CN104363841B - 用于外科器械端部执行器的加载仓 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种外科器械，所述外科器械包括主体组件和可选择性地联接的端部执行器组件。所述端部执行器组件可包括传输组件、端部执行器和旋钮，所述旋钮能够操作以使传输组件和端部执行器旋转。主体组件包括触发器和壳体，所述壳体具有能够容纳端部执行器组件的一部分的远侧孔。第一联接组件部分和第二联接组件部分协作地将所述端部执行器组件联接到所述主体组件以供使用。可使用附接组件来可旋转地联接第一联接组件部分和第二联接组件部分。
Description
背景技术
在一些情况下，内窥镜式外科器械可优于传统的开放式外科装置，因为较小切口可减少术后恢复时间和并发症。因此，一些内窥镜式外科器械可适于穿过套管针的插管来将远侧端部执行器放置在期望手术部位处。这些远侧端部执行器能以多种方式来接合组织以便达到诊断或治疗的效果，所述远侧端部执行器如：直线切割器、抓紧器、切割器、缝合器、施夹器、进入装置、药物/基因治疗递送装置以及使用超声、射频、激光等的能量递送装置。内窥镜式外科器械可包括轴，该轴介于端部执行器与临床医生所操纵的柄部部分之间。此类轴可以允许插入到期望深度并围绕轴的纵向轴线旋转，从而利于将端部执行器定位在患者体内。
内窥镜式外科器械的例子包括公开于下述专利中的那些：2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad Use with an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利公布2006/0079874，其公开内容以引用方式并入本文；2007年8月16日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”的美国专利公布2007/0191713，其公开内容以引用方式并入本文；2007年12月6日公布的名称为“Ultrasonic Waveguide andBlade”的美国专利公布2007/0282333，其公开内容以引用方式并入本文；2008年8月21日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”的美国专利公布2008/0200940，其公开内容以引用方式并入本文；2011年1月20日公布的名称为“RotatingTransducer Mount for Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利公布2011/0015660，其公开内容以引用方式并入本文；2002年12月31日公布的名称为“Electrosurgical Systems and Techniques for Sealing Tissue”的美国专利6,500,176，其公开内容以引用方式并入本文；2008年8月26日公布的名称为“Motor-DrivenSurgical Cutting and Fastening Instrument with Loading Force Feedback”的美国专利7,416,101，其公开内容以引用方式并入本文；2010年6月15日公布的名称为“Post-Sterilization Programming of Surgical Instruments”的美国专利7,738,971，其公开内容以引用方式并入本文；2009年8月20日公布的名称为“Motorized Surgical Cuttingand Fastening Instrument Having Handle Based Power Source”的美国公布2009/0209990，其公开内容以引用方式并入本文；2010年3月18日公布的名称为“UltrasonicDevice for Fingertip Control”的美国公布2010/0069940，其公开内容以引用方式并入本文；以及2011年4月14日公布的名称为“Surgical Instrument Comprising First andSecond Drive Systems Actuatable by a Common Trigger Mechanism”的美国专利公布2011/0087218，其公开内容以引用方式并如本文。另外，这些外科工具可包括无线换能器，例如公开于2009年6月4日公布的名称为“Cordless Hand-held Ultrasonic CauteryCutting Device”的美国专利公布2009/0143797中的无线操作，其公开内容以引用方式并入本文。另外，所述外科器械可用于或者适用于机器人辅助外科装置中，诸如2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgical Tool with Ultrasound Cauterizing and CuttingInstrument”的美国专利6,783,524中的机器人辅助外科装置，其公开内容以引用方式并入本文。
尽管已研制出若干系统和方法并用于外科器械，但据信在本发明人之前还无人研制出或使用所附权利要求中描述的发明。
附图说明
虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求书，但是据信通过对下面某些实施例的描述并结合附图可以更好地理解本发明，附图中类似的附图标记表示相同元件，其中：
图1示出了具有外科器械和发生器的示例性外科系统的透视图；
图2示出了示例性外科器械的局部侧正视图，其中覆盖件的一部分被移除以示出示例性多部件柄部组件的配对外壳部分的内部；
图3示出了示例性换能器的透视图；
图4示出了图3中的换能器的透视图，其中换能器主体被移除；
图5示出了示例性传输组件的透视图；
图6示出了示例性外科器械的局部侧视图，其中覆盖件的一部分被移除；
图7示出了图6中的马达的透视图；
图8示出了图6中的换能器的一部分和压缩板的横截面图；
图9A示出了与外科器械的柄部组件分离的示例性端部执行器组件仓的横截面侧视图；
图9B示出了附接到柄部组件的图9A的端部执行器组件仓的横截面侧视图；
图10A示出了与柄部组件分离的另一个示例性端部执行器组件仓的横截面侧视图；
图10B示出了附接到柄部组件的图10A的端部执行器组件仓的横截面侧视图；
图11示出了与柄部组件分离的刀衬圈的局部透视图；
图12示出了围绕端部执行器组件的示例性扭矩衬圈的横截面图；
图13A示出了与柄部组件分离的另一个示例性端部执行器组件仓的横截面侧视图，其中指示器窗口位于扭矩扳手中；
图13B示出了附接到柄部组件的图13A的端部执行器组件仓的横截面侧视图，其中指示器窗口位于外科器械手持件中；
图14示出了围绕执行器组件的示例性扭矩扳手的透视图；
图15示出了围绕端部执行器组件的另一个示例性扭矩扳手的透视图；
图16A示出了保持端部执行器组件的示例性端部执行器组件容器的透视图；
图16B示出了具有附接到端部执行器组件的外科器械的图16A中的端部执行器组件容器的透视图；
附图并非意在以任何方式进行限制，并且可以预期本发明的各种实施例能够以多种其他方式来执行，包括那些未必在附图中示出的方式。附图并入本说明书中并形成其一部分，示出了本发明的若干方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理；然而，应当理解，本发明并不限于所示出的精确安排。
具体实施方式
对本发明的某些例子的如下描述不应用来限制本发明的范围。通过以下举例说明设想用于实施本发明的最佳方式之一的描述，本领域的技术人员将显而易见本发明的其他例子、结构、方面、实施例和优点。正如将会意识到的，本发明可以是其他不同且明显的方面，只要不脱离本发明即可。例如，尽管各种。因此，附图和描述应被认为在实质上是示例性的而不是限制性的。
各种实施例均涉及改进的超声外科器械，其被配置用于在外科手术中进行组织解剖、切割和/或凝固。在一些型式中，超声外科器械设备被配置用于开放性手术中，但也可应用于其他类型手术中，例如腹腔镜式、内窥镜式和机器人辅助手术。通过选择性地使用超声能量，方便了多种用途。
应当理解，相对于抓持手持件组件的临床医生而言，本文使用术语“近侧”和“远侧”。因此，端部执行器相对于更近侧的手持件组件而言处于远侧。还应当理解，为方便和清晰起见，相对于抓持手持件组件的临床医生而言，也使用诸如“顶部”和“底部”之类的空间术语。然而，外科器械在多个取向和位置中使用，并且这些术语并非旨在进行限制，也并非是绝对的。
