用于软组织解剖的方法和装置的制造方法_5

文档序号:8302539阅读:来源:国知局
成,器械插入管3290从器械手柄3212突起,器械插入管3290具有附接至器械手柄3212的第一端3291和旋转安装有DDM 3292的第二端3292。器械手柄3212由上壳体3220和下壳体3230组装而成,上壳体3220包括上电池盖3222,上壳体3220和下壳体3230由器械壳体螺栓3236保持在一起。包括在上壳体3220和下壳体3230中的是马达3260和电池组3270。在上壳体3220中的是开关口 3224,开关3282 (可以是瞬时开关或者是通断开关)可从开关口通过以便从电池组3270向马达3260提供电力。提供了进一步包含功率电平调节器3281 (可以是任何方便的部件,但是文中示出的是线性电位计)的印刷电路板3280,并且印刷电路板3280通过安装在上壳体3220的表面中的柔性开关盖3284接近。还包括了对来自电池组3270的电力进行传送的前向弹簧电池连接器3272和后向弹簧电池连接器3274。上壳体3220进一步包含器械插入管支架3226以将器械插入管3290固定并定向为接近马达3260并且与其同轴。
[0121]下壳体3230进一步使用整体下电池盖3232和马达壳体部分3234靠近和保护电池组3270,进一步地使用三个器械壳体螺栓3236保持至上壳体3220。马达壳体部分3234保持并固定与器械插入管3290同轴的马达3260,器械插入管3290穿过器械插入管支架3226。马达3260由马达壳体部分3234向前压靠马达轴环3264,马达轴环3264的内直径给马达联轴器3262留出了空间。马达联轴器3262在马达联轴器螺栓3266的帮助下牢固地安装在马达3260的轴的一端并且进一步地夹紧驱动轴3294的第一端3295。驱动轴3294通过在器械插入管3290内部且与器械插入管3290同中心的马达3260旋转。驱动轴3294还具有驱动轴3294的第二端3297,其由安装在器械插入管3290的第二端3293上的轴承3296同中心地支撑。DDM 3292旋转地安装在轴承3296上,从而使驱动轴3294带动DDM 3292旋转。DDM 3292、轴承3296、驱动轴3294和器械插入管3290共同地形成下文描述的DDM组件3299ο
[0122]图33Α、图33Β和图33C描绘了 DDM组件3299的细节,包括:如何将DDM组件3292与其他部件组装在一起,从而使马达3260驱动DDM 3292进行振荡。
[0123]现参考图33Α,在本实施例中,DDM 3292包括位于第一端3321上的面向组织的表面3322和位于第二端3323的轴承握把3324。轴承握把3324进一步与两个枢轴销3325配合。DDM 3392可以是部分中空的,拥有允许轴承3296适配进内部的轴承空腔3326。轴承空腔3326进一步支撑凸轮随动空腔3328。凸轮随动空腔3328的形状可以是在一个方向上更窄的椭圆形,形成狭槽。轴承3296具有钻孔3336、轴承尖端3332、螺纹轴承端3338和两个枢轴销孔3334。螺纹轴承端3338拧入位于器械插入管3290的第二端3293的螺纹轴承安装架3342中。钻孔3336的直径可大于驱动轴3294除了轴承尖端3332之外沿着其长度上的任何位置处的直径3385,从而减小了在轴承3296与驱动轴3294之间的接触表面。将驱动轴3294的第二端3297修改为包括主轴部分3352和凸轮轴部分3354。这些部件的各种子部件实现了它们的组装和运行,如图33Β和图33C中所见的。
[0124]现参考图33Β,示出了同轴适配在DDM组件3299的轴承3296和器械插入管3290内的驱动轴3294。这使得轴承3296的螺纹轴承端3338对准用于拧入定位于器械插入管3290的第二端3293的螺纹轴承安装架3342中。轴承尖端3332容纳驱动轴3294,防止相对于DDM 3292的位置不准。驱动轴3294的第二端3293从轴承尖端3332发出,从而使凸轮轴部分3354完全暴露。一旦器械插入管3290、轴承3296和驱动轴3294被组装,DDM 3292安装在轴承3296上,从而(a)枢轴点销3325插入枢轴销孔3334中以及(b)凸轮轴部分3354插入凸轮随动空腔3328中,如图33C所示。
