相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年12月18日提交的序列号为62/269,223的美国临时专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及手术器械，并且更具体地，涉及在准备执行各种手术操作时用于抓紧组织并且用于确定被抓紧组织的特征的手术抓紧器。
背景技术：
结肠直肠手术有时需要包含切除一块患病的肠组织并在假定两个健康的肠段之间创建新的连接的吻合术。通常，在执行吻合术之前，使用肠的视觉标记来估计要切除的组织的量。目标是在移除所有患病组织的同时保留尽可能多的健康组织。
在执行吻合术手术中牵扯到的风险是吻合处泄漏，其可以是能导致急性危及生命状况的严重并发症。吻合处泄漏通常由未能切除所有患病组织引起。用于估计在吻合术手术期间要切除的组织的量的当前方法有时不足以防止所有吻合处泄漏。
因此，存在对如下手术器械的需求：其能够顺序地或同时地感测肠组织的众多参数和因素，以帮助外科医生执行更成功的吻合术手术操作。
技术实现要素：
在本公开的一个方案中，提供了一种手术器械，其包括手柄部、第一钳夹构件和第二钳夹构件以及第一传感器和第二传感器。钳夹构件操作性地联接至手柄部并且能够响应于手柄部的致动而相对于彼此移动。第一传感器与第一钳夹构件或第二钳夹构件相关联并且配置成测量在第一和第二钳夹构件之间抓紧的组织中的局部灌注。第二传感器与第一钳夹构件或第二钳夹构件相关联并且配置成测量由第一和第二钳夹构件施加至组织的压力。
在一些实施例中，第一钳夹构件和第二钳夹构件中的每一个可以包括组织接触表面。第一传感器和第二传感器可以布置在第一钳夹构件或第二钳夹构件的组织接触表面上。
在一些实施例中，手术器械可以包括第三传感器和第四传感器。第三传感器可以配置成测量在第一钳夹构件和第二钳夹构件之间抓紧的组织中的局部灌注，并且第四传感器可以配置为测量由第一钳夹构件和第二钳夹构件施加至组织的压力。第一传感器和第二传感器可以布置在第一钳夹构件的组织接触表面上，并且第三传感器和第四传感器可以布置在第二钳夹构件的组织接触表面上。
在一些实施例中，当第一钳夹构件和第二钳夹构件处于接近位置时，第一传感器和第三传感器可以彼此重叠，并且第二传感器和第四传感器可以彼此重叠。
在一些实施例中，第一钳夹构件和/或第二钳夹构件的组织接触表面可以限定有多个齿，所述多个齿构造成用于无创地抓紧组织。
在一些实施例中，第一传感器和第二传感器可以沿着由第一钳夹构件限定的纵向轴线以线性阵列排列。
在一些实施例中，手术器械还可以包括布置在手柄部上并与第一传感器和第二传感器通信的显示器。显示器可以配置为显示所测量的局部灌注和所测量的由第一钳夹构件和第二钳夹构件施加至组织的压力。显示器可以包括沿着由手柄部限定的纵向轴线以线性阵列布置的三个独立显示部。显示器可以具有细长构造并且沿着由手柄部限定的纵向轴线延伸。显示器可以配置为显示表示使用第一传感器和第二传感器测量的表面灌注压力与全身血压的比率的指数。
在一些实施例中，第一传感器可以是多普勒流量传感器，其配置为使用激光多普勒流量计、光散射和/或光吸收来测量组织中的局部灌注。
在一些实施例中，手术器械还可以包括与第一钳夹构件或第二钳夹构件相关联的第三传感器。第三传感器配置成测量在第一钳夹构件和第二钳夹构件之间抓紧的组织的厚度。第一钳夹构件可以包括组织接触表面，第一传感器、第二传感器和第三传感器中的每一个布置在组织接触表面上。第三传感器可以是滑动式电位计、旋转式电位计或线性可变差动变压器。
在一些实施例中，手术器械可以被预编程为在已知为使经过组织的灌注停止的预定夹紧压力下夹紧组织。
在本公开的另一个方案中，提供了一种执行手术操作的方法。所述方法包括：将组织定位在手术器械的第一钳夹构件和第二钳夹构件之间；使用与第一钳夹构件或第二钳夹构件相关联的第一传感器确定组织的局部灌注；使用与第一钳夹构件或第二钳夹构件相关联的第二传感器确定由第一钳夹构件和第二钳夹构件施加至组织的压力；使用所确定的局部灌注和所确定的施加至组织的压力来确定组织的表面灌注压力；以及使用所测量的组织的表面灌注压力来确定组织是否是有生存能力的。