将结合本文所述的超声器械描述各种例子。以举例而非进行限制的方式提供此类说明，并且不旨在限制其范围和应用。例如，所描述的实施例中的任何一个可与多个超声器械结合使用，所述超声器械包括在以下专利中描述的那些，例如，2002年4月18日提交的名称为“Robotic Surgical Tool with Ultrasound Cauterizing and CuttingInstrument”的美国专利6,783,524；2005年10月7日提交的名称为“Tissue Pad for Usewith an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利公布2006/0079874；2006年10月11日提交的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”的美国专利公布2007/0191713；以及2007年5月22日提交的名称为“Ultrasonic Waveguide and Blade”的美国专利公布2007/0282333，上述专利的公开内容以引用方式并入本文。
从以下描述中将变得显而易见的是，设想本文描述的外科器械的实施例可与外科系统的振荡器模块相关联地使用，由此振荡器模块的超声能量为本外科器械提供期望的超声致动。还设想，本文描述的外科器械的实施例可与外科系统的信号发生器模块相关联地使用，由此例如射频(RF)形式的电能可用于为用户提供关于外科器械的反馈。超声振荡器和/或信号发生器模块可与外科器械不可拆卸地一体化，或可作为可电附接至外科器械的单独组件来提供。
此外应当理解，本文所述的教导内容、表达方式、型式、例子等中的任何一个或多个可与本文所述的其他教导内容、表达方式、型式、例子等中的任何一个或多个相结合。因此下述教导内容、表达方式、型式、例子等不应彼此分离地看待。参考本文教导内容，其中本文教导内容可结合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将会显而易见。此类修改形式以及变型旨在包括在权利要求书的范围内。
I.示例性超声外科系统的概述
图1示出了示例性的超声外科系统10，其包括超声外科器械50、发生器20、以及将发生器20联接到外科器械50的缆线30。在本例子中，合适的发生器20包括由Ethicon Endo-Surgery,Inc.(Cincinnati,Ohio)出售的GEN 300，但可使用任何合适的发生器20，这根据本文的教导内容对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。仅以举例的方式，发生器20可根据2011年4月14日公布的名称为“Surgical Generator for Ultrasonic andElectrosurgical Devices”的美国公布2011/0087212的教导内容进行配置，其公开内容以引用方式并入本文。应该指出的是，将参照超声外科器械来描述外科器械50；然而，如根据本文的教导内容对于本领域的普通技术人员而言显而易见的是，下文所述的技术可用于多种外科器械，包括但不限于内切割器、抓紧器、切割器、缝合器、施夹钳、进入装置、药物/基因治疗传送装置、以及使用超声、射频、激光等的能量传送装置、和/或它们的任何组合。此外，尽管本例子将参照缆线连接的外科器械50进行描述，但应当理解，外科器械50可适于无线操作，例如公开于2009年6月4日的名称为“Cordless Hand-held Ultrasonic CauteryCutting Device,”的美国专利公布2009/0143797，其公开内容以引用方式并入本文。此外，外科装置50也可用于或适用于机器人辅助外科装置，例如公开于2004年8月31日的名称为“Robotic Surgical Tool with Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument”的美国专利6,783,524中的机器人辅助外科装置。
本例子的外科器械50包括多部件柄部组件60、伸长传输组件70和换能器100。传输组件70在传输组件70的近侧端部处联接到多部件柄部组件60，并且从多部件柄部组件60朝远侧延伸。在本例子中，传输组件70被配置成伸长的细管状组件以用于内窥镜式用途，但应当理解，作为另外一种选择，传输组件70可为短组件，例如公开于2007年12月6日的名称为“Ultrasonic Waveguide and Blade”的美国专利公布2007/0282333、以及2008年8月21日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”的美国专利公布2008/0200940中的那些，这些专利的公开内容以引用方式并入本文。本例子的传输组件70包括外部护套72、内部管状致动构件(未示出)、波导76、以及位于传输组件70的远侧端部的端部执行器80。在本例子中，端部执行器80包括联接到波导76的刀82、能够操作以在传输组件70的近侧端部枢转的夹持臂84、以及任选的可联接到夹持臂84的一个或多个夹持垫86。端部执行器80和传输组件70将在下文中参照图4所示的例子进行更详细的论述。还应当理解，夹持臂84以及相关的结构可根据1999年11月9日公布的名称为“Ultrasonic ClampCoagulator Apparatus Having Improved Clamp Arm Pivot Mount”的美国专利5,980,510的教导内容中的至少一些进行构造和操作，其公开内容以引用方式并入本文。能够将超声能量从换能器100传输到刀82的波导可以为柔性、半柔性或刚性的。一种仅为示例性的超声换能器100为Cincinnati,Ohio的Ethicon Endo-Surgery公司出售的型号HP054。如本领域中所熟知，波导也能够将通过波导传输到刀82的机械振动放大。波导还可具有用于控制沿波导的纵向振动的增益的结构，并且具有用于将波导调谐至系统共振频率的结构。
在这个例子中，刀82的远侧端部设置在波腹附近，以便在声学组件未被组织加载时将声学组件调谐至优选的共振频率fo。当换能器100通电时，刀82的远侧端部能够在例如大约10至500微米峰间范围内、并且优选地在约20至约200微米的范围内以例如55.5kHz的预先确定的振动频率fo纵向运动。当本例子的换能器100被启动时，这些机械振荡通过波导被传输到端部执行器80。在本例子中，耦合到波导的刀82在超声频率下振荡。因此，当将组织固定在刀82和夹持臂84之间时，刀82的超声振荡可同时切割组织并且使相邻组织细胞中的蛋白变性，由此提供具有相对较少热扩散的促凝效果。也可通过刀82和夹持臂84提供电流以另外烧灼组织。尽管已描述出传输组件70和换能器100的一些构型，但根据本文的教导内容，传输组件70和换能器100的其他合适构型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
本例子的多部件柄部组件60包括配对外壳部分62和下部64。配对外壳部分62能够在配对外壳部分62的近侧端部接收换能器100，并且在配对外壳部分62的远侧端部接收传输组件70的近侧端部。在本例子中示出了用于旋转传输组件70和换能器100的旋钮66，但应当理解，旋钮66仅为任选的。配对外壳部分62将在下文中参照图2进行更详细地论述。图1所示的多部件柄部组件60的下部64包括触发器68并且能够供用户使用单手抓握。下部64的一个仅为示例性的替代构造示于2011年1月20日公布的名称为“Rotating Transducer Mountfor Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利公布2011/0015660的图1中，其公开内容以引用方式并入本文。示于本公开的图2中的触发按钮69位于下部64的远侧端部表面上，并且能够操作以利用发生器20来启动不同操作水平下的换能器100。例如，第一触发按钮69可启动处于最大能量水平的换能器100而第二触发按钮69可启动处于最小的、非零能量水平的换能器100。当然，触发按钮69能够用于除最大和/或最小能量水平之外的能量水平，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。尽管已参照两个不同部分62,64来描述多部件柄部组件60，但应当理解，多部件柄部组件60可为两个部分62,64结合在一起的一体组件。作为另外一种选择，多部件柄部组件60可分成多个分立部件，例如，独立的触发按钮69(在一些型式中其能够通过用户的手或脚进行操作)和独立的配对外壳部分62。触发按钮69能够操作以启动换能器100并且可远离配对外壳部分62。如根据本文的教导内容对于本领域的普通技术人员而言显而易见的是，多部件柄部组件60可由耐用塑料(例如聚碳酸酯或液晶聚合物)、陶瓷、和/或金属、或者任何其他合适的材料进行构造。根据本文的教导内容，多部件柄部组件60的其他构型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
