造成支撑外壳12的内部操作部件例如可移动手柄40和驱动组件60(图2B)，正如下文详细所述。

上文详细描述的外壳12的构造至少有利地避免了将轴和壳体固定在一起的需求。此外，因为外壳部件22一体地形成为每一个都包括近侧壳体部件部分24和远侧轴部件部分26，所以在外壳部件22相互接合时形成由外壳12限定的成一体的壳体-轴。

参照图1和图2B，手柄组件30包括固定手柄50和可移动手柄40。固定手柄50由外壳部件22的手柄部件部分52形成，所述手柄部件部分52与相应外壳部件22的近侧壳体部件部分24相联成一体，使得在外壳部件22相互接合以形成外壳12时完整地形成固定轴50。手柄组件30的可移动手柄40可操作地联接到外壳12和驱动组件60，它们一起机械地配合，以使末端执行器组件100的夹爪构件110、120中的一个或者两个围绕枢轴103运动并且相对于外壳12的远侧轴部分16在间隔位置和接近位置之间运动，以便将组织抓持在夹爪构件110、120之间。在图解的实施例中，可移动手柄40经由驱动心轴64联接到驱动杆62，以使可移动手柄40相对于固定手柄50的运动实现驱动杆62通过外壳12的近侧壳体部分14和远侧轴部分16的纵向平移。可移动手柄40在外壳12的近侧壳体部分14内可枢转地联接到外壳12，同时支撑结构29将驱动组件60支撑在外壳12的近侧壳体部分14内。

另外参照图3，驱动杆62的远端例如经由凸轮-槽联接件105联接到一个或者两个夹爪构件110、120，以使驱动杆62相对于末端执行器组件100的纵向平移使得夹爪构件110、120中的一个枢转或者使得这两个夹爪构件110、120相对于彼此枢转。如图1所示，可移动手柄40首先与固定手柄50间隔开，并且相应地，夹爪构件110、120布置在间隔位置中。可移动手柄40被从其初始位置下按到对应于夹爪构件110、120的接近位置的下按位置。偏压构件66可以布置在驱动杆62周围并且定位成向远侧偏压驱动杆62，从而朝向间隔位置偏压夹爪构件110、120并且偏压可移动手柄40远离固定手柄50。然而，也可以设想用于将夹爪构件110、120朝向偏压构件66的间隔位置和/或偏压构件66的用于完成相同目标的位置偏压的其它构造。

继续参照图3，末端执行器组件100的每个夹爪构件110、120均包括近侧凸缘111、121和远侧夹爪本体，所述远侧夹爪本体分别包括外绝缘夹爪壳体112、122和组织处理表面114、124。替代地，夹爪构件110、120中的一个或者两个可以由导电材料一体地形成。近侧凸缘111、121围绕枢轴103可枢转地联接到彼此和外壳12的远侧轴部分16并且经由凸轮-槽联接件105可操作地联接到驱动杆62，以用于在下按可移动手柄40时实现夹爪构件110、120在间隔位置和接近位置之间的运动，如上所述。

末端执行器组件100可以构造为单向组件(如图所示)，即，其中，夹爪构件中的一个例如夹爪构件120相对于外壳12的远侧轴部分16固定，而另一个夹爪构件例如夹爪构件110相对于外壳12的远侧轴部分16和固定的夹爪构件120围绕枢轴103可移动。替代地，末端执行器组件100可以设计为双向组件，即，其中，夹爪构件110和夹爪构件120能够相对于彼此以及相对于外壳12的远侧轴部分16围绕枢轴103运动。在利用单向构造时，夹爪构件120的近侧凸缘121可以在组装外壳12之后固定到外壳12的远侧轴部分16。替代地，夹爪构件120的近侧凸缘121可以与外壳12的远侧轴部件部分26中的一个一体地形成，或者可以经由配合部件形成，所述配合部件与相应的远侧轴部件部分26一体地形成，以使得在组装外壳12时，例如经由配合部件的接合而完整地形成夹爪构件120。此外，枢轴103可以与外壳部件22中的一个或者两个一体地形成，以使得在组装外壳12时，枢轴销103使得夹爪构件110和/或夹爪构件120与之可操作地接合。参照图4至图7在下文详细描述了有助于末端执行器组件100与外壳12可操作接合的其它构造。

