CN104840252A - 止端检测 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种止端检测。本公开旨在用于操作机电手术系统的系统和方法。机电手术系统包括手持式手术器械，其包括器械壳体，该器械壳体限定用于与轴组件选择性地连接的连接部。系统还包括被配置为执行至少一种功能的末端执行器。轴组件被布置为使末端执行器和手持式手术器械选择性地相互连接。轴组件包括传动构件、被构造为沿传动构件轴向平移的标志构件、以及围绕传动构件布置的传感器。传感器提供信号，所述信号指示当标志构件接触该传感器时，末端执行器已经到达止端。

Description

止端检测
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年2月14日提交的申请号为61/940,004的美国临时专利申请的权益和优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及用于执行内窥镜手术操作的手术装置、设备和/或系统以及其使用方法。更具体地，本公开涉及机电的、手持式的手术装置、设备和/或系统，其被配置与用于夹紧、切割和/或吻合组织的可拆卸的一次性装载单元和/或单次使用装载单元一起使用。
背景技术
许多手术设备的制造商已经开发出具有适用于操作和/或操纵机电手术设备的专有驱动系统的产品线。一些机电手术设备包括可重复使用的手柄组件；以及可更换的装载单元和/或单次使用装载单元等，其在使用前被选择性地连接到所述手柄组件上，然后在使用后再从所述手柄组件断开连接以便于被处置或在一些实例中被消毒以重复使用。
可更换的装载单元和/或单次使用装载单元可以包括各种尺寸的吻合钉，且所述吻合钉可以被排列成一种或多种组态。在发射具有可更换的装载单元的吻合器之后，用户可以拆下空的装载单元，选择另一个具有相同或不同尺寸吻合钉以及相同或不同吻合钉排列的装载单元并将其附接至吻合器，然后再次发射吻合器。可以在手术操作期间重复执行该过程。
装载单元具有止端，其是一种指示，即指示所有吻合钉都已被发射。止端的快速检测对防止损坏手术设备是重要的。在手术操作期间，吻合器经常通过测量来自电动机的电流来检测出末端执行器组件的止端。然而，电动机电流测量可能并不完全可靠。
因此，对机电手术装置、设备和/或系统存在能够快速且准确检测出末端执行器组件的止端的需求。
发明内容
在本公开的实施例中，提供一种机电手术系统。所述系统包括手持式手术器械，其包括限定了用于选择性地与轴组件相连接的连接部的器械壳体。所述系统还包括被配置为执行至少一种功能的末端执行器。轴组件被布置为使所述末端执行器和所述手持式手术器械选择性地相互连接。所述轴组件包括传动构件、被构造为沿所述传动构件轴向平移的标志构件、以及围绕所述传动构件布置的传感器。所述传感器提供信号，其指示在所述标志构件接触所述传感器时，所述末端执行器已经到达止端。
在一些方案中，所述标志构件包括杆，并且所述轴组件包括被构造为接纳所述标志构件的所述杆的通道。所述通道被配置为阻止所述标志构件的旋转运动。
在另一方案中，所述轴组件包括被构造为接纳所述传感器的通道。其中所述通道被配置为阻止所述传感器的轴向运动。
在又一方案中，所述系统还包括控制器，其中所述传感器向所述控制器提供所述信号，所述信号指示所述末端执行器已经到达所述止端。所述系统还包括电动机，其中当所述控制器接收到来自所述传感器的信号时，所述控制器停止所述电动机。
在系统的方案中，所述传感器可以包括高度极化的压电晶体(highly poled piezo crystal)或一堆高度极化的压电晶体。
在本公开的另一实施例中，提供了一种用于动力手术器械的止端检测方法，所述动力手术器械具有手持式手术器械、末端执行器和轴组件，所述轴组件包括传动构件、标志构件以及传感器。所述方法包括控制所述手持式手术器械内的电动机，来引起所述传动构件沿第一方向旋转，从而引起所述标志构件沿所述传动构件向远侧平移。所述器械确定所述标志构件是否接触所述传感器，并且如果所述标志构件接触所述传感器，则停止所述电动机。