一些方法还可以包括在手术器械的显示器上显示所确定的局部灌注和所确定的施加至组织的压力。
一些方法还可以包括在显示器上显示表示表面灌注压力和全身血压的比率的指数。
一些方法还可以包括在已知为使经过组织的灌注停止的预定夹紧压力下夹紧第一和第二钳夹构件之间的组织；以预定速率减小夹紧压力；以及在经过组织的灌注重新开始时将所确定的压力发送到显示器。
一些方法还可以包括：使用与第一钳夹构件或第二钳夹构件中的一个相关联的第三传感器确定组织的厚度；以及使用所测量的组织厚度来确定在吻合组织时要使用的吻合钉的尺寸。
下面将通过附图的描述和优选实施例的详细描述更清楚地说明这些和其它目的。
附图说明
结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图，示出了本公开的实施例，并且附图与下面给出的实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
图1a是根据本公开的包括传感器和显示器的手术器械的前视立体图；
图1b是图1a的手术器械的后视立体图；
图2是图1a的手术器械的手柄部的放大视图，示出了手术器械的显示器；
图3是图2的显示器的放大视图；
图4是图1a的手术器械的钳夹组件的放大视图，示出了包括在其中的传感器；和
图5是图1a的手术器械的俯视图，示出了抓紧组织的钳夹组件。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本处公开的手术器械和系统的实施例，其中相同的附图标记表示相似或相同的元件。如本文所使用的并且如传统的，术语“远侧”将指的是较远离用户的那部分，而术语“近侧”将指的是较靠近用户的那部分。
参照图1a和图1b，提供了诸如例如组织抓紧器10的手术器械。组织抓紧器10构造成抓紧组织并感测所抓紧组织的多个生物参数，以帮助外科医生执行手术操作，例如吻合术手术操作，这将在本文详细描述。组织抓紧器10总体包括手柄部12、细长轴30和钳夹组件40。
组织抓紧器10的手柄部12包括固定手柄14和可枢转地联接至固定手柄14的枢转或可动手柄16。枢转手柄16的相对于固定手柄14的操纵实现钳夹组件40的闭合以抓紧组织。组织抓紧器10的手柄部12包括形成有固定手柄14的纵向主体部18。主体部18具有显示器20，例如led显示器或液晶显示器(“lcd”)，用于显示由组织抓紧器10的各种传感器42a-c、44a-c测量的各种组织参数。
参照图2和图3，手柄部12的主体部18限定了与由细长轴30限定的纵向轴线同轴的纵向轴线“x”。主体部18具有平坦的上表面22，显示器20坐落在所述平坦的上表面22上。可以设想，显示器20可以布置在主体部18的任何合适的位置处或者布置在组织抓紧器10的任何其它部件上。
显示器20可以具有沿着纵向轴线“x”以线性阵列排列的多个显示部，例如三个显示部20a、20b、20c。可以想到，显示器20可以包括多于或少于三个的独立显示部。显示器20的第一显示部20a配置为显示由组织抓紧器10抓紧的组织的测量组织灌注的视觉指示。显示器20的第二显示部20b配置为显示施加至由组织抓紧器10抓紧的组织上的测量压力量的视觉指示。显示器20的第三显示部20c配置为显示由组织抓紧器10抓紧的组织的测量厚度。
由显示部20a、20b、20c中的每个显示的视觉指示包括从其近侧部向其远侧部亮度增加的颜色范围。例如，当沿近侧至远侧方向观看第一和第二显示部20a、20b中的每一个时，第一和第二显示部20a、20b可以各自是绿色、黄色、橙色，然后是红色，且每个颜色部逐渐混合到相邻的颜色部中。设想了第一和第二显示部20a、20b的其它颜色和颜色排列。组织抓紧器10可以配置为使得：当第一显示部20a的绿色点亮时，这可以指示由组织抓紧器10测量的相对高的组织灌注；而当第一显示部20a的红色点亮时，这可以指示由组织抓紧器10测量的相对低的组织灌注。与组织灌注相关的信息在确定被抓紧组织的生存力时可以是有用的，下面将更详细描述。