II.用于超声外科器械的示例性连联接组件
在一些情况下，从多部件柄部组件60和换能器100拆卸传输组件70可以是有用的。例如，可拆卸的传输组件70可允许多部件柄部组件60被再利用，所述多部件柄部组件具有包括各种端部执行器80的多种传输组件70。仅以举例的方式，各种端部执行器80可具有不同尺寸和/或形状的刀82，或者各种端部执行器80可具有完全不同的功能，例如RF端部执行器、缝合端部执行器、切割端部执行器等。此外，可通过下述方式将单个多部件柄部组件60再用于不同操作：由用户拆除变脏的传输组件70、任选地清洁多部件柄部组件60、并且将新传输组件70联接到多部件柄部组件60以用于新操作。因此，对于外科器械50的一些用户而言，配置多部件柄部组件60以联接到多种传输组件70可为优选的。
A.示例性的多部件柄部组件
图2示出了多部件柄部组件60的局部侧视图，其中覆盖件61的一部分被移除以示出容纳在配对外壳部分62内的内部元件以及下部64的一部分。如上文所述，下部64包括可枢转触发器68和任选的一对触发按钮69。本例子的触发器68能够从远侧打开位置枢转至近侧闭合位置。触发器组件150联接到触发器68并且被可枢转地支撑在多部件柄部组件60内。本例子的触发器组件150包括可围绕销(未示出)枢转的可枢转附接臂152、触发器臂154、中间连杆156、以及致动臂158。致动臂158在其远侧端部处联接到触发器托架170。致动臂158包括从致动臂158向外延伸的一个或多个安装销(未示出)。安装销的尺寸设定成被滑动地接收在形成于覆盖件61中的相应伸长通道内。因此，当触发器68从打开位置朝近侧枢转到闭合位置时，附接臂152和触发器臂154在多部件柄部组件60内枢转。连接至触发器臂154的中间连杆156将这种枢转运动从触发器臂154传递至致动臂158，以通过伸长通道内的安装销朝近侧以滑动方式平移致动臂158。联接到致动臂158的触发器托架170也朝近侧平移。在一种构型中，触发器托架170连接到力限制机构180，所述力限制机构联接到传输组件70以操作内部管状致动构件，如将在下文更详细所述。图2所示的腔体140能够将形成于覆盖件61中的换能器孔142的换能器100容纳于腔体140中。腔体140能够将换能器100的至少一部分容纳于其中，使得换能器100和传输组件70可联接在一起。根据本文的教导内容，多部件柄部组件60的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
B.示例性换能器
如图3所示，本例子的换能器100为通过缆线30联接到发生器20的管状元件，但应当理解，换能器100可为无线换能器。在图3中，换能器100以主体110示出。注意换能器100的远侧端部，换能器100包括设置在换能器100的主体110内的第一导电环102和第二导电环104。在一种构型中，第一导电环102包括环构件，所述环构件设置在主体110和从主体110朝远侧延伸的焊头120之间。焊头120包括远侧焊头螺纹122，使得焊头120能够联接到波导76，如将在下文中参照图5进行论述。第一导电环102形成在换能器腔体108内的凸缘106附近或者形成为换能器腔体108内的凸缘106的一部分，使得第一导电环102与第二导电环104和换能器100的其他导电元件电隔离。第一导电环102位于从主体110朝远侧延伸的非导电平台上。如图1所示，第一导电环102通过主体110内的一根或多根电线或者导电蚀刻件(未示出)电联接到缆线30。
换能器100的第二导电环104类似地包括设置在主体110和焊头120之间的环构件。第二导电环104设置在第一导电环102和焊头120之间。如图3所示，第一导电环和第二导电环102,104为同心构件。第二导电环104同样与第一导电环104和换能器100的其他导电元件电隔离。类似于第一导电环102，第二导电环104从非导电平台延伸。一个或多个垫圈形垫片112可设置在第一导电环和第二导电环102,104之间或者设置在环102,104和换能器100的其他构件之间。第二导电环104也通过主体110内的一根或多根电线或者导电蚀刻件(未示出)电联接到缆线30(示于图1中)。一种仅为示例性的合适的超声换能器100为由EthiconEndo-Surgery,Inc.(Cincinnati,Ohio)出售的型号HP054。
如本例子所示，换能器100的远侧端部通过焊头120螺纹联接到传输组件70的近侧端部。换能器100的远侧端部还通过第一导电环和第二导电环102,104与一个或多个电连接件(未示出)交接，以将换能器100电联接到触发按钮69，由此在使用外科器械50时为用户提供用于启动换能器100的手指启动型控件。根据本文的教导内容，换能器100的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。例如，可从换能器100的远侧端部省去第一导电环和第二导电环102,104，并且可通过替代性方法来实现换能器100到触发按钮69的电联接，例如通过换能器100的近侧端部的导体、沿换能器100的主体110的侧面设置的导体、直接通过缆线30、和/或任何其他方法，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
图4示出了换能器100，其中主体110被移除。换能器100的远侧端部附近的安装凸缘124和换能器100的近侧端部处的压电堆126可在主体110被移除的情况下被观察到。当经由触发按钮69来启动本例子的换能器100时，在压电堆126中产生电场，并且焊头120在主体110内且相对于主体振荡。使用安装凸缘124将焊头120联接到主体110，由此将压电堆126支撑在主体110中。换能器100能够操作以产生超声频率(例如，55.5kHz)下的机械能或振动。如果换能器100通过焊头120联接到传输组件70，则这些机械振荡通过波导76传输到端部执行器80。在本例子中，联接到波导76的刀82在超声频率下振荡。因此，当组织被固定在刀82和夹持臂84之间时，刀82的超声振荡可切断并且烧灼组织。也可通过刀82和夹持臂84提供电流以烧灼组织。尽管已描述出换能器100的一些构型，但根据本文的教导内容，换能器100的其他合适构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
C.用于螺纹附接的示例性传输组件
如此前所指出的，在一些情况下，从多部件柄部组件60和换能器100拆卸传输组件70可以是有用的。仅为示例性的情况包括使用具有包括不同尺寸和/或形状的刀82的多个传输组件70的多部件柄部组件60、使用具有完全不同功能的各种端部执行器80(如，RF端部执行器、缝合端部执行器、切割端部执行器等)、或者再利用多部件柄部组件60以供用户进行多种操作。因此，允许用户为多部件柄部组件60更换传输组件70的构型可为有用的。
图5中示出了一个仅为示例性的传输组件70，其具有近侧端部73、远侧端部71、波导76、内部管状致动构件75、外部护套72、以及位于传输组件70的远侧端部处的端部执行器80。在本例子中，波导76、内部管状致动构件75、和外部护套72为同轴构件，其中波导76位于中心，内部致动构件75围绕波导76设置，并且外部护套72围绕内部致动构件75设置。
首先参见传输组件70的远侧端部71，端部执行器80包括刀82、夹持臂84、以及一个或多个任选的夹持垫86。在本例子中，刀82联接到波导76以使得从换能器100传输至波导76的机械振动也传输至刀82。刀82与波导76之间的仅为示例性的联接包括将刀82焊接至波导76、一体地形成刀82和波导76、将刀82机械或化学地联接到波导76和/或任何其他合适的构型，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。在一种构型中，刀82为弯曲刀，例如，图5中示出的刀82，并且在另一种构型中，刀82可为直形刀。此外，刀82可具有多种形状和尺寸。在本例子中，刀82为渐缩矩形刀，但应当理解，刀82可包括圆柱形、三角形、半圆柱形、方形、钩形、和/或用于刀82的任何其他形状。此外，可将附加结构添加至刀82，包括球形尖端、钩形尖端、方形尖端、锯齿状边缘、和/或任何其他附加结构。根据本文的教导内容，刀82的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