[0125]图33C描绘了已组装的DDM组件3299。DDM 3292适配在轴承3296之上,该轴承3296拧入器械插入管3290的螺纹轴承安装架3342中,所有这些均同轴地包括驱动轴3294。要注意,在轴承握把3324上的枢轴销3325适配入轴承3296的枢轴销孔3334中。该布置结合轴承空腔3326使中空的DDM 3392在枢轴销3325上自由旋转。驱动轴3294的旋转使凸轮轴部分3354在凸轮随动空腔3328内部旋转,从而驱动DDM 3392绕枢轴销孔3334振荡并且如由双向箭头3377指示地逐侧扫掠面向组织的表面3322。
[0126]参考图32和图33A至33C,在手术中,外科医生通过器械手柄3212保持差别解剖器械3210并且将支撑DDM 3292的远侧尖端朝着需要解剖的复杂组织定向。外科医生通过将功率电平调节器3281滑动到所需位置置处来选择功率电平,然后将其拇指放在开关3282上,按动拇指关闭开关。当开关3282关闭时,马达3260接通并且使马达联轴器3262旋转,转而使驱动轴3294旋转。通过轴承3296,尤其是通过轴承尖端3332,将驱动轴3294同轴地保持并且保持在非常精确的位置处,从而使驱动轴3294的凸轮轴部分3354在DDM3292的轴承空腔3326的凸轮随动空腔3328内部旋转地振荡。凸轮随动空腔3328为椭圆形,并且在图33A至图33C所示的实施例中,凸轮随动空腔3328在垂直于由枢轴销3325和枢轴销孔3334形成的旋转关节轴线的方向上具有最窄尺寸。在本实施例中,凸轮随动空腔3328的最窄尺寸仅允许通过正在旋转的驱动轴3294的凸轮轴部分3354。因此,凸轮轴部分3354的旋转振荡撞击凸轮随动空腔3328的长壁,迫使整个DDM 3292通过置于垂直于由枢轴销3325和枢轴销孔3334形成的旋转关节轴线的平面中的振荡弧线3377而旋转。在本实施例中,差别解剖构件3292的面向组织的表面3322摆动的振荡弧线3377的幅度是切下凸轮轴部分3354的驱动轴3294的直径3385以及分开面向组织的表面3322与枢轴销孔3334的距离3379的函数。振荡频率与马达3260旋转的振荡频率匹配。操作者可通过改变功率电平调节器3281的位置控制面向组织的表面3322的振荡频率。注意,将马达3260的旋转以及驱动轴3294的旋转转换为DDM 3292的振荡的该机构与图22至图25C中描绘的止转轭相似。
[0127]差别解剖器械3200是DDM实施方式的一个示例,许多变体是可能的。例如,DDM的振荡可通过具有在器械插入管内部纵向来回移动的滑块的曲柄滑块机构驱动。作为替代方案,马达可邻近DDM设置,具有直接驱动DDM的马达轴以及仅从电线向停止器械插入管运作的马达提供电力。此外,因为DDM很好地适应了管的端部,从而大大地延长器械插入管允许差别解剖器械,诸如,差别解剖器械3200,例如成为腹腔镜器械。具有器械插入管的差别解剖器械可以有三十六(36)厘米长,但是更长或更短的管在设计中很容易被适用。文中所公开的DDM能轻易地适应外科手术机器人的机器臂,诸如来自Intuitive Surgical (加利福尼亚州的Sunnyvale)的Da Vinci Surgical Robot。DDM能制作得非常小;例如,可建造在有效的差别解剖器械中的适配穿过五(5)毫米孔,诸如,外科手术口的DDM和器械插入管,来完成微创性的外科手术。这些较小的装置能轻易地制造。
[0128]进一步地,差别解剖器械可用于被柔性驱动轴代替的驱动轴中,以及器械插入管是弯曲的。这产生了具有弯曲的器械插入管的差别解剖器械,就像图6C中所示的那样。器械插入管的关节联接还是可能的,例如,在关节联接处使用具有万向关节或其他可弯曲的联接器的驱动轴。
[0129]如前面所公开的,附加功能可增加至差别解剖器械的端部。例如,
?图1lB和图13示出了如何使DDM的设计允许流体传送至用于冲洗的DDM,或者如何将抽吸应用于清除外科手术领域,或者如何使光源放置到DDM上或靠近DDM以照亮外科手术领域。
?图26A至图26D公开了具有可伸缩切割刀片的差别解剖器械,可伸缩切割刀片可制成锐利的以切割或者由用于电外科手术的电外科手术发生器(单极或双极)激励,
?图27示出了如何使DDM的设计允许DDM适应于用作手术钳。
