CN101969859A - 缝合和打结装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于放置缝合线并打结的工具。该工具具有用于由该工具的使用者握住的手柄、从该手柄延伸的伸长颈部和附连于该颈部的可移动的头部。针与头部可操作地连接。针可在缩回位置与延伸位置之间移动。提供针驱动机构以相对于头部移动针，同时提供头部定位机构以相对于手柄移动头部。

Description

缝合和打结装置

【相关申请的交叉引用】

本申请要求2008年2月19日提交的第61/029,760号美国临时申请的权益，在此通过引用将其全部公开内容结合在本文中。

【技术领域】

本公开内容一般地涉及医疗工具，并且更具体地涉及用于将缝合线放置在患者体内并打结的外科手术工具。

【背景技术】

在进行外科手术的过程中，外科医生通常依赖于缓慢、费时并且繁琐的手动缝合和打结的现有方法。此类现有方法包括使用诸如小型弯曲针、针驱动装置、镊子和夹子的工具来固定缝合线和封闭外部伤口。在常规方法中，患者的伤口保持打开的时间会比希望的时间长，这增加了感染或其它并发症的风险。而且，当手动操纵现有工具来缝合伤口并打结时，现有方法还会导致外科医生疲劳和重复性体力病或劳损。

因此可以理解的是，对于克服现有技术中前述和其它相关和不相关的问题的外科手术工具存在一种需要。

【发明内容】

简而言之，在一方面，本公开内容一般地是指一种用于诸如在外科手术操作期间放置缝合线以封闭伤口并打结的工具。该工具包括手柄、从该手柄延伸的伸长颈部和附连于该颈部的可移动的头部。针可与头部可操作地连接并通常可在缩回位置与延伸位置之间移动。提供针驱动机构以相对于头部保持和移动针，并且进一步提供头部定位系统以相对于手柄移动头部。

在另一方面，本公开内容一般地是指一种如本文中所示或所述在外科手术操作期间协助应用缝合线或打结的方法。

根据惯例，下面讨论的附图的各种特征没必要按比例绘制。附图中各种特征和元件的尺寸可扩大或缩小以更清楚地示出公开内容的实施例。

【附图说明】

图1是根据本公开内容一个实施例的缝合和打结装置的透视图。

图2是示出该装置的头部定位系统的颈部和线缆的侧视图。

图3A是该装置的手柄的剖视图。

图3B是根据可选实施例的装置的手柄在一些部分被切去(broke away)的情况下的剖视图。

图4是该装置的颈部的透视图。

图5是该装置的头部的在一些部分被切去的情况下的透视图。

图6是该装置的针驱动机构的透视图。

图7显示了该装置的针槽板。

图8显示了头部的罩盖。

图9是显示了该装置的颈部和头部的局部侧视图。

图10是该装置的侧视立面图。

图11-13是示出该装置的头部的枢转的侧视图。

贯穿这些附图，相应的零件由相应的附图标记表示。

【具体实施方式】

图1-10示出根据本发明示例性实施例的缝合和打结装置或工具1。在使用过程中，工具1可用于利用经由手术线或其它材料的附接在手术环境或其它非手术环境中放置缝合线或打结。如图1所示，在一个实施例中，工具1大致包括用于由使用者握住的手柄3、从手柄向远端延伸的伸长颈部5和附连于颈部的自由端的可移动的头部区段7。在图1和图5-9所示的实施例中，头部7通常收容针11，该针11在此被示为具有大致弓形构造或形状，且其可附连于手术线(未示出)或其它材料。针11按需通过工具1的操作而被操纵以在缝合线或其它材料内形成缝合和/或打结。头部7一般还能够在通过工具1的使用者选择的致动后进行旋转运动及枢转运动以按需将针定位在期望位置，从而使用该工具执行缝合或缝补(sewing)操作。

如图1和图3A-3B所示，工具1的手柄3通常以符合人体工程学的方式成形以容易由使用者握住和控制。手柄3将具有可成形为当手柄被握住时舒适地配合在使用者手掌中的顶面15、底面17和后部21。底面17还可包括成形为用于当后部21被握在使用者手掌中时接纳使用者手指的一系列凹槽23a-23d(这里示出了四个凹槽，尽管也可提供更多或更少的凹槽)。前凹槽23a可包括用于通过使用者手指(例如，食指)致动的控制机构27(例如，开关或扳柄)。如图1所示，顶面15还可包括单独的控制机构29(例如，四向/4轴按钮式控制器)，其可沿手柄的顶面定位在用于当手柄3被握住时通过使用者手指(例如，姆指)致动的位置。在一个实施例中，手柄3一般是空心的，具有用于收容工具1的各种控制机构的空间33，如图3A-3B所示。手柄3可由注塑材料(例如，塑料)制成并且可通过常规的注塑操作形成，或该手柄可包括通过其它工艺形成的其它材料。手柄3通常还可构造成用于由惯用左手的使用者或惯用右手的使用者使用而无需改变工具1的构造。