本例子的夹持臂84为对应于刀82曲率的弯曲构件。夹持臂84可任选地包括夹持垫86，以紧靠刀82来夹持或固定组织。这种夹持垫可根据2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad Use with an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利2006/0079874中的至少一些公开内容来进行构造，其公开内容以引用方式并入本文。夹持臂84相对于刀82的枢转运动是通过夹持臂84上的第一对枢转点88和夹持臂84上的第二组枢转点89来完成的，所述第一对枢转点88枢转地联接到外部护套72，所述第二组枢转点89枢转地联接到内部管状致动构件75。在一种仅为示例性的构型中，外部护套72可通过旋钮66联接到多部件柄部组件60，如将在下文更详细所述。夹持臂84的第一组枢转点88通过外部护套72上的相应通孔77枢转地连接至外部护套72。在一种构型中，第一组枢转点88包括通孔并且可通过第一组枢转点88和通孔77插入固定销或铆钉以将夹持臂84固定到外部护套72。在此构型中，可将销激光焊接到夹持臂84，或者可将销激光焊接到外部护套72。当然，通孔77可另外为向外延伸的销，并且第一组枢转点88可为通孔。根据本文的教导内容，第一组枢转点88和通孔77的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
夹持臂84的第二组枢转点89通过内部管状致动构件75上的相应通孔79枢转地连接至内部管状致动构件75。在一种构型中，第二组枢转点89包括通孔，并且可通过第二组枢转点89和通孔79插入固定销或铆钉以将夹持臂84固定到内部管状致动构件75。在此构型中，可将销激光焊接到夹持臂84，或者可将销激光焊接到内部管状致动构件75。当然，通孔79可另外为向外延伸的销，并且第二组枢转点89可为通孔。根据本文的教导内容，第二组枢转点89和通孔79的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
在夹持臂84如此固定至外部护套72和内部管状致动构件75的情况下，当内部管状致动构件75纵向平移时，夹持臂84能够枢转。在本构型中，内部管状致动构件75可相对于外部护套72的纵向轴线平移，并且联接到多部件柄部组件60内的力限制机构180。因此，当力限制机构180通过触发器68和触发器组件150平移时，夹持臂84能够从打开位置枢转至闭合位置。
现在参见传输组件70的近侧端部73，旋钮66将外部护套72联接到多部件柄部组件60。在本例子中，旋钮66包括内环部分(未示出)、外环54、销(未示出)、外部护套72、内部管状致动构件75、和波导76，所述内环部分具有从其朝近侧延伸的一或多个连接器52，所述销延伸穿过外环54。因此，当旋钮66的外环54旋转时，波导76、内部管状致动构件75、和外部护套72也旋转。本实例的内环部分和外环54为互补轴承元件，以使得外环54可相对于内环部分旋转。应当理解，销不延伸穿过内环部分。如此前所指出的，内环部分包括连接器52。在本例子中，连接器52示为搭扣配合连接器，但可使用其他合适的连接结构，例如螺纹、粘合剂、销、夹具、搭锁、和/或其他连接器，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。当将传输组件70与多部件柄部组件60和换能器100进行组装时，如将在下文所述，本例子的连接器52插入一个或多个凹槽(未示出)，并且将旋钮66联接到多部件柄部组件60的覆盖件61。可提供释放机构，例如位于多部件柄部组件60上或旋钮66上的按钮(未示出)，以在要移除传输组件70时使连接器52与覆盖件61脱离。作为另外一种选择，连接器52可被设计为在传输组件70脱离时脱落。此外，如果使用螺纹，则可使旋钮66的内部旋转以与多部件柄部组件60脱离。根据本文的教导内容，旋钮66的其他合适构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
仍参见传输组件70的近侧端部73，在内部管状致动构件75的近侧端部处包括外部螺纹74，如图5所示。外部螺纹74拧入螺纹构件(未示出)的互补螺纹(未示出)内，但用于外部螺纹74的其他构型将在下文进一步详细讨论。另外，在波导76的近侧端部处包括具有内部螺纹78的凹槽，如图5所示。内部螺纹78拧到焊头螺纹122上以将波导76联接到换能器100。当然，根据本文的教导内容，传输组件70的其他合适构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
Ⅲ.具有可拆卸的传输组件的示例性外科器械
如上所述，传输组件70可被提供为一次性组件，从而允许外科器械50在使用之间通过替换传输组件70而被多次使用。此外或作为另外一种选择，可仅期望当外科器械50未被使用时使传输组件70与外科器械50保持分开，使得外科器械50与传输组件70可被分开储存。此外，用户可能希望根据特定环境来选择具有不同结构、构型、和/或可操作性的不同传输组件70。传输组件70可通过柄部组件60中或传输组件70上的各种结构附接到柄部组件60。用以附接不同传输组件70的各种结构在下文进行更详细讨论。传输组件70可在近侧端部73处进行附接或拆卸，使得整个传输组件70为一次性的。传输组件70也可在远侧端部71处进行附接或拆卸，使得端部执行器80为一次性的。因此，可将各种类型的传输组件和端部执行器附接到柄部组件。根据本文的教导内容，用于附接传输组件70的其他合适的构型对于本领域的普通技术人员将显而易见。
A.柄部组件中的示例性附接装置
图6示出了具有可拆卸的传输组件310的外科器械300的剖视图。外科器械300为上述外科器械50的示例性变型。此例子中的外科器械300包括柄部组件302，所述柄部组件302具有形状类似于手枪式握把的柄部部分304，以使得用户和/或临床医生可由单手使用外科器械300，由此解放另一只手。作为另外一种选择，柄部部分304可具有剪刀式握把形状、铅笔式握把形状、和/或任何其他合适的形状。连接器开口320形成于柄部组件302的远侧端部上，并且将在下文进一步详细描述。枢转触发器306的一部分在柄部组件302之外延伸，并且可由用户致动。如图6所见，触发器306延伸到柄部组件302内，并且终止于近侧枢点308处，其中触发器306通过托架臂311连接到托架312。
托架312包括释放开关316，并且能够选择性地接合传输组件310，如将在下文更详细所述。弹簧318也连接到托架312。弹簧318被定位成对托架312提供向上偏置力。本例子中的释放开关316横向于托架312延伸，并且穿过柄部组件302进一步延伸到柄部组件302的外部，以使得用户可致动释放开关316以向下枢转托架312。此外，至少一个触发按钮322嵌入到柄部组件302内。触发按钮322可由用户进行操纵以控制外科器械300的一些操作，如将在下文所述。在本例子中，触发按钮322被定位成充分地接近触发器306和柄部部分304，以使得用户可在手未显著移位的情况下来致动触发按钮322。然而，根据本文的教导内容，可使用触发按钮322的其他合适的位置，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
马达324定位在柄部组件302内的换能器100的远侧端部附近。马达324通过电线326与缆线336连通。除此之外或者作为另外一种选择，马达324可与逻辑控制器和/或发生器板连通。在本实例中，缆线336能够操作以通过电线326来为本例子中的马达324供电。马达324能够操作以沿顺时针方向和逆时针方向转动。马达324还与换能器332连通。本例子的马达324包括短轴型马达，使得马达324包括限定内径的转子341和限定外径的定子343，以致内径在马达324启动时旋转，而外径在马达324启动时静止。马达324可利用内径来围绕换能器332进行定位。在本例子中，马达324围绕焊头335进行定位。马达324也可围绕压电堆331或在任何其他合适的位置处进行定位。如图6所示，当启动马达324时，压电堆331、焊头335、和螺纹334将在柄部组件302内旋转。