参照图4至图7在下文详细描述了有助于其间的可操作接合从而有助于组装的末端执行器组件、远侧轴部分和/或驱动组件的各种构造的实施例。这些末端执行器组件、轴部分和/或驱动组件可以类似于并且可以包括参照手术钳10(图1)在上文详细描述的那些特征结构中的任意一个。替代地，可以组合任何其它适当的手术器械使用下文详细描述的各个方面和特征结构。为了简洁起见，仅在下文详细描述关于图4至图7详细描述的构造和手术钳10(图1)的构造之间的区别，而相似之处将概要描述或者完全省略其描述。

参照图4，末端执行器组件200与末端执行器组件100(图3)类似，并且整体上包括第一夹爪构件和第二夹爪构件210、220，所述第一夹爪构件和第二夹爪构件210、220均包括：近侧凸缘211、221；和远侧夹爪本体，所述远侧夹爪本体分别包括外夹爪壳体212、222和组织处理表面214、224，这与参照末端执行器组件100(图3)在上文详细描述的内容类似。近侧凸缘211、221均限定了凸轮槽225(仅示出了夹爪构件220的近侧凸缘221的凸轮槽)。凸轮槽225相对于彼此成反向倾斜并且限定了敞开的近侧端部226和闭合的远侧端部227。近侧凸缘211、221围绕枢轴销203可枢转地联接到彼此，所述枢轴销203被捕获在凸轮槽225的闭合远侧端部227内。枢轴销203从末端执行器组件200的任意一侧向外延伸。末端执行器组件200的上文详细描述的构造允许将末端执行器组件200组装成子单元，最终与手术钳的其余部分相联接，正如下文详细描述的那样。

继续参照图4，远侧轴部分216限定了大体矩形构造，不过也可以设想其它构造，并且包括可滑动地布置在其中的驱动组件260的驱动杆262。远侧轴部分216和驱动组件260可以与如上文关于手术钳10(图1至图3)的详细描述类似的近侧壳体部分和手柄组件或者任何其它适当的部件相互配合。远侧轴部分216在其远端处包括一对相对的凸缘217，这一对相对的凸缘217经由活动铰链218与远侧轴部分216的本体弹性地联接。这样，允许凸缘217相对于远侧轴部分216至少一定程度地向外挠曲。每个凸缘217还限定了贯穿其中的横向孔219。凸缘217的孔219相互对准。驱动杆262包括横向驱动销264，所述横向驱动销264朝向驱动杆远端或者在驱动杆远端处与之联接。

为了使子单元末端执行器组件200与手术钳可操作地接合，例如，与远侧轴部分216和驱动组件260可操作地接合，凸缘217中的一个或者两个向外挠曲，以便允许末端执行器组件200至少部分地插置在它们之间并且定位成使得枢轴销203的从末端执行器组件200的任意一侧向外延伸的端部接合在凸缘217的横向孔219内。此后，可以释放一个凸缘217或者多个凸缘217，从而允许一个或多个凸缘217弹性地恢复到静止位置处，将枢轴销203捕获在它们之间并且可枢转地接合凸缘217之间的末端执行器组件200。

随着末端执行器组件200运动到凸缘217之间的位置中，如上文详述，驱动杆262的横向驱动销264插入到凸轮槽225的敞开的近侧端部226中以与之可操作地接合。因此，在使用中，在驱动杆262相对于远侧轴部分216和末端执行器组件200平移时，横向驱动销264沿着夹爪构件210、220的反向倾斜的凸轮槽225运动，由此使夹爪构件210、220相对于彼此枢转，例如，在间隔位置和接近位置之间枢转。

参照图5，末端执行器组件300与末端执行器组件100、200(图3和图4)类似，并且整体上包括第一夹爪构件和第二夹爪构件310、320，所述第一夹爪构件和第二夹爪构件310、320均包括近侧凸缘311、321和限定了组织处理表面314、324的远侧夹爪本体。近侧凸缘311、321均限定了反向倾斜凸轮槽312a、322a。近侧凸缘311、321均还包括从其向外延伸的枢轴钉312b、322b。