关于显示器20的第二显示部20b，当第二显示部20b的绿色点亮时，这可以是指示由组织抓紧器10施加至组织的相对低的抓紧或夹紧压力，而当第二显示部20b的红色点亮时，这可以是指示由组织抓紧器10施加至组织的相对高的抓紧或夹紧压力。由组织抓紧器10测量并且由组织抓紧器10的第二显示部20b显示的夹紧压力与由组织抓紧器10的第一显示部20a显示的组织灌注结合使用，来确定被抓紧组织的灌注压力。
通过在对象组织上施加足够量的夹紧压力直到没有灌注(即，没有血流)经过组织，然后缓慢减小夹紧压力直到经过被抓紧组织的灌注重新开始，来测量灌注压力。灌注重新开始所处的压力是组织灌注压力。对于测量表面灌注压力的方法的详细描述，可参考美国专利第7,618,376号，其全部内容通过引用并入本文。
与由组织抓紧器10施加至组织的压力的量相关的信息还可用于防止组织的过度压缩以防止对健康组织的损害。
在从近侧至远侧方向观看第三显示部20c时，第三显示部20c可以是灰色、棕色、紫罗兰色和黑色。在一些实施例中，第三显示部20c可以是灰色、白色、蓝色、紫色、棕褐色、绿色和黑色。设想了用于第三显示部20c的其它颜色和颜色排列。当第三显示部20c的灰色(近侧部)点亮时，这可以是指示由组织抓紧器10抓紧的组织具有相对小的厚度(即，组织太薄而不能承受吻合)，而当第三显示部20c的黑色(远侧部)点亮时，这可以是指示由组织抓紧器10抓紧的组织具有相对大的厚度(即，组织太厚而不能吻合)。与组织厚度相关的信息可用于确定当对被抓紧组织执行手术吻合术时要使用的吻合钉的尺寸。
在一些实施例中，代替显示器20利用颜色的范围或亮度来示出被测量组织的参数(例如，组织灌注、组织压缩和组织厚度)，显示器20可以显示数字范围或各种数字输出。具体地，第一、第二和第三显示部20a、20b、20c可以显示数字范围0至3、0至5、0至10、0至100或任何其它合适的范围，以示出关于由组织抓紧器10抓紧的组织的信息。例如，当第一显示部20a显示数字0时，这可以是被抓紧组织具有非常少的灌注或没有灌注(即，没有血流)的指示，而当第一显示部20a显示数字100时，这可以是被抓紧组织具有高灌注(即，理想血流)的指示。
在一些实施例中，显示器20可以利用任何合适的标记(例如，诸如不良、满意或良好的词语)来示出关于被抓紧组织的信息。
在一些实施例中，组织抓紧器10可以不包括显示器20，而是组织抓紧器10可以配置为连接到另一个类型的显示器或与其通信，所述另一个类型的显示器例如为平板电脑、手机、计算机监视器、膝上型计算机或任何合适的显示装置。组织抓紧器10可以经由usb线、wi-fi等连接到任何上述显示装置。
参照图1a、图1b和图4，组织抓紧器10的细长轴30从手柄部12向远侧延伸并且容纳致动杆(未明确示出)。细长轴30可以相对于手柄部12旋转以使钳夹组件40绕纵向轴线“x”旋转。细长轴30具有形成在其远侧端30b处的两个叉部32、34。枢轴销36横向延伸通过叉部32、34和钳夹组件40以提供钳夹组件40的钳夹构件42、44枢转所围绕的点。致动杆具有操作性地联接至可动扳机16(图1a、图1b)的近侧端(未示出)和在叉部32、34之间延伸并且操作性地联接至钳夹组件40的远侧端(未示出)。
参照图4和图5，钳夹组件40包括第一和第二并置的钳夹构件42、44，其可同时在基本接近的位置和分开位置之间移动，其中在所述基本接近的位置，钳夹构件42、44相对于彼此相对地靠近，在所述分开位置，钳夹构件42、44至少分离足够的距离以在其间接纳组织，例如组织“t”。钳夹组件40包括从第一钳夹构件42向近侧延伸的第一近侧部或第一凸缘46以及从第二钳夹构件44向近侧延伸的第二近侧部或第二凸缘48。凸缘46、48各自包括贯通其限定的细长倾斜凸轮槽50、52，细长倾斜凸轮槽50、52构造成接合致动杆(未明确示出)的远侧端，随着致动杆移动通过凸轮槽50、52，致动杆驱动钳夹构件42、44的打开和闭合。这样，枢转手柄16(图1a、图1b)的相对于固定手柄14的操纵致动致动杆，以实现钳夹组件40关于组织“t”的打开或闭合。