由于换能器332的振荡运动，可为有利的是相对于马达324来抑制换能器332。可通过利用固定到换能器332的安装凸缘333的压缩板325,327来执行换能器332的抑制。可使用各种尺寸和数量的压缩板来将换能器332抑制到所需的振荡运动。压缩板325,327中的一个可与马达组件324嵌在一起。图8示出了焊头335、围绕安装凸缘333定位的压缩板325,327、以及马达324的横截面。压缩板325,327围绕焊头335的外径进行定位。在本例子中，马达324的内径围绕焊头335并且邻近压缩板325的远侧面而定位。马达324、压缩板325,327、和压电堆331为同轴对准的并且与凸缘333联接在一起。马达324的转子341可通过焊接、环氧树脂、或其他合适的方式进行附接。马达的定子343被固定到柄部组件302，以使得马达324将换能器332支撑在柄部组件302内。当启动马达324时，马达324的转子341将旋转，由此使压缩板325,327、压电堆331、焊头335、和螺纹334旋转。滑环328可被设置成邻近压缩板327的近侧面，由此允许换能器332相对于缆线336自由旋转，同时保持缆线336和换能器332之间的电连续性。滑环328可利用各种元件和结构来提供与缆线336连通的滑动电触点，根据本文的教导内容，所述各种元件和结构对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。滑环328可通过电线323连接到压电堆331，以启动压电堆331。如将在下文讨论，马达324用于将传输组件310联接到换能器332。
如在图示型式中所见，换能器332定位在柄部组件302内。换能器332的远侧端部限定远侧焊头螺纹334，并且换能器332的近侧端部通向缆线336。缆线336从柄部组件302引出，并通往例如如图1所示的发生器20。因此，得自发生器20的电力可通过缆线336传输到换能器332，所述换能器随后将电力转换成超声振动，所述超声振动进一步传送到远侧焊头螺纹334。
传输组件310包括护套342、内部致动构件380、波导378、和端部执行器(未示出)。这些元件全部与定位在护套342内的内部致动构件380同轴对准；并且与定位在内部致动构件380内的波导378对准。在本例子中，这些元件也分别基本上类似于如上所述的护套342、内部致动构件220、波导210、和端部执行器204。内部致动构件380的近侧端部具有接合凹槽339。接合凹槽339被接收在托架312中，以使得托架312的平移提供内部致动构件380的平移。通过朝向和远离握把304枢转触发器306来使托架312平移。因此，内部致动构件380可相对于护套342进行往复运动，以便选择性地枢转传输组件310的远侧端部处的夹持构件。
此外，波导378具有近侧端部(未示出)，所述近侧端部相对于内部致动构件380的近侧端部382以能够滑动的方式设置在内部。波导378的近侧端部包括一体化接合凸缘338，并且限定与远侧焊头螺纹334互补的内部螺纹。因此，当波导378的内部螺纹初始接合远侧焊头螺纹334时，可启动马达324以使换能器332和远侧焊头螺纹334旋转，由此将换能器372机械地并且声学地联接到波导378。也可启动马达324以沿相反方向旋转换能器332和远侧焊头螺纹334，以使远侧焊头螺纹334脱离波导378。
可使用一个或多个传感器来监测提供于波导378和远侧焊头螺纹334的联接处的扭矩量，并且当达到适当的扭矩水平时，可使用此类信息来自动停止马达324。可选择适当的扭矩水平以在波导378和换能器332之间提供理想的机械和声学联接，根据本文的教导内容，这对于本领域中的普通技术人员将是显而易见的。仅以举例的方式，可通过监测马达324的反电动势来感测扭矩。根据本文的教导内容，可用于感测适当的扭矩水平的其他合适元件和技术以及可在适当时间使用扭矩信息来停止马达324的方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。仅以举例的方式，可使用机械扭矩限制装置。除此之外或者作为另外一种选择，马达324可仅被设定为旋转预定的次数，其中旋转由编码器组件等进行跟踪。还应当理解，其他类型的端部执行器80可与外科装置300一起使用，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
B.示例性附接检测装置
图9A和图9B示出了用以将传输组件680联接到柄部组件400的示例性附接检测装置600。传输组件680和柄部组件400类似于如上所述的传输组件和柄部组件。当柄部组件400适当地附接到传输组件680时，检测装置600向用户发送此类附接的信号。检测装置600包括仓601、电池602、微处理器604、弹力构件606、压电换能器608、和接触轴衬610。仓601能够将传输组件680包封在开口内，以使得传输组件680的近侧端部与仓601的近侧端部齐平或者完全位于仓601内。电池602位于仓601内并且能够通过电线626为微处理器604提供电力。微处理器604位于仓601内并且通过电线626与传感器616和压电换能器608连通。
传感器616能够操作以检测柄部组件400和传输组件680之间的接合。例如，传感器616能够检测接触轴衬610的运动，这将使得传感器616能够在换能器组件100推压传输组件680时检测到对抗传输组件680的远侧力。作为另一个仅示例性例子，传感器616可包括测量扭转应力的环传感器。在一些型式中，此类传感器616由固定在传输组件680的凸缘和仓601的外壳之间的压电膜形成。当施加扭转应变时，膜得以变形并且产生电压。作为另一个仅示例性例子，传感器616可由具有高互感系数的两个线圈形成，其中一个线圈位于弹性接头的一侧并且另一个线圈位于弹性接头的另一侧。相对位置或取向的较小变化可导致互感系数的较大变化。在一些型式中，当线圈联接成谐振电路时，互感系数的此类变化可按照谐振的变化来进行测量。作为另一个仅示例性例子，传感器616可由传输组件680的凸缘上或者别处的激光二极管形成，其中传感器616被固定到仓601的外壳，并且能够通过感测由激光二极管发射的光的偏转来检测凸缘取向相对于外壳的偏转。根据本文的教导内容，可配置传感器616的其他合适方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。当传感器616检测到仓601的近侧开口处的柄部组件400时，微处理器604通过电线626启动压电换能器608。当柄部组件400插入到仓601的近侧开口内时，微处理器604也可通过用户手动地启动压电换能器608(例如，响应于手动操作的开关或按钮等)。微处理器604通过发送电信号来启动压电换能器608以转换成机械运动。
当压电换能器608振荡时，弹力构件606接触压电换能器608，由此提供压电换能器608相对于仓601的其他元件的抑制。在本例子中，弹力构件606位于压电换能器608的远侧。弹力构件606可为弹簧或任何其他合适的弹力构件。接触轴衬610接触压电换能器608，以使得接触轴衬610与压电换能器608一起振荡。本例子的接触轴衬610由金属材料制成，但应当理解可使用任何其他合适的材料。接触轴衬610接触传输组件680的远侧端部。
如上所述，柄部组件400包括具有外部螺纹122的换能器焊头120。焊头120的螺纹122可在波导78的近侧端部处附接到对应的内部螺纹74。换能器组件100可保持在手持件402内。为了将柄部组件400附接到传输组件680，通过仓601的近侧开口来放置柄部组件400的一部分。然后，用户抓握仓601并且相对于柄部组件400来旋转仓601，由此将传输组件680的内部螺纹74与焊头120的螺纹122通过螺纹固定在一起。
当柄部组件400进入仓601的近侧开口时，仓601的传感器(未示出)检测到柄部组件400。根据本文的教导内容，合适类型的传感器对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。例如，将柄部组件400插入仓601内可朝远侧推动传输组件680，由此可导致接触轴衬610朝远侧运动。传感器616可检测到接触轴衬610的这种远侧运动，由此检测到柄部组件400插入仓601内。当在仓601中检测到柄部组件400时，微处理器604启动压电换能器608。通过压电换能器608来将由微处理器604发送的电信号转换成机械振荡。这些振荡经由接触轴衬610通过传输组件680发送波形。此波形返回到接触轴衬610并且被传感器616获取。微处理器604能够跟踪传输并返回时间，以计算波形的总传送时间。当用户相对于柄部组件400旋转仓601以将传输组件680固定到柄部组件400时，这些振荡继续进行。当传输组件680不接触柄部组件400时，波形通过传输组件680的总传送时间将变短。当传输组件680完全并适当地附接到柄部组件400时，波形将振荡并且在已知的较长时间量内返回到接触轴衬610。在检测到谐振状态时，微处理器604向内置式用户指示器发送传输组件680此时适当地固定到换能器100的信号。