如图1-2中进一步示出，工具的颈部5一般将被接纳在手柄的前端内和/或以别的方式附连于手柄的前端(forward or front end)并且将从其向远端延伸或伸出。在一个实施例中，颈部5包括邻近手柄3的刚性部分37和邻近头部7的柔性部分39。在所示实施例中，颈部的柔性部分39是包括通过滚珠(ball)和板连接器(plate connector)构造可操作地连接的一系列区段41以允许头部7相对于手柄3移动的铰接区段。如图4中所示，每个区段41包括通常具有一系列开口45的盘状物43、盘状物的一侧上的阳性连接部分47(例如，滚珠)以及盘状物的另一侧上的阴性连接部分49(例如，板)。通过将一个区段的阳性连接部分47插入相邻区段的对应的阴性连接部分49内而以可移动方式连接区段41。在所示实施例中，图1，2和4中示出颈部5具有大约八到十一个区段41，尽管本领域的技术人员将可以理解：颈部的柔性部分可包括比在此示出更多或更少的区段41。此外，区段41可在区段之间包括有别于所示实施例的滚珠和板构造的其它可铰接的(articulatable)、柔性的连接。

颈部5的刚性部分37在图1和图2中还被示为大致具有中空管状体51。但是，刚性部分37还可以别的方式成形或包括基本上刚性地串联连接的成系列的多个部分或区段，以根据该工具的应用按需形成具有不同长度的刚性部分。颈部的区段41和刚性部分37还可由可消毒、耐用的耐热注塑材料(例如，塑料)形成或可包括其上涂布了抗微生物和/或抗菌添加剂或涂层的其它材料(例如，金属)而不脱离本发明。

在图1，5和图7-9所示的示出的实施例中，头部7被示为具有与柔性颈部5连接的后壁57和具有在头部内限定出凹部64的第一弯曲指形件61和第二弯曲指形件63的大致C形前部59。各弯曲指形件61，63在弯曲指形件的自由端包括用于针11(图5)相对于头部7和在头部7内移动的相应开口65，67。针11能可逆地沿如图5所示的箭头A1，A2的方向移动通过。头部7一般还包括基部71(图5)、被接纳在基部71内的针引导件或凹槽板73以及封闭并形成头部的顶面的罩盖75(图8)。如图5所示，基部71一般具有开口顶部并且包括在头部7内限定出空腔81或腔室的底壁77和直立侧壁79。如以下将更详细地讨论的，基部71的空腔81收容驱动机构85用于移动针11的部分。

图7以倒转的视图显示了针槽板73，其中，针槽板73具有顶面87和底面89并且包括其中限定出的接纳针11的凹槽95以在针围绕穿过头部7的其行进路径移动时引导和稳定针。针槽板73还覆盖并密封位于头部7的空腔内的驱动机构85。针槽板73还包括这里通过93a-93f所表示的一系列大致圆形开口，其形成表面89中并邻近凹槽95，用于接纳针驱动机构85的构件。在操作期间，针11可接触通过开口65，67传送到头部7中的组织(tissue)或其它材料。针槽板73密封空腔81和其中的驱动机构85以免它们与被接纳在头部7内的组织接触。

罩盖75在图8中以倒转的视图被示出，其中罩盖75的尺寸一般定制成适合配合在针槽板73上以基本上完全封闭基部71。罩盖75具有顶面97、底面99和形成在底面中并且基本上与针槽板73的凹槽95和针的形状相对应的凹槽101以允许线或其它缝合或缝补材料跟随针11的运动穿过头部7。基部71、槽板73和/或罩盖75也可以别的方式成形或构成，或头部可具有与本文中所示出和所描述的实施例不同的其它构件和构造。