在一些方案中，在停止所述电动机之后，移除所述末端执行器。所述器械然后基于用户输入或预定的手术方案，来确定是否需要新的末端执行器。如果需要新的末端执行器，则识别作为新的末端执行器的待附接至所述轴组件的末端执行器的类型。然后控制所述电动机以引起传动构件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转，从而引起所述标志构件沿所述传动构件向近侧平移。基于待附接至所述轴组件的末端执行器的类型，所述传动构件旋转预定时间量。然后新的末端执行器被附接至所述轴组件。
以下参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例的进一步细节和方案。
附图说明
参照附图，在此描述本公开的实施例，其中：
图1是依照本公开实施例的机电手术系统的立体图；
图2是图1的机电手术系统的零件分离的立体图；
图3是图1和图2的机电手术系统的轴组件和动力手术器械的后视立体图，示出其间的连接；
图4A是图1至图3的轴组件的零件分离的立体图；
图4B是图4A的细节指示区域的放大图；
图4C是图4B的细节指示区域的放大图；
图5是轴组件的变速箱壳的零件分离的立体图；
图6是被支撑在变速箱壳内的第一齿轮传动系统的立体图；
图7是被支撑在变速箱壳内的第二齿轮传动系统的立体图；
图8是被支撑在变速箱壳内的第三驱动轴的立体图；
图9是以单轴取向示出的轴组件的颈部组件的立体图；
图10是以关节式运动状态示出的图9的颈部组件的立体图，；
图11是图9和图10的颈部组件(具有从其分离的螺纹螺母)的立体图；
图12是图9至图11的颈部组件的零件分离的立体图；
图13是沿图9的13-13所截取的图9至图12的颈部组件的剖视图；
图14是沿图10的14-14所截取的图9至图12的颈部组件的剖视图；
图15是沿图14的15-15所截取的图9至图12的颈部组件的剖视图；
图16是以关节式运动状态示出的图13的颈部组件的图；
图17是关节式运动组件的立体图；
图18是图17的关节式运动组件的进一步的立体图；
图19是被支撑在颈部组件的远侧颈部壳体内的第二齿轮传动的立体图；
图20是被支撑在颈部组件的远侧颈部壳体内的第一齿轮传动和第二齿轮传动的零件局部分离的立体图；
图21是被支撑在颈部组件的远侧颈部壳体内的第一齿轮传动和第二齿轮传动的零件局部分离的立体图；
图22是沿图19的22-22所截取的远侧颈部壳体的剖视图；
图23是沿图22的23-23所截取的远侧颈部壳体的剖视图；
图24是沿图22的24-24所截取的远侧颈部壳体的剖视图；
图25是沿图22的25-25所截取的远侧颈部壳体的剖视图；
图26是图1和图2的机电手术系统的轴组件和末端执行器的后视立体图，示出其间的连接；
图27是以闭合状态示出的末端执行器的立体图；
图28是图27的末端执行器的零件分离的立体图；
图29是图27和图28的末端执行器的下钳夹的立体图；
图30是图27至图29的末端执行器的驱动梁、刀具滑块和致动滑块的立体图；
图31是图27至图29的末端执行器的驱动梁、刀具滑块和致动滑块的进一步的立体图；
图32是沿图31的32-32所截取的剖视图；
图33是图27至图29的末端执行器的驱动梁、刀具滑块和致动滑块的零件分离的立体图；
图34是沿图27的34-34所截取的图27的末端执行器的剖视图，示出处于最近侧位置的驱动梁、刀具滑块和致动滑块；
图35是图34的细节指示区域的放大图；
图36是沿图34的36-36所截取的图27的末端执行器的剖视图；
图37是图36的细节指示区域的放大图；
图38是示出的处于向远侧推进的位置的驱动梁、刀具滑块和致动滑块的进一步的放大图；
图39是沿图27的34-34所截取的图27的末端执行器的剖视图，示出处于最远侧位置的驱动梁、刀具滑块和致动滑块；
图40是图39的细节指示区域的放大图；
图41是沿图27的34-34所截取的图27的末端执行器的远端的剖视图，示出处于最远侧位置的致动滑块；
图42是沿图27的34-34所截取的图27的末端执行器的近端的剖视图，示出处于近侧位置的驱动梁和刀具滑块；