微处理器能够启动扬声器612、LED 614、和/或其他指示器，以显示换能器100适当地附接到传输组件680。在本例子中，扬声器612位于仓601的远侧端部处。当换能器100和传输组件680已附接时，扬声器612可为用户提供听觉信号。LED 614或其他光源可位于仓601上，以在视觉上为用户指示换能器100和传输组件680已附接。扬声器612和LED614可位于能够为用户发送信号的仓601上的多个位置处。根据本文的教导内容，其他合适的指示方法对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。一旦用户接收到传输组件680与换能器100适当联接的指示，用户就可使仓601相对于柄部组件400停止旋转。用户可随后牵拉仓601远离传输组件680，所述传输组件从仓601滑出并且保持适当地固定到换能器100。
仓601还能够将端部执行器组件附接到传输组件。端部执行器组件可包封在仓内，以使得传感器检测传输组件何时进入仓601的近侧开口。压电换能器608和弹力构件606可随后通过端部执行器组件发送波形。一旦传输组件和端部执行器组件已适当地连接，则将检测到已知波形。用户可随后被提示，端部执行器组件和传输组件已适当地附接。根据本文的教导内容，其他变型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
C.示例性扭矩附接装置
图10A和图10B示出了示例性扭矩附接装置700。扭矩附接装置700不允许用户从仓701中移除传输组件780，直到已施加正确的扭矩量以将传输组件780适当地附接到换能器组件832。传输组件780类似于如上所述的传输组件，不同的是传输组件780还具有传输组件衬圈730和锁定按钮732，如图11中更好所示。传输组件衬圈730附接到传输组件780的近侧端部上。锁定按钮732位于传输组件衬圈730的近侧端部上。锁定按钮732能够朝下挠曲到位于柄部组件800的焊头820上。柄部组件800类似于如上所述的柄部组件，不同的是柄部组件800内的换能器组件832的焊头820具有带键部分824。当锁定按钮732向下弯曲时，其对应于带键部分824。带键部分824可为能够操作以当锁定按钮732压下至带键部分824中时防止换能器组件832在柄部组件800内旋转的平坦表面、或任何其他合适的形状。柄部组件800的远侧部分可容纳在柄部仓801中。柄部仓801能够牢固地保持柄部组件800。柄部仓801的尺寸可被设定成保持整个柄部组件800或者仅保持柄部组件800的远侧端部的一部分。当驱使柄部仓801与扭矩附接装置700接合时，柄部仓801使锁定按钮732偏转到带键部分824内，以防止焊头820相对于柄部仓801旋转。
扭矩附接装置700包括外仓701、内仓702、扭矩衬圈720、和扭矩限制套管710。外仓701能够包括传输组件780，以使得传输组件780完全包封在外仓701中。内仓702位于外仓701内。内仓702能够操作以保持和对准传输组件780。内仓702可延伸外仓701的整个长度，或者内仓702可具有较短长度。内仓702还为柔性的并且能够向内弯曲。此外，外仓701和内仓702可被配置成单个部件。
扭矩衬圈720位于外仓701内。扭矩衬圈720可围绕内仓702、传输组件衬圈730、或传输组件780进行定位。如图12所示，扭矩衬圈720包括围绕内仓702定位的驱动环722，所述内仓702围绕传输组件780被定位。驱动环722、内仓702和传输组件780为同轴对准的。当用户旋转外仓701时，此旋转被传送到扭矩衬圈720的外部。驱动环722被弹性地偏置以紧靠内仓702，所述内仓702被弹性地偏置以紧靠传输组件780。因此，当用户旋转扭矩附接装置700时，施加到传输组件780的力导致传输组件780与扭矩附接装置700同时旋转。
扭矩衬圈720包括位于驱动环722的一端处的内部突起726。当驱动环722被弹性地偏置以紧靠内仓702时，突起726被弹性地偏置到驱动环722的相对端的下方，以接触内仓702的端面，如图12所示。突起726的弹性偏置能够允许用户沿仅一个方向旋转传输组件780。在本例子中，突起726被朝下弹性地偏置以沿顺时针方向推压内仓702的端面，由此允许用户沿逆时针方向旋转传输组件780。在本例子中，如果用户沿逆时针方向旋转扭矩衬圈720，则突起726将不推压内仓702的端面，并且因此将在内仓702或传输组件780上滑动且不旋转内仓702或传输组件780。因此，扭矩衬圈720的突起特征726用于仅允许传输组件780相对于柄部组件800沿一个方向进行旋转。
扭矩附接装置700包括外仓701和传输组件780之间的空间704。柄部仓801包括对应于空间704的对准特征802。当柄部仓801滑动到扭矩附接装置700的近侧开口内时，对准特征802滑动到空间704内。对准特征802确保焊头820的外部螺纹822与传输组件780中的对应内部螺纹对准。当柄部仓801进入扭矩附接装置700时，通过柄部仓801的对准特征802和内部来压下锁定按钮732。当向下按压锁定按钮732时，其被压下到焊头820上的带键部分824内。锁定按钮由此防止焊头820和外部螺纹822产生旋转。用户此时可抓握并且以逆时针方式旋转外仓701以将传输组件780拧到柄部组件800上。当用户抓握外仓701时，驱动环722被弹性地偏置到内仓702上，所述内仓702被弹性地偏置到传输组件780上。弹性偏置提供力，使得仓701、驱动环722、和传输组件780同时旋转。当传输组件780与仓701一起旋转时，传输组件780与换能器组件832的外部螺纹822连接在一起。
用户可旋转外仓701，直到达到适当的扭矩量以连接传输组件780和换能器组件800。扭矩限制套管710容纳在外仓701内。扭矩限制套管710定位在扭矩衬圈720和传输组件780之间。扭矩限制套管710允许传输组件780旋转，直到达到足够的扭矩量。在此阶段，扭矩限制套管710随后搭扣并且产生听觉信号，例如咔嗒声。在进一步旋转时，扭矩衬圈720弹开以释放来自传输组件780的压力。传输组件780可在仓701旋转时不再旋转。当达到最大扭矩时，外部扭矩的释放还使传输组件780从内仓702释放。用户可随后从传输组件780移除扭矩附接装置700。在达到足够的扭矩量之前，传输组件780不能从内仓702移出，使得内仓702阻止用户启动传输组件780，直至传输组件780适当地联接换能器组件832。当用户移除扭矩附接装置700时，锁定按钮732从焊头820的带键部分824释放。焊头820此时为自由的，以供用户在操作期间相对于手持件810来旋转。
为了从换能器组件832移除传输组件780，用户可将锁定按钮732压下到带键部分824内，由此锁定换能器以防相对于手持件810旋转。用户可随后反向旋转传输组件780并且使其脱离柄部组件800。传输组件衬圈730和锁定按钮732将保持与柄部组件800联接，而套管734和传输组件780的刀将被移除。
扭矩附接装置700还能够将端部执行器组件附接到传输组件。端部执行器组件可被包封在仓701内，以使得扭矩衬圈720围绕端部执行器组件进行定位。当施加力以旋转外仓701时，力被施加到扭矩衬圈720和端部执行器组件。扭矩附接装置700的旋转可随后将端部执行器组件附接到位于柄部仓800中的传输组件。根据本文的教导内容，其他变型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
D.示例性电动扭矩附接装置
扭矩附接装置900还可为电动的，以将传输组件980附接到换能器组件1032，如图13A-13B所示。传输组件980类似于如上所述的传输组件。柄部组件1000类似于如上所述的柄部组件，不同的是此例子的柄部组件1000包括微线性马达1004。微线性马达1004能够操作以防止焊头1020和外部螺纹1022相对于手持件1010旋转。微线性马达1004能够通过轴1008选择性地接合锁定块1006。锁定块1006一体地固定到换能器组件1032，因此在微线性马达1004接合锁定块1006时选择性地防止焊头1020相对于手持件1010旋转。通过微线性马达1004将力施加到锁定块1006，由此防止焊头1020和外部螺纹1022在传输组件980的附接期间旋转。锁定块1006可安装到安装凸缘1027或者换能器组件1032另一部件上，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