如图5所示，针驱动机构85的主操作构件位于头部7中以在手柄控制器诸如扳柄27和开关29(图1)致动后将柔性驱动轴105的旋转运动转换成针11的弓形运动。如后文将更详细地描述的，柔性驱动轴105(图3A)大致从手柄3经颈部5延伸并延伸到头部7内。在所示实施例中，柔性驱动轴105通过驱动轴盒(block)109在头部7内保持到位。驱动轴盒109一般还包括衬套(未示出)以允许驱动轴105旋转并将该轴保持在基本上固定的位置。

如图5所示，带齿的驱动齿轮115在驱动轴105的端部与主齿轮组件117啮合并驱动主齿轮组件117，该主齿轮组件117包括一系列齿轮，在图6中被示为包括被支撑在基部71的底壁77(图5)上的齿轮119a-119l。如图6所示，附连于驱动轴105的驱动齿轮115大致与主齿轮组件117的齿轮119a-1191在垂直平面中对齐，且驱动齿轮115与主齿轮组件117的第一齿轮119a啮合。第一齿轮119a还可具有包括与驱动齿轮115匹配的匹配齿轮部分的上部或表面121a以及接触针11的外唇缘123a。外唇缘123a一般由适合夹住针11以促使针沿齿轮119a的旋转方向移动的材料(例如，橡胶)制成。第一齿轮119a的下层(lower level)125a是带齿的以便能够与第一齿轮的相对侧上的相应齿轮119e，119g和针11的相对侧上的相应齿轮119b啮合。齿轮119b一般还包括与齿轮119a的唇缘123a的材料相似的夹持材料的上层121b并在与第一齿轮119a相对的一侧上接触针11。如图5和图6中进一步示出的，主齿轮组件117大致以基本上弓形或月牙形的方式进行布置，从大致处于齿轮组件中间的第一齿轮119a延伸至处于齿轮组件端部的相应较小的齿轮对119e，119f和119k，119l，且较小的齿轮119e，119f，119k，119l典型地均具有相应的上部121e，121f，121k和121l，以夹持住针11并沿较小齿轮的旋转方向促动针。虽然在如图6所示的实施例中大致示出了齿轮组件117的齿轮与针11之间的六个接触点，但将可以理解的是，该驱动机构也可具有多于或少于六个的接触点。此外，齿轮组件117可以别的方式成形、布置和构造而不脱离本发明。再进一步地，针驱动机构85可包括有别于齿轮的构件。

在所示实施例中，针驱动机构85还包括被收容在手柄7内以驱动柔性驱动轴105的针驱动电动机131(图3A-3B)。扳柄27控制针驱动电机131的操作并且换向开关也可安装在手柄3内，用于使驱动轴105反向旋转以沿反方向A1，A2(图中)致动针11。如图3A-3B所示，柔性驱动轴105经颈部5的刚性部分37并经颈部的柔性部分39的区段41(图2和图4)的中心从针驱动电机131延伸并延伸到头部7内。如图4所示，在颈部5的柔性部分39中，柔性驱动轴105穿过通道44内的每个区段41，该通道44延伸穿过盘状物43、阳性连接部分47和阴性连接部分49。可以理解的是，针驱动机构85和柔性驱动轴105可以别的方式布置并且可包括其它构件。

工具1(图1)还包括用于使头部移动到选定位置而不必重新定位手柄3的头部定位机构141(图3A-3B)。头部定位机构141包括与头部连接并且经颈部5延伸并延伸到手柄3内的线缆、宽泛而言“连接部件”145a-145d(图2和图4)。在所示实施例中，线缆145a-145d穿过颈部5的柔性部分39的区段41中的开口45。线缆145a-145d一般定位在颈部5的刚性部分37的管状体51内部，尽管它们也可按需被覆盖或密封。

其中两根线缆145a，145b可操作以通过沿箭头A3，A4(如图9所示)的方向移动头部而将头部7定位在水平面中。其它两根线缆145c，145d可操作以通过沿箭头A5，A6(图10)的方向移动头部而将头部7定位在竖直平面中。如图3A所示，头部定位机构141还可包括定位在手柄3内的两个头部定位电机149，151，用于选择性地向线缆145作用拉力以相对于手柄定位头部。电机149与线缆145a，145b连接以将头部7定位在水平面中，而电机151与线缆145c，145d连接以将头部7定位在竖直平面中。头部定位电机149，151通过手柄的顶面15上的四向按钮式控制器29(图1)的操作致动。控制器29包括用于使头部7在水平面中移动的两个按钮155，157和用于使头部在竖直平面中移动的两个按钮159，161。在相应的头部定位电机149，151致动后，拉力作用于线缆145a-145d中的一根或多根以使头部7移动且颈部5的柔性部分39弯曲，从而允许相对于手柄3定位头部。工具1还可包括其它驱动装置、操作机构或控制装置以控制头部7的定位。