图43是沿图27的34-34所截取的图27的末端执行器的近端的剖视图，示出处于最近侧位置的驱动梁和刀具滑块；
图44是被支撑在末端执行器的钉仓组件的远端处的释放组件的零件局部分离的立体图；
图45是图44的释放组件的零件分离的立体图；
图46是以未致动状态示出的图44和图45的释放组件的平面图；
图47是以致动状态示出的图44和图45的释放组件的平面图；
图48是以未致动状态示出的被支撑在末端执行器的上钳夹的远端处的释放组件的平面图；
图49是以致动状态示出的图48的释放组件的平面图；
图50是根据本公开的实施例的止端检测系统的系统方框图；以及
图51是描述根据本公开的实施例的止端检测方法的流程图。
具体实施方式
参照附图详细地描述本公开的机电手术系统、装置和/或设备的实施例，其中在几幅附图的每幅附图中相同附图标记指代相同的或对应的元件。在本文中使用时，术语“远侧”是指机电手术系统、装置和/或设备、或其部件的较远离用户的部分，而术语“近侧”是指机电手术系统、装置和/或设备、或其部件的较接近用户的部分。
本说明书可以使用短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“在一些实施例中”或“在其它实施例中”，其可以分别指的是根据本公开的一个或多个相同的或不同的实施例。对本说明书来说，采用“A或B”形式的短语意指“(A)、(B)、或(A和B)”。对本说明书来说，采用“A、B、或C中的至少其中一个”形式的短语意指“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)”。
术语“临床医师”指的是执行医疗操作的任何一名医疗专业人员(即，医生、外科医生、护士等)，该医疗操作涉及使用在此描述的实施例。如图所示且如以下整个说明书所述，如在涉及手术器械上的相对定位时所惯用的那样，术语“近侧”或“拖尾”是指装置的较接近临床医师的端部，而术语“远侧”或“前沿”是指装置的较远离临床医师的端部。
在此描述的系统还可以利用一个或多个控制器来接收各种信息，并转换所接收的信息以产生输出。控制器可以包括任何一种类型的计算设备、计算电路，或能够执行存储在存储器中的一系列指令的任何一种类型的处理器或处理电路。控制器可以包括多处理器和/或多芯中央处理单元(CPUs)且可以包括诸如微处理器、数字信号处理器、微控制器等的任何一种类型的处理器。控制器还可以包括存储器来存储数据和/或算法以执行一系列的指令。
在此描述的任何一种方法、程序、算法或代码都可以被转换成程序语言或计算机程序，或以程序语言或计算机程序来表示。“程序语言”和“计算机程序”是用于给计算机规定指令的任何一种语言，即包括(但不限于)以下这些语言及其派生语言：汇编语言(Assembler)、Basic、Batch files、自展组合程序设计语言(BCPL)、C、C+、C++、Delphi、公式转换语言(Fortran)、Java、JavaScript、机器代码(Machinecode)、操作系统命令语言、Pascal、Perl、PL1、脚本语言、Visual Basic、其本身规定程序的元语言(metalanguages)，以及所有的第一、第二、第三、第四和第五代计算机语言。还包括的有数据库和其它的数据模式，以及其他任何一种元语言。对本定义来说，在被翻译的语言、被编译的语言或同时被编译和被翻译的语言之间没有作出任何区分。对本定义来说，在编译后的程序和源语言版程序之间没有作出任何区分。因此，参照程序，其中编程语言可能存在有不止一种状态(如源语言、编译语言、目标语言或链接语言)是参照任何一种以及所有这样的状态。定义还包括实际指令以及那些指令的意图。
在此描述的任何一种方法、程序、算法或代码可以被包含在一个或多个机器可读的介质或存储器上。术语“存储器”可以包括以由诸如处理器、计算机，或数字处理设备等机器可读形式提供(例如，存储和或传送)信息的机械装置。例如，存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备，或其他任何一种易失性或非易失性存储器存储设备。被包含在其上的代码或指令能够通过载波信号、红外信号、数字信号，以及通过其它类似信号来表示。