电动扭矩附接装置900类似于扭矩附接装置700，不同的是电动扭矩附接装置还包括电池908、马达904、滑动离合器906、和齿轮910,912。外仓901能够容纳传输组件980，以使得传输组件980完全包封在外仓901中。内仓902同心地位于外仓901内。内仓902能够操作以保持和对准传输组件980。内仓902可延伸外仓901的整个长度，或者内仓902可具有较短长度。内仓902在内仓902的远侧端部处连接到齿轮912。内仓902能够响应于齿轮912的旋转来相对于外仓901旋转。
扭矩衬圈720位于外仓901内。扭矩衬圈720可围绕内仓902或传输组件980被定位。如图12所示，扭矩衬圈720包括驱动环722。在本例子中，扭矩衬圈720围绕内仓902被定位，所述内仓902围绕传输组件980被定位。驱动环722、内仓902、和传输组件980为同轴对准的。当启动马达904以旋转内仓902时，这种旋转被传送到扭矩衬圈720。驱动环722被弹性地偏置以紧靠内仓901，所述内仓901被弹性地偏置以紧靠传输组件980。因此，当马达904旋转内仓902时，施加到传输组件980的力导致传输组件980与内仓902同时旋转。
扭矩衬圈720包括位于驱动环722的一端处的内部突起726。驱动环722被弹性地偏置以紧靠内仓902，使得突起726被弹性地偏置到驱动环722的相对端的下方，以接触内仓902的端面。突起726的弹性偏置能够允许马达904沿仅一个方向旋转传输组件780。在本例子中，突起726被弹性地偏置以接触内仓902，以允许马达904沿顺时针方向旋转传输组件780。如果马达904沿相反方向旋转，则突起726将滑动到内仓902和传输组件980上，由此防止传输组件780沿逆时针方向旋转。
如图13A-13B所示，外仓901的内径的尺寸设定成允许手持件1010的一部分配合在外仓901内。扭矩附接装置900的内仓902的近侧端部略容纳在外仓901内，以允许手持件的一部分滑动到外仓901内并且接触内仓902的近侧端部。外仓901和手持件1010的内径的尺寸设定成使焊头1020的外部螺纹1022对准传输组件980上的内部螺纹。当柄部组件1000插入扭矩附接装置900近侧开口内时，可启动马达904。马达904可由用户手动地启动，或者可在传感器(例如，接触传输组件980的远侧端部的负载开关)检测到柄部组件1000时自动地启动。根据本文的教导内容，启动马达904的合适方法对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。马达904位于仓901的远侧部分中。电池908能够通过电线926为马达904供电。马达904为扭矩敏感的并且连接到滑动离合器906。滑动离合器906能够允许马达904达到足够的扭矩量并且随后停止。当马达904在达到足够的扭矩量之前旋转时，马达904使齿轮910,912旋转，由此使得内仓902和传输组件980相对于静止的柄部组件1000旋转。
马达904可旋转直到达到适当的扭矩量，以连接传输组件980和柄部组件1000。一旦达到已知的扭矩量，马达904就将停止。在短期停止之后，马达904自动地反转方向。任何合适的方法或其他控制模块可提供此类控制算法。扭矩衬圈720上的反向压力和旋转允许扭矩衬圈720围绕传输组件980滑动，以使得传输组件980能够保持在适当的位置。因此，当马达904反转方向时，传输组件980保持固定到换能器组件1032，同时传输组件980从内仓902释放。用户可随后从传输组件980移除扭矩附接装置900。在达到足够的扭矩量之前，不能从仓901移除传输组件980，以使得仓901阻止用户启动传输组件980，直至传输组件980适当地联接换能器组件1032。
当用户移除扭矩附接装置900时，线性马达1004释放锁定块1006。换能器组件1032此时为自由的，以供用户在操作期间相对于手持件1010来旋转。为了从换能器组件1032移除传输组件980，可再次启动线性马达1004，以选择性地接合换能器的安装凸缘1027上的锁定块1006，由此防止焊头1020相对于手持件1010旋转。用户可随后反向旋转传输组件980并且使传输组件980脱离换能器组件1032。
扭矩附接装置900还能够将端部执行器组件附接到传输组件。端部执行器组件可被包封在仓901内，以使得扭矩衬圈720围绕端部执行器组件进行定位。可启动马达904以旋转内仓902和端部执行器组件。扭矩附接装置900的旋转可随后将端部执行器组件附接到传输组件。根据本文的教导内容，其他变型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
E.示例性扭矩附接检测装置
可使用如上所述的扭矩附接装置600,700,900或描述于名称为“UltrasonicDevice for Cutting and Coagulating”的美国专利公布2008/0200940中的扭矩扳手来将端部执行器组件80或传输组件70,310,680,780,980螺纹连接到换能器组件100,332,832,1032。如上所述，可使用扭矩附接装置600,700,900或其他合适的扭矩扳手以将端部执行器组件80或传输组件70,310,680,780,980附接到换能器组件100,332,832,1032。当传输组件70,310,680,780,980达到足够的扭矩量以适当地附接到能器组件100,332,832,1032时，扭矩限制套管710或其他合适的装置搭扣以解除用于旋转传输组件70,310,680,780,980的力。因此，继续旋转扭矩附接装置600,700,900将不使传输组件70,310,680,780,980旋转。当扭矩限制套管710搭扣时，扭矩限制套管710提供可听咔嗒声。
如图14所示，扭矩附接装置1100还可包括窗口1102。可使用扭矩附接装置1100来旋转传输组件或端部执行器组件，并且将它们附接到柄部组件1200内的换能器组件(未示出)。最初，窗口1102可显示红色、或任何其他合适的颜色，以指示传输组件或端部执行器组件未适当地连接到换能器组件。一旦达到足够的扭矩量，扭矩附接装置1100就可释放用于传输组件或端部执行器组件的力。扭矩附接装置1100可继续旋转，而不使传输组件或端部执行器组件旋转。当扭矩附接装置1100在传输组件或端部执行器组件上旋转时，窗口1102可显示绿色、或不同于初始颜色的其他合适颜色，以指示传输组件或端部执行器组件适当地螺纹连接到换能器组件。可在传输组件或端部执行器组件上提供着色，以使得在达到足够的扭矩量之后窗口1102围绕传输组件或端部执行器组件滑动，以通过窗口1102显示不同的颜色。如图15所示，窗口1402也可设置在柄部组件1400上，而非扭矩附接装置1300上。根据本文的教导内容，其他合适的着色方法对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
F.示例性附接装置容器
如上所述，一些外科器械手持件可与不同类型的轴、端部执行器、传输组件等等兼容。在一些情况下，可为有利的是具有易于在近旁获得以便快速替换或更换的此类模块元件(例如，在手术室中，等等)。为此，图16A和图16B示出了示例性附接装置容器1500。附接装置容器1500包括能够保持附接装置1600的多个插孔1502。插孔1502能够保持附接装置1600以及内部的传输组件或端部执行器组件、或者仅传输组件或端部执行器组件。传输组件或端部执行器组件定位在插孔1502中，以使得近侧开口不被阻塞并且易于接收柄部组件1700。在本例子中，插孔1502被定位成沿竖直位置包封附接装置1600。然而，插孔1502可将附接装置1600保持在水平位置或其他成角度位置。在一些型式中，插孔1502也可不完全包封附接装置1600。容器1500可具有单个插孔1502或多个插孔1502。如图16B所示，柄部组件1700可被放置在插孔1502内，以螺纹连接到传输组件或端部执行器组件。用户也可在组装之前从容器1500移除附接装置1600。根据本文的教导内容，其他变型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
例如，马达可被放置在插孔1502内，以使柄部组件1700与传输组件或端部执行器组件之间的联接自动化。当柄部组件1700被放置在插孔1502处时，插孔1502的开口处的开关可启动马达，以将柄部组件1700自动地联接到插孔1502中的传输组件或端部执行器组件。开关也可被放置在插孔1502的远侧端部处，以使得当柄部组件1700进入插孔1502以用于联接时开关启动马达，并将传输组件或端部执行器组件压下到插孔1502内和开关上。根据本文的教导内容，用以在插孔1502处检测柄部组件1700的其他合适方法对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