[0130]附加功能能容易地增加至差别解剖器械。例如,位于DDM或支持DDM的护罩的一侦_任何大小的片能被激励,从而能用于电烙。为了简化制造,驱动轴能用于从手柄导电至DDM。DDM的设计允许图27所示的手术钳代替剪刀。DDM的改进设计允许这些附加的功能一起结合在一个差别解剖器械中。在差别解剖器械工作端的结合DDM与这些功能实现的优点包括:减少了在手术中外科医生需要的器械数量;简化了用于医院和后勤的后勤人员的存货清单;以及最重要的是,减少了手术期间使外科手术变慢且造成手术并发症主要源头的器械变化。在需要通过小切口,通常使用气密口将器械定位在人体内的腹腔镜和机器人的手术中格外如此。
[0131]图34示出了已组装的差别解剖器械的一种实施例的斜视图。差别解剖器械3400整个由器械手柄3412组成,器械插入管3490从器械手柄3412突起,器械插入管3490具有附接至器械手柄3412的第一端3491和旋转安装DDM 3492的第二端3493。器械手柄3412由上壳体3420和下壳体3430组装而成,上壳体3420包括上电池盖3422,下壳体3430包括下电池盖3432。包围在上壳体3420和下壳体3430中的是马达3640和电池3470,电池3470可以可选地组装入电池组。在上壳体3420中的是开关3482 (可以是瞬时开关或通断开关)可从电池组3470向马达3460提供电力。安装在上壳体3420表面中的柔性开关盖3484允许进入功率电平调节器3581 (图35A)内部。上壳体3420进一步包括可伸缩刀片钩控制钮3499(由控制钮螺栓3498固定),还有器械插入管支架3426用于将靠近马达3460和与马达3460同轴的器械插入管3490定向。
[0132]图35A示出了差别解剖器械3400的分解图。差别解剖器械3400整个由器械手柄3412组成,器械插入管3490从器械手柄3412突起,器械插入管3490具有附接至器械手柄3412的第一端3491和旋转安装DDM 3492的第二端3493。器械手柄3412由上壳体3420和下壳体3430组装而成,上壳体3420包括上电池盖3422,下壳体3430包括下电池盖3432,上壳体3420和下壳体3430由器械壳体螺栓3536保持在一起。包括在上壳体3420和下壳体3430内的是马达3460和电池3470,在本文中示出了电池类型CR123A (各节电池为3V,所有6节电池3470为18V),但是也可使用其他电池类型和电压。在某些实施例中,已经使用了总电压低至3V的电池。在上壳体3420中的是开关口 3524,开关3482 (可以是瞬时开关或通断开关)可通过开关口 3524接近以便从电池组3470向马达3460提供电力。提供了进一步包含功率电平调节器3581(可以是任何方便的部件,但是,本文中示出的是线性电位计)的印刷电路板3580,并且,通过安装至上壳体3420表面的柔性开关盖3484可接近该印刷电路板3580。还包括了前向弹簧电池连接器3572和后向弹簧电池连接器3574,前向弹簧电池连接器3572和后向弹簧电池连接器3574对来自电池3470的电力进行传送。上壳体3420进一步包含器械插入管支架3426以将器械插入管3490固定并定向为接近马达3460并且与其同轴。器械插入管保持螺栓3527将器械插入管3490固定保持在器械插入管支架3426中。
[0133]下壳体3430进一步提供了接近电池3470的途径并且将电池3470与完整下电池盖3432和马达壳体部分3534固定在一起,进一步使用三个器械壳体螺栓3536将完整下电池盖3432和马达壳体部分3534保持至上壳体3420。马达壳体部分3534将马达3460保持并固定为与器械插入管3490同轴,该器械插入管3490穿过器械插入管支架3426。马达壳体部分3534将马达3460向前按压抵着马达弹簧3562,该马达弹簧3562的内部直径为马达联轴器3562留了空间。在马达联轴器螺栓3566的作用下,马达联轴器3562固定安装到马达3460的轴的端部并且进一步抓住驱动轴3494的第一端3595。马达3460可在可伸缩刀片钩控制钮3499的控制下在马达壳体部分3534内来回纵向滑动。马达3460进一步包括可操作地抵着安装在电路板3580上的弹簧马达功率触头3563滑动的功率接触板3569。还安装在电路板3580上的是可调节功率接触压力控制螺栓3561。正常情况下,弹簧3567保持马达3460向后。在该位置中,将安装在印刷电路板3580上的弹簧马达功率触头3563与马达3460上的功率接触板3569对准并与其压靠,所以,来自电池组3470的电力可驱动马达旋转。将可伸缩刀片钩控制钮3499向前按压使马达3460向前滑动。功率接触板3569在可伸缩刀片钩控制钮3499的影响下比马达3460的全行进程度更短,从而,当马达3460朝着插入管第二端3493向前滑动足够远与弹簧马达功率触头3563断开接触时,使来自电池组3470的电力自动切断。