仍参照图3A，电池165，167大致位于手柄3内以向头部定位机构141的两个电机149，151以及用于针驱动机构85的驱动电机131提供电力。如图3B所示，电池165，167可定位在与图3A所示(诸如手柄3的后部21内的区域)不同的手柄3的不同区域内。电池165，167可以是一次性的，使得当更换电池或对电池充电时工具1可被消毒并被重新使用。可选地，整个工具1可在使用之后或在电池电量消耗后进行处理。也可使用有别于电池165，167的电源。

头部定位机构141可提供头部7在水平面中(箭头A3，A4的方向)和竖直平面中(箭头A5，A6的方向)的全方位运动(例如，360度)。在一个可选实施例中，头部7可在水平面和竖直平面中均定位成大约222度。但是，颈部5的柔性部分39可通过增加或减少颈部的柔性部分的区段41而加长或缩短，以允许头部在水平面和竖直平面二者中更大或更小的运动中范围。

图11-13显示了头部在使用中的各种操作位置。图11显示了相对于图9所示的头部的位置定位在大约180度的头部7，且头部已沿箭头A4的方向移动。颈部5的柔性部分39弯曲以允许头部7从图9的位置向图11的位置定位。在所示实施例中，头部7可相对于图11所示的头部的位置重新定位大约360度，且头部沿箭头A3的方向移动。如图12所示，头部7处于从图9的位置沿箭头A4的方向移动大约90度并从图11的位置沿箭头A3的方向移动大约90度的位置。

图13显示了头部7相对于图10所示的头部的位置定位在移位大约180度的位置的工具1，且头部已沿箭头A6的方向移动。头部7还可从图13所示的头部的位置沿箭头A5的方向移动至大约360度或更小的位置。

在操作中，工具1可用在多种应用中。一个这种应用是由外科医生或其他医务人员用来应用缝合线或打结。为了应用缝合线，外科医生将头部7抵接期望组织或材料放置以进行缝合。外科医生然后通过捏压手柄3的底面17上的扳柄27以沿箭头A1的方向致动针11穿过组织而从附连于针的外科手术线形成缝针(stitch)。然后使用工具1来放置单个缝针或走针(running stitch)。可通过经由手柄3的顶面15上的四向按钮式控制器27操作头部定位机构141而将头部7定位在期望位置。使用头部定位机构141定位头部7允许外科医生将缝针放置在隐蔽(odd)或困难的位置而不必移动手柄3或将手柄保持在不顺手的(awkward)位置。可通过激活换向开关或扳柄使针11的操作方向反过来。

为了在外科医生结束缝合走针时打结，外科医生实施第一附加缝针并且将第一附加缝针松散地留在操作视线内。外科医生然后通过使针11走行穿过第一附加缝针两次而形成穿过第一附加缝针的两个环，并且此后向上拉动工具1以拉紧第一附加缝针。接下来，外科医生使针11在该第一附加缝针下走行以留出第二松散缝针。然后，外科医生通过使针11走行穿过第二附加缝针两次而形成穿过第二附加缝针的两个环。最后，外科医生向上拉动工具1以拉紧因此形成的结。然后可将缝合材料的松散端部切割至期望长度。前述步骤只是如何打结的一个实例，并且应当理解其它步骤范围也是可能的。

工具1可作为诸如由军事的或其他人员在偏僻地点急用的类型的伤口缝合套件的一部分供应。同样，工具1可为由使用者远程操作而无需直接手动操纵工具的机器人外科手术工具的一部分。此外，工具1可在用于修补或缝制织物、皮革或其它材料的各种应用中用于纺织、家具和其它类似领域。

前文的描述示出和描述了各种实施例和特征。由于可在以上结构中作出各种改变，所以预期以上描述中所包含或附图中所示的所有内容都应当被解释为说明性的且并非以限制的意义提出。此外，本公开内容预见了上述实施例的各种改型、结合和变型等。另外，虽然公开内容显示和描述了选定的实施例，但各种其它未示出的改变、变更、结合、改型和环境在公开内容的范围内，与以上教导相称，和/或在相关领域的技术或知识范围内。此外，每个实施例的特定特征和特点可选择性地互换并应用于本发明的其它已示出和未示出的实施例而不脱离本公开内容的范围。