继续参照图5，远侧轴部分316限定了大体矩形构造，不过也可以设想其它构造，并且包括可滑动地布置在其中的驱动组件360的驱动杆362。与参照手术钳10(图1至图3)在上文详细描述相类似，远侧轴部分316和驱动组件360可以与近侧壳体部分和手柄组件配合，或者与任何其它适当部件配合。远侧轴部分316在其远端处包括一对凸缘317，所述一对凸缘317中的每一个均限定了贯穿其中的横向孔319。驱动杆362包括朝向其远端布置的第一和第二驱动销钉364、366，所述第一和第二驱动销钉364、366从驱动杆362的相应的第一和第二侧部向外延伸。远侧轴部分316和/或驱动杆362的凸缘317可以限定一定程度的灵活性，以便如下文所述有助于组装，不过也可以设想刚性的构造。

为了使末端执行器组件300的夹爪构件310、320与手术钳可操作地接合，例如与夹爪构件中的一个的远侧轴部分316和驱动组件360可操作地接合，例如，夹爪构件310首先被操纵就位，以使得枢轴钉312b被接收在一个凸缘317的孔319内，并且使得驱动杆362的驱动销钉364被接收在凸轮槽312内。此后，另一个夹爪构件例如夹爪构件320被操纵就位，以使得枢轴钉322b被接收在另一个凸缘317的孔319内，并且使得驱动杆362的驱动销钉366被接收在凸轮槽322a内。一旦完全组装之后，各种部件例如近侧凸缘311、321，驱动杆262和远侧轴部分316之间的相互干涉就阻止夹爪构件310、320与远侧轴部分316和驱动组件360脱离。与上文的详细描述类似地，在使用中，在驱动杆362相对于远侧轴部分316和末端执行器组件300平移时，驱动销钉364、366沿着夹爪构件310、320的反向倾斜凸轮槽312a、322a运动，由此使夹爪构件310、320相对于彼此例如在间隔位置和接近位置之间枢转。

参照图6A至图7，末端执行器组件400与末端执行器组件100、200、300(分别参见图3、图4和图5)相类似并且通常包括第一夹爪构件和第二夹爪构件410、420，所述第一夹爪构件和第二夹爪构件410和420均包括近侧凸缘部分411、421和分别限定组织处理表面414、424的远侧夹爪本体。近侧凸缘部分411、421均限定了“U”形构造，所述“U”形构造具有一对间隔开的竖立件411a、411b和421a、421b。每个竖立件411a、411b和421a、421b分别限定了凸轮槽412a、412b和422a、422b，其中，近侧凸缘部分411的凸轮槽412a、412b相对于近侧凸缘部分421的凸轮槽422a、422b反向倾斜。每个近侧凸缘部分411、421的竖立件411a、421a中的一个包括从其向外延伸的枢轴钉415a、425a，而每个近侧凸缘部分411、421的竖立件411b、421b中的另一个包括限定在其中的敞开的竖直槽415b、425b。

在组装末端执行器400期间，近侧凸缘部分411、421构造成以搭接关系相互配合，例如图7所示。更具体地，近侧凸缘部分411、421定位成使得近侧凸缘部分411的竖立件411a的枢轴钉415a被接收在近侧凸缘部分421的竖立件421b的敞开的竖直槽425b内并且使得近侧凸缘部分421的竖立件421a的枢轴钉425a被接收在近侧凸缘部分411的竖立件411b的敞开的竖直槽415b内，由此使夹爪构件410、420可枢转地相互联接。

在末端执行器组件400的夹爪构件410、420的组装状态中，枢轴钉415a、425b从末端执行器组件400的任意一侧向外延伸，从而有助于最终可枢转地接合在限定于手术钳的远侧轴部分内的横向孔内，例如与参照末端执行器组件200(图4)或者末端执行器组件300(图5)在上文详细描述的内容类似。此外，与手术钳的驱动组件的驱动杆相关联的驱动销随后可以插入通过凸轮槽412a、412b和422a、422b，以使末端执行器组件400与驱动组件可操作地接合，从而使得驱动杆的平移实现夹爪构件410、420相对于彼此的例如在在间隔位置和接近位置之间的枢转。