继续参考图4和图5，钳夹构件42、44各自具有组织接触表面54、56，使得当钳夹组件40处于闭合构造时，组织“t”被抓紧在组织接触表面54、56之间。钳夹构件42、44各自具有布置在相应的组织接触表面54、56上的第一传感器42a、44a，第二传感器42b、44b和第三传感器42c、44c。传感器42a-c、44a-c沿着由相应的钳夹构件42、44限定的纵向轴线以线性阵列排列在相应的组织接触表面54、56上。在一些实施例中，传感器42a-c、44a-c可以以任何合适的方式排列在相应的组织接触表面54、56上。
钳夹组件40的第一传感器42a、44a是例如多普勒流量传感器的灌注传感器，其配置为测量经过在钳夹构件42、44之间被抓紧的组织的局部灌注(即血流)。第一传感器42a、44a可以基于已知技术来测量被抓紧组织的灌注，其中，所述已知技术诸如激光多普勒流量计(“ldf”)，测量光散射和/或测量来自一个或多个led或其它光源的光的吸收。对于ldf技术的详细描述，可参考美国专利第4,109,647号和第4,862,894号，其每一个的全部内容通过引用并入本文。
在一些实施例中，钳夹组件40的组织接触表面54、56中只有一个具有灌注传感器。第一传感器42a、44a通过导线或无线连接与显示器20的第一显示部20a通信使得在第一传感器42a、44a测量被抓紧组织中的灌注时，第一传感器42a、44a将测量数据传送到第一显示部20a，第一显示部20a以上面参考图2和3描述的任何方式(例如，颜色的范围、亮度级别、数字、词语)显示测量结果。
在一些实施例中，第一传感器42a、44a还可以通过导线或无线连接与计算装置或处理器(未示出)通信，所述计算装置或处理器例如激光多普勒监视器，其处理由第一传感器42a、44a收集的信息以计算组织灌注。计算装置还可以通过导线或无线连接与第一显示部20a通信，以将与组织灌注相关的处理的信息发送到第一显示部20a，使得第一显示部20a可以以上面参考图2和图3描述的任何方式(例如，颜色、亮度级别、数字、词语)显示组织灌注。
继续参考图4和图5，钳夹组件40的第二传感器42b、44b是压力传感器或压力测量装置，例如mems装置。对于各种mems装置的详细描述，可参考美国专利第8,808,311号，其全部内容以引用方式并入本文。第二传感器42b、44b配置为测量由组织抓紧器10施加至被抓紧组织的压力的量(即，夹紧压力)。在一些实施例中，组织接触表面54、56中只有一个具有压力传感器。第二传感器42b、44b经由导线或无线连接与显示器20的第二显示部20b电通信，使得在第二传感器42b、44b测量施加至被抓紧组织的夹紧压力时，第二传感器42b、44b将测量数据传送给第二显示部20b，第二显示部20b以上面参考图2和图3描述的任何方式(例如，颜色、亮度级别、数字、词语)显示测量结果。附加地或替代地，第二传感器42b、44b可以将测量的夹紧压力发送到用于处理的计算装置，然后计算装置将信息发送到显示器20。
钳夹组件40的第三传感器42c、44c是间隙确定元件，例如滑动式电位计、旋转式电位计、用于测量接触表面54、56之间的阻抗的装置或线性可变差动变压器(“lvdt”)，其配置为通过测量钳夹构件42、44之间的间隙距离来测量被抓紧组织的厚度。对于能够测量组织厚度的各种传感器的详细描述，可以参考美国专利第8,002,795号，其全部内容通过引用并入本文。在一些实施例中，组织接触表面54、56中只有一个具有间隙确定元件。第三传感器42c、44c经由导线或无线连接与显示器20的第三显示部20c电通信，使得在第三传感器42c、44c测量被抓紧组织的组织厚度时，第三传感器42c、44c将测量数据传送到第三显示部20c，第三显示部20c以上面参考图2和图3描述的任何方式(例如，颜色、亮度级别、数字、词语)显示测量结果。附加地或替代地，第三传感器42c、44c可以通过导线或无线连接与计算装置通信，计算装置从第三传感器42c、44c接收组织厚度测量结果，并处理测量数据，然后将信息发送到显示器20。