如上所述，可将多种类型的轴、端部执行器、传输组件等放置到容器1500内。这些不同类型可在不同的轴长度、不同的外科方式(例如，超声、RF电外科手术、缝合、切断、抓握等)、和/或其他特征之间提供可选择性。容器1500可包括选择器，以供用户选择用以联接到柄部组件1700的具体应用。选择器可在插孔1502上旋转，以露出单个插孔1502并且覆盖剩余插孔1502。这允许用户适当地选择用以联接到柄部组件1700的所需应用。一旦用户不再利用所需应用，柄部组件1700上的顶出按钮就可允许用户使柄部组件1700与传输组件或端部执行器脱离。例如，用户可将传输组件或端部执行器顶回到容器1500的插孔1502内。
IV.其他方面
可以设想到本文的各种教导内容可按多种方式进行组合，并且应当理解，本文的任何教导内容均不旨在表示本发明人的设想的极限。在实施过程可如何执行本文所述的外科器械的多个结构的各种其他例子根据本文的教导内容对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的，并且这些例子均适当地位于本发明人的设想内。
仅以举例的方式，本文涉及的柄部组件60,300,800,1000,1200,1400,1700、传输组件70,680,780,980、和其他元件的至少一部分可根据以下专利的教导内容中的至少一些来进行配置：美国专利公布2006/0079874；美国专利公布2007/0191713；美国专利公布2007/0282333；美国专利公布2008/0200940；美国专利公布2011/0015660；美国专利6,500,176；美国专利7,416,101；美国专利7,738,971；美国专利公布2009/0209990；美国专利公布2010/0069940；美国专利公布2011/0087218；美国专利公布2009/0143797；和美国专利6,783,524，这些专利的公开内容均以引用方式并入本文。
应当理解，所述以引用的方式并入本文中的任何专利、出版物或其他公开材料，无论是全文或部分，仅在所并入的材料与本公开中给出的定义、陈述或者其他公开材料不冲突的范围内来并入本文。由此，在必要程度下，本文所明确阐述的公开内容将会取代以引用的方式并入本文中的任何相冲突的材料。如果据述以引用的方式并入本文但与本文所述现有定义、陈述或者其他公开材料相冲突的任何材料或其部分，仅在所并入的材料与现有公开材料之间不产生冲突的程度下并入本文。
本发明的一些型式可应用于常规的内窥镜式和开放性手术器械以及机器人辅助的手术。示例性的机器人辅助外科系统公开于2004年8月31日公布的名称为“RoboticSurgical Tool with Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument”的美国专利6,783,524中，其公开内容以引用方式并入本文。
本文所公开的装置的型式可设计为使用一次后丢弃，也可设计为供多次使用。在上述任一种或两种情况下，都可针对这些型式进行修复，以便在使用至少一次后重复使用。修复可以包括以下步骤任何组合：拆卸装置，然后清洗或者更换特定部件，并且随后重新组装。具体地讲，可拆卸所述装置的型式，并且可选择性地以任何组合形式来更换或拆除所述装置的任意数量的特定部件或零件。清洗和/或更换具体零件后，所述装置的型式可在修复设施中进行重新组装以供随后使用，或者在即将进行外科手术前由外科手术团队进行重新组装。本领域的技术人员将会知道，装置修复可以利用多种技术进行拆卸、清洗/更换以及重新组装。此类技术的使用和所得修复装置全都在本申请的范围内。
仅以举例的方式，本文所述的型式可在外科手术之前进行处理。首先，可以获取新的或用过的器械，并且根据需要进行清洗。然后，可对器械进行消毒。在一种消毒技术中，装置放置在闭合并密封的容器、诸如塑料袋或TYVEK袋中。随后，可将容器和装置放置在可穿透容器的诸如γ辐射、X射线或高能电子等的辐射场中。辐射可以杀死装置上和容器中的细菌。消毒后的装置随后可以存放在消毒容器中。该密封容器可将器械保持在无菌状态，直到在外科设施中打开该容器。还可使用在本领域中已知的任何其他技术进行装置消毒，所述技术包括但不限于β或γ辐射、环氧乙烷或者蒸汽消毒。
在已经示出并描述了本发明的各种型式的情况下，本领域的普通技术人员可在不脱离本发明范围的前提下进行适当修改。已经提及若干此类潜在修改形式，并且其他修改形式对于本领域的技术人员而言将会显而易见。例如，上文所讨论的例子、型式、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等等均是示例性的而非所要求的。因此，本发明的范围应以以下权利要求书作考虑，并且应理解为不限于说明书和附图中示出并描述的结构以及操作细节。
Claims (17)
1.一种外科器械，包括：
(a)主体组件，所述主体组件包括：
(i)启动构件，
(ii)第一联接组件部分，所述第一联接组件部分与所述启动构件连通；以及
(b)端部执行器组件，所述端部执行器组件包括：
(i)传输组件，
(ii)端部执行器，所述端部执行器联接到所述传输组件的远侧端部，
和
(iii)第二联接组件部分，其中所述第二联接组件部分能够操作以能够拆卸地联接到所述第一联接组件部分，其中当所述第一联接组件部分和第二联接组件部分联接时，所述启动构件能够操作以驱动所述端部执行器；
(c)附接组件，所述附接组件能够操作以将所述第一联接组件部分可旋转地联接到所述第二联接组件部分，其中所述附接组件联接到所述第二联接组件并能够操作以指示所述第一联接组件何时联接到所述第二联接组件，
其中所述附接组件包括扭矩组件，其中所述扭矩组件能够操作以在所述第二联接组件联接到所述第一联接组件之前防止所述附接组件从所述第二联接组件移除。
2.根据权利要求1所述的外科器械，其中所述附接组件联接到所述第一联接组件。
3.根据权利要求2所述的外科器械，其中所述附接组件还包括马达，所述马达能够操作以使所述第一联接组件相对于所述主体组件旋转。
4.根据权利要求3所述的外科器械，其中所述主体组件还包括壳体，其中所述启动构件还包括换能器组件，其中所述第一联接组件位于所述换能器组件的远侧端部处，其中所述马达能够操作以使所述换能器组件相对于所述壳体旋转。
5.根据权利要求4所述的外科器械，其中所述马达包括内部转子和外部定子，其中所述内部转子相对于所述外部定子旋转，其中所述内部转子联接到所述换能器组件。
6.根据权利要求1所述的外科器械，其中所述附接组件包括近侧孔，其中所述端部执行器组件容纳在所述附接组件内，其中所述第二联接组件定位在所述近侧孔处。
7.根据权利要求6所述的外科器械，其中所述附接组件能够操作以借助通过所述第二联接组件传输预定信号来检测所述第二联接组件何时联接到所述第一联接组件。
8.根据权利要求7所述的外科器械，其中所述附接组件包括锁定构件，其中所述第二联接组件包括轴，其中所述轴包括带键部分，其中所述锁定构件能够插入带键部分中，并由此能够操作以防止所述第一联接组件旋转。
9.根据权利要求8所述的外科器械，其中所述第一联接组件包括仓，所述仓能够操作以将锁定构件插入带键部分中。
10.根据权利要求7所述的外科器械，其中所述附接组件包括弹性偏置换能器，所述弹性偏置换能器能够操作以通过所述第二联接组件发送声波波形。
11.根据权利要求6所述的外科器械，其中所述扭矩组件能够操作以在所述第二联接组件联接到所述第一联接组件时防止所述第一联接组件旋转。
12.根据权利要求11所述的外科器械，其中所述附接组件包括电池驱动型马达。
13.根据权利要求12所述的外科器械，其中所述附接组件能够操作以在所述第一联接组件插入所述近侧孔中时自动地启动所述马达以使所述第二联接组件旋转。
14.根据权利要求1所述的外科器械，其中所述附接组件能够操作以在听觉上指示所述第一联接组件何时联接到所述第二联接组件。
15.根据权利要求1所述的外科器械，其中所述附接组件能够操作以在视觉上指示所述第一联接组件何时联接到所述第二联接组件。
16.根据权利要求15所述的外科器械，其中所述附接组件包括轴，其中所述轴在第一侧由一种颜色进行着色，其中所述轴在第二侧由第二颜色进行着色，其中所述附接组件包括窗口，其中所述窗口位于所述轴上方，其中所述窗口相对于轴旋转，以在视觉上指示所述第一联接组件何时联接到所述第二联接组件。
17.根据权利要求6所述的外科器械，其中所述附接组件还包括容器，其中所述容器包括能够操作以保持所述端部执行器组件的插孔，使得所述第一联接组件能够在所述近侧孔中联接到所述第二联接组件。
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