[0134]驱动轴3494还具有第二端3597,该第二端3597穿过安装到器械插入管3490的第二端上的轴承3496并由其同心地支撑。仍然参考图35B,驱动轴3494的第二端3597进一步包括(从第二端3597的尖端运行向内)凸轮接收器保持器3555、凸轮接收器驱动器3554和轴承间隙部分3552。DDM 3492旋转安装到轴承3496上从而驱动轴3494使DDM 3492随着往复振荡旋转。DDM 3492、轴承3496、凸轮接收器3596、凸轮接收器保持器3555、驱动轴3494和器械插入管3490 —起形成DDM组件3598,接着将对DDM组件3598进行描述。
[0135]图35B描绘了 DDM组件3598的细节,包括:如何将DDM3492与其他部件组装在一起从而使马达3460驱动DDM 3492进行往复振荡。在本实施例中,DDM 3492包括位于第一端3521的面向组织的表面3522和位于第二端3543的轴承握把3524。轴承握把3524进一步与两个枢轴销孔3525配合。DDM 3492可以是部分中空的,拥有允许轴承3496适配进内部的轴承空腔3526。轴承空腔3526进一步支撑形状设计为允许凸轮接收器3596在其中容易滑动的凸轮接收器空腔3548。在本实施例中,DDM 3492的面向组织的表面3522进一步包括可伸缩刀片槽3506。轴承3496具有钻孔3536、轴承尖端3532、螺纹轴承端3538和两个可插入的枢轴销3535,这两个枢轴销3535适配入螺纹孔3534中。螺纹轴承端3538拧入位于器械插入管3490的第二端3493上的螺纹轴承安装架3542中。钻孔3536的直径可大于驱动轴3494除了轴承尖端3532之外沿着其长度上的任何位置处的直径3585,从而减小了在轴承3496与驱动轴3494之间的接触表面。将驱动轴3494的第二端3497修改为包括主轴部分3552、凸轮轴部分3554和凸轮接收器保持器3555。凸轮接收器3596进一步包括凸轮接收器本体3502、凸轮接收器腔室3505和可伸缩刀片3501。可伸缩刀片可进一步包括钩3504和组织接合表面3503。这些部件的各种子部件允许它们进行组装和运行,如本实施例中其他地方所描述的。
[0136]DDM 3492适配在轴承3496之上,该轴承3496拧入器械插入管3490的螺纹轴承安装架3542中,所有这些均同轴地包括驱动轴3494。要注意,在轴承握把3524上的枢轴销孔3525适配到轴承3496的枢轴销3535上。该布置结合轴承空腔3526使DDM 3492在枢轴销3535上自由旋转。驱动轴3494的旋转使凸轮轴部分3554在凸轮接收器3596内部旋转,从而驱动DDM 3492绕枢轴销孔3525往复振荡并且逐侧扫掠面向组织的表面3522。
[0137]在操作中,外科医生通过器械手柄3412保持差别解剖器械3400并且将支撑DDM3492的远侧尖端朝着需要解剖的复杂组织定向。外科医生通过将功率电平调节器3581滑动到所需设置处来选择功率电平,然后将其拇指放在开关3482上,按动拇指关闭开关。当开关3482关闭时,马达3460接通并且使马达联轴器旋转,又使驱动轴3494旋转。通过轴承3496,尤其是通过轴承尖端3532,将驱动轴3494同轴地保持并且保持在非常精确的位置处,从而使驱动轴3494的凸轮轴部分3554在卡在DDM 3492内的凸轮接收器3502的凸轮接收器腔室3505内部旋转地振荡。凸轮轴部分3554的旋转振荡撞击如前面所描述的配置作为止转轭的凸轮接收器3502的凸轮接收器腔室3505的壁,迫使整个DDM 3492以处于与由枢轴销3535和枢轴销孔3525形成的旋转接头的轴线垂直的平面内的振荡弧线旋转。外科医生可通过向前推动可伸缩刀片钩控制钮3499使可伸缩刀片3501伸展。可伸缩刀片钩控制钮3499的向前运动使马达3460和功率接触板3659向前移动,从而如前面所描述的将功率接触板3569与弹簧马达功率触头3563分开并且切断向马达提供的电力,并且,防止DDM 3492振荡。同时,马达3460的向前运动将驱动轴3494朝着器械插入管3490的第二端3493向前推。驱动轴3494的向前运动又将凸轮接收器保持器3555抵着凸轮接收器本体3502内部的凸轮接收器腔室3505的顶部而推动,从而将凸轮接收器本体3502进一步推动至凸轮接收器空腔3548并且使可伸缩刀片3501从可伸缩刀片槽3506伸展出来。由此,可伸缩刀片钩控制钮3499的向前运动使马达3460停止并且使可伸缩刀片3501从DDM 3492伸展出来。当释放可伸缩刀片钩控制钮3499之后,马达弹簧3562向后推动马达3460,使可伸缩刀片3501缩回并且使用于马达的电触头恢复。