在一些实施例中，显示器20可以包括第四显示部(未示出)，第四显示部配置为显示表示由组织抓紧器10的第一传感器42a、44a和第二传感器42b、44b测量的表面灌注压力和由血压袖带(未示出)测量的全身血压的比率的指标，下面将详细描述。
在操作中，可以在手术操作(例如吻合术手术操作)之前、期间或之后使用组织抓紧器10来收集关于对象组织的各种数据。在吻合术手术操作中，切除不健康或患病的肠组织，并将剩余的健康肠段的端部吻合在一起以重建连续肠。在将分离的肠段的端部彼此吻合之前，应当评估分离的肠段的端部的生存力以便预测术后吻合处泄漏或其它不良结果的可能性。为了帮助进行这种生存力评估，外科医生可以利用本公开的组织抓紧器10。
在使用组织抓紧器10时，假定健康的肠段的两个端部中的每一个被分离地或一起地抓紧在钳夹组件40的组织接触表面54、56之间。在监视显示在组织抓紧器10的第一显示部20a上的灌注读数(即，血流)时，操纵枢转手柄16以逐渐增加夹紧压力，直到灌注读数指示没有血流或实际上没有血流移动经过被抓紧的组织。当连续监视第一和第二显示部20a、20b时，操纵组织抓紧器10的可动手柄16以逐渐减少施加至组织的夹紧压力的量。夹紧压力被减小直到第一显示部20a显示指示血流已经返回到被抓紧组织的灌注读数。在灌注读数指示血流返回的时候，记录由第二显示部20b显示的夹紧压力读数，其是被抓紧组织的局部灌注压力。所测量的局部灌注压力可以用于评估被抓紧组织的生存力。另外地或替代地，测量的局部灌注压力可以与例如全身血压读数的其它测量结果结合使用，以帮助确定组织的生存力。
可以使用应用到患者的任何合适的身体部位(例如，患者的手臂)的任何合适的装置(例如，血压袖带)来获取全身血压。可以通过取得由组织抓紧器10测量的局部灌注压力和使用血压袖带取得的全身血压的比率来计算指数。指数可以由计算装置计算并且作为数字在组织抓紧器10的显示器20上显示。计算出的指数预示着是否可能发生吻合处泄漏和/或吻合处泄漏的等级。这样，外科医生可以使用该指数来确定假定健康的肠段的两个端部是否足够健康以吻合在一起以及是否需要切除更多的组织。对于计算灌注指数的方法的详细描述，可以参考美国专利第7,618,376号，其全部内容通过引用并入本文。
在一些实施例中，组织抓紧器10可以被预编程为在预定夹紧压力下夹紧组织，该预定夹紧压力被已知为引起经过被抓紧组织的灌注停止。组织抓紧器10还可以被预编程为以预定速率减小夹紧压力，并且在经过被抓紧组织的灌注重新开始时自动地将压力读数发送到计算装置。该灌注压力读数也可以显示在显示器20上。该自动化过程代替外科医生通过控制施加至组织的夹紧压力的量来消除操作组织抓紧器10时的人为错误。
组织抓紧器10还可以用于确定在将肠段吻合在一起时要使用的吻合钉的尺寸。可以通过观看指示被抓紧组织的厚度的组织抓紧器10的第三显示部20c来确定吻合钉尺寸。选择用于吻合操作的吻合钉的腿高度将对应于组织的厚度。可以设想，由第三传感器42c、44c测量的组织厚度可以发送到计算装置，该计算装置已经在其中存储了包含对应于每个组织厚度测量结果的吻合钉尺寸的查找表。
除了组织抓紧器10用于确保组织处于用于吻合的状态或可接受吻合的状态之外，在吻合钉已发射后组织抓紧器10还可以用作检查，以确保组织健康(例如，具有良好的血流、正在适当愈合等)。
组织抓紧器10还可以构造成结合到机器人手术系统(未示出)中。机器人手术系统被本地地或远程地提供动力，并且具有位于控制台中或分布在机器人手术系统内或遍及机器人手术系统分布的电子控制系统。机器人手术系统允许外科医生远程操纵组织抓紧器以更精确地控制组织抓紧器10的运动。组织抓紧器10可以配置为将由传感器42a-c、44a-c收集的测量结果发送到机器人手术系统的界面，在机器人手术系统的界面上可以显示测量结果以供外科医生阅读。
尽管在这里已经描述了本公开的说明性实施例，但是应当理解，本公开不限于那些具体的实施例，而是可以由本领域技术人员在不脱离本公开的范围或精神的情况下实现各种其它改变和修改。所有这些改变和修改旨在被包括在本公开的范围内。