本文中公开的各种实施例也可以配置成与机器人手术系统一起工作并且这通常被称为“远程手术(Telesurgery)”。这样的系统使用各种机器人元件来帮助外科医生并且允许手术仪器的远程操作(或部分远程操作)。各种机器人手臂、齿轮、凸轮、带轮、电动马达和机械马达等均可用于该目的并且可以设计有机器人手术系统以在操作或处理的过程期间帮助外科医生。这样的机器人系统可以包括远程可操纵系统、自动柔性手术系统、远程柔性手术系统、远程关节手术系统、无线手术系统、模块化或选择性可配置的远程操作手术系统等。

机器人手术系统可以与毗邻手术室或位于远程位置的一个或多个控制台一起使用。在该情况下，外科医生或护士的一个团队可以为患者准备手术并且配置具有本文中公开的一个或多个器械的机器人手术系统，同时另一外科医生(或外科医生的团队)经由机器人手术系统远程地控制器械。可以领会的是，高度熟练的外科医生可以在多个位置执行多种操作而并不离开他/她的远程控制台，这样做能够既在经济上有利又有益于某位患者或患者群体。

手术系统的机器人手臂典型地由控制器联接到一对主操纵柄。操纵柄可以由外科医生移动以产生能够实现本文中描述的一个或多个实施例的用途的任何类型的手术器械的工作端(例如，末端执行器、抓持器、刀具、剪刀等)的相应运动。可以按比例缩放主操纵柄的运动，以使得工作端具有与外科医生的操作手所执行的运动不同、更小或更大的相应运动。比例系数或换算比能够是可调节的，以使得操作者可以控制(一个或多个)手术器械的工作端的分辨率。

主操作柄可以包括各种传感器以将关于各种组织参数或组织条件(例如，由于操作、切割或以另外方式处理而产生的组织阻力，由器械作用于组织的压力，组织温度，组织阻抗等)的反馈提供给外科医生。可以领会的是，这样的传感器为外科医生提供模拟实际操作条件的增强触觉反馈。主操纵柄也可以包括用于精细组织操作或处理的各种不同的致动器，以进一步增强外科医生模拟实际操作条件的能力。

现在参照图8，医疗工作站整体示出为工作站1000并且大体可以包括：多个机器人手臂1002、1003；控制装置1004；和操作台1005，所述操作台1005与控制装置1004相联。操作台1005可以包括：显示装置1006，所述显示装置1006可以特别地设置成显示三维图像；以及手动输入装置1007和1008，操作者(未示出)(例如，外科医生)能够在第一操作模式中借助手动输入装置远程操纵机器人手臂1002、1003。

根据在此公开的若干实施例中的任意一个并且正如将在下文详细描述的那样，机器人手臂1002和1003中的每一个均可以包括：多个构件，所述多个构件通过连结件连接；以及附接装置1009和1011，例如支撑末端执行器1100的手术工具“ST”可以附接到所述附接装置1009和1011。

机器人手臂1002和1003可以由电气装置(未示出)驱动，所述电气装置连接到控制装置1004。控制装置1004(例如，计算机)可以设置成特别地由计算机程序激活驱动装置，以使得机器人手臂1002和1003、它们的附接装置1009和1011以及因此手术工具(包括末端执行器1100)根据由手动输入装置1007和1008限定的运动来执行期望的运动。控制装置1004还能够设置成使其管控机器人手臂1002和1003和/或驱动装置的运动。

医疗工作站1000可以构造成用于通过末端执行器1100以微创性的方式在待治疗的平躺在手术台1012上的患者1013身上使用。医疗工作站1000还可以包括多于两个的机器人手臂1002和1003，另外的机器人手臂同样连接到控制装置1004并且可以通过操作台1005远程操纵。医疗器械或者手术工具(包括末端执行器1100)也可以附接到另外的机器人手臂。医疗工作站1000可以包括数据库1014，所述数据库1014特别地联接到控制装置1004，在所述数据库1014中存储例如患者/活体1013的术前数据和/或解剖图册。

根据前述内容且参考不同的附图，本领域技术人员应当领会也可以对本公开进行一定的修改而并不脱离本公开的范围。尽管已在图中示出了本公开的若干实施例，但是本公开不应受限于此，原因是本公开应当在范围上与本领域所允许的范围一样宽并且应当类似地解读说明书。所以，以上的说明内容不应当被理解为限制性的，而只能理解为特定实施例的举例说明。本领域技术人员应当能够预见在所附的权利要求的范围和精神内的其他变型方案。