[0138]在本实施例中,差别解剖构件3492的面向组织的表面3522摆动通过的振荡幅度是切下凸轮轴部分3554的驱动轴3494的直径3585以及分开面向组织的表面3522与枢轴销孔3525的距离3579的函数。DDM 3492抵着复复合组织的往复振荡频率(每分钟的周数)与马达3460的旋转频率(每分钟的转数)匹配。操作者可通过改变功率电平调节器3581的位置来控制面向组织的表面3342的振荡频率。注意,将马达3460的旋转以及驱动轴3494的旋转转换为DDM 3492的振荡的该机构与图22至图25C中描绘的止转轭相似。
[0139]图35C图示了驱动轴3494以及凸轮接收器本体3502的向前/向后运动,还更改了 DDM 3492的往复振荡幅度。驱动轴3494描绘为在图35C的左框中的向后位置(在箭头3595的方向上移动)和右框中的向前位置(在箭头3597的方向上移动)中。由此,随着凸轮接收器本体3502在凸轮接收器空腔3548内部向前移动,从凸轮接收器本体3548到枢轴销孔3525的距离D增加为D’,而接收器3599的侧向位移保持恒定(因为侧向位移由驱动轴3494的直径3585确定,如上面所描述的)。随着D’增加,左框中的DDM 3596的更大角幅度减小至右框中DDM 3598的更小角幅度。该效果可用于当可伸缩刀片伸展时减小振荡幅度。该效果还可用于在DDM进行的钝性解剖期间更改振荡幅度,例如,当外科医生需要更窄的振荡以便进行更加精确的解剖时。
[0140]图36A和36B示出了具有经由旋转接头3630旋转安装至器械插入管3620的DDM3610的差别解剖器械3600的端部。差别解剖器械3600还具有可通过在双箭头3650所指示的方向上运动而伸展或缩回的可伸缩钩3640。可使用例如图34、图35A和图35B中描述的机构使可伸缩钩3640缩回或伸展。图36A展示了如何可将可伸缩钩3640放入两个配置中。配置I示出了处于伸展位置中的可伸缩钩3640,而配置2示出了处于缩回位置中的可伸缩钩3640。可伸缩钩3640可具有:尖端3670,其可以是尖的或圆整的;以及,组织接合表面3660,其可以比DDM 3610的组织接合表面3690更具攻击或可不太具攻击。可伸缩钩3640拥有肘部3680,该肘部3680可锐性处理用于切片,如本文中所示的,或者,该肘部可以是钝性的;而且,该肘部3680可以是锯齿状的,并且,锐性处理的区域可位于肘部内的任何位置。在配置2中,可伸缩钩隐藏在DDM 3610内部,并且DDM 3610单独与组织交互。在配置I中,可伸缩钩3640暴露在外并且可用于与组织交互,从而使组织接合表面3690与组织交互(例如,破坏软组织),或者,从而使尖端3670与组织交互(例如,刺穿组织),或者,使肘部3680与组织交互(例如,对组织进行切片),这取决于操作者如何相对于组织定位可伸缩钩3640。此外,可将可伸缩钩3640保持在介于配置I和配置2之间的任何中间位置处,包括能够由操作者可变地伸展。
[0141]图36B示出了差别解剖器械3600的端部,图示了 DDM 3610可在可伸缩钩处于伸展配置(配置I)或缩回配置(配置2)时振荡,并且图示了可伸缩钩3640可在启用DDM 3610振荡之前或在DDM 3610振荡期间缩回或伸展。箭头3601示出了在DDM 3610不振荡时可伸缩钩从缩回配置(左下框)移动到伸展配置(左上框)。箭头3602示出了 DDM 3610可在可伸缩钩3640处于伸展配置时从静止(左上框)切换为振荡(右上框)。箭头3603示出了可伸缩钩3640可在DDM 3610振荡时从伸展配置(右上框)移动到缩回配置(左下框)。箭头3604示出了 DDM 3610可在可伸缩钩3640处于缩回配置时从静止(左下框)改变为振荡(右下框)。可选地,可伸
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