Claims (17)

1.一种外科手术工具，其包括：

用于由所述工具的使用者握住的手柄；

从所述手柄延伸的伸长颈部；

附连于所述颈部的可移动的头部；

与所述头部可操作地连接的针，所述针可在缩回位置与延伸位置之间移动；

用于相对于所述头部移动所述针的针驱动机构，所述针驱动机构包括：

被收容在所述手柄内的针驱动电机，

与所述针驱动电机可操作地连接的驱动轴，以及

与所述驱动轴和所述针可操作地连接以将所述驱动轴的旋转转换成所述针的运动的驱动组件。

2.根据权利要求1所述工具，其特征在于，所述驱动组件被收容在所述头部内并且包括构造成接合所述针以在其缩回位置与延伸位置之间移动所述针的至少两个齿轮。

3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具进一步包括在所述手柄内构造成控制所述驱动机构的操作的控制机构，所述控制机构包括构造成控制所述针驱动电机的操作的开关。

4.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述伸长颈部包括与所述头部连接的柔性部分，所述柔性部分可移动以定位所述头部。

5.根据权利要求4所述的工具，其特征在于，所述工具进一步包括构造成相对于所述颈部定位所述头部的头部定位机构。

6.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，所述头部定位机构包括：

与所述头部可操作地连接的至少两个连接部件；以及

收容在所述手柄内的至少一个头部定位电机，用于控制所述至少两个连接部件的运动。

7.根据权利要求6所述的工具，其特征在于，所述两个连接部件构造成使所述头部在竖直平面和水平面中的至少一个中枢转。

8.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，所述至少两个连接部件包括：

构造成使所述头部相对于所述竖直平面枢转的第一对缆绳；以及

构造成使所述头部相对于所述水平面枢转的第二对缆绳。

9.根据权利要求4所述的工具，其特征在于，所述柔性部分包括多个区段，所述区段的每一个均包括盘状物、设置在所述盘状物的第一侧上的阴性连接部分和设置在与所述盘状物的所述第一侧相对的所述盘状物的第二侧上的阳性连接部分。

10.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述柔性部分进一步包括：

与所述头部可操作地连接并且延伸穿过所述区段中的开口的至少两条缆线；以及

被收容在所述手柄内的至少一个头部定位电机，所述至少一个头部定位电机构造成激活所述至少两个连接部件以使所述头部在竖直平面和水平面中的至少一个中枢转。

11.一种用于放置缝合线并打结的工具，其包括：

用于由所述工具的使用者握住的手柄；

从所述手柄延伸的颈部，所述颈部包括柔性部分和刚性部分；

附连于所述柔性部分的可移动的头部；

与所述头部可操作地连接的针，所述针可在缩回位置与延伸位置之间移动；

构造成相对于所述头部移动所述针的针驱动机构；

构造成相对于所述颈部定位所述头部的头部定位机构；以及

至少部分被收容在所述手柄内的控制器，用于控制所述针驱动机构和所述头部定位机构的操作。

12.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述手柄成形为方便由使用者握住，并且其中所述控制器包括：

位于所述手柄的顶面上的第一控制机构，所述第一控制机构可操作以控制所述头部定位机构的操作；以及

沿着所述手柄定位的第二控制机构，所述第二控制机构可操作以控制所述针驱动机构的操作。

13.一种应用缝合线或打结的方法，其包括：

提供工具，所述工具包括：

用于握住所述工具的手柄，

从所述手柄延伸的颈部，所述颈部包括柔性部分和刚性部分；

附连于所述柔性部分的可移动的头部；

与所述头部可操作地连接的针；

构造成相对于所述头部移动所述针的针驱动机构；

构造成相对于所述颈部定位所述头部的头部定位机构；

抵接组织或材料放置所述可移动的头部；

操作所述针驱动机构以沿穿过所述组织或材料的期望方向驱动所述针，从而将缝针放置在所述组织或材料内；以及

操作所述头部定位机构以调节所述头部在期望部位的位置。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，操作所述针驱动机构包括致动所述第一控制机构，以控制电机来驱动所述针驱动机构。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，操作所述头部定位机构包括致动第二控制机构，以控制至少一个电机来定位所述头部。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一控制机构包括位于所述手柄上的扳柄。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二控制机构包括位于所述手柄上的至少一个按钮。

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