在此描述的实施例中，动力手术设备包括用来检测末端执行器的止端的压电设备。标志构件被安装在驱动轴上，且在致动末端执行器时，标志构件轴向平移。当标志构件接触压电设备时，该压电设备提供强电信号给控制器，该控制器关闭控制驱动轴的电动机，从而停止末端执行器的致动。
首先参照图1至图3，示出了根据本公开的实施例的机电的、手持式的、动力手术系统并一般指代为10。机电手术系统10包括一种以机电的、手持式的、动力手术器械100形式的手术装置或设备，所述动力手术器械100被配置用于经由轴组件200选择性地将多个不同的末端执行器400附接于其上，所述多个不同的末端执行器400均被配置为通过机电的、手持式的、动力手术器械100来进行致动和操纵。特别地，手术器械100被配置来选择性地连接轴组件200，并且接下来，轴组件200被配置来选择性地连接多个不同的末端执行器400中的任何一个末端执行器。
为了详细地说明示例性的机电的、手持式的、动力手术器械100的结构和操作，可以引用在2008年9月22日提交的申请号为PCT/US2008/077249(国际公开号为WO 2009/039506)的国际申请，以及在2009年11月20日提交的序列号为12/622,827的美国专利申请(公开号为2011/0121049的美国专利申请)，其中每个申请的全部内容通过引用合并于此。
如图1至图3所示，通常，手术器械100包括器械壳体102，其具有下壳体部104、中壳体部106以及上壳体部108，其中，中壳体部106是从下壳体部104延伸出来和/或被支撑在下壳体部104上，上壳体部108是从中壳体部106延伸出来和/或被支撑在中壳体部106上。手术器械100具有用于控制手术系统的某些功能、收集数据以及执行其他功能的控制器。器械壳体102限定在其中的空腔，电路板(未示出)和传动机构(未示出)位于该空腔中。
如将在下面另外详细地说明，电路板被配置为控制手术器械100的各种操作。根据本公开，器械壳体102提供可移除地设置有可再充电的电池(未示出)的壳体。电池被配置为给手术器械100的任何一个电气部件供电。
器械壳体102的上壳体部108限定鼻部或连接部108a，其被构造为接受轴组件200的变速箱壳212的相应的轴联接组件214。如图3所见，手术器械100的上壳体部108的连接部108a具有圆柱形凹槽108b，当轴组件200与手术器械100配接时，该圆柱形凹槽108b接纳轴组件200的变速箱壳212的轴联接组件214。手术器械100的连接部108a具有至少一个可旋转的传动构件。特别地，连接部108a容纳三个可旋转的传动构件或连接器118、120、122，每一个均可通过被容纳在器械壳体102内的传动机构(未示出)独立地致动和旋转。
器械壳体102的上壳体部108提供设置有传动机构(未示出)的壳体。传动机构被构造为驱动轴和/或齿轮部件以便于执行手术器械100的各种操作。特别地，传动机构被构造为驱动轴和/或齿轮部件以便于相对于轴组件200选择性地移动末端执行器400；以便于使砧座组件200和/或末端执行器400相对于器械壳体102绕纵轴线“X”旋转(见图1和图2)；以便于使末端执行器400的上钳夹或砧座组件442相对于末端执行器400的下钳夹或钉仓组件432移动；以便于使轴组件关节式运动和/或旋转；和/或以便于发射在末端执行器400的钉仓组件432内的吻合和切割钉仓。
轴组件200具有传力组件，该传力组件用于使手术器械的至少一个传动构件与末端执行器的至少一个旋转接纳构件相互连接。传力组件具有可连接至至少一个可旋转的传动构件的第一端以及可连接至末端执行器的至少一个旋转接纳构件的第二端。当轴组件200与手术器械100配接时，手术器械100的可旋转的传动构件或连接器118、120、122中的每一个均与轴组件200的对应的可旋转的连接器套管218、220、222联接(见图3和图5)。在这点上，对应的第一传动构件或连接器118与第一连接器套管218之间的接口、对应的第二传动构件或连接器120与第二连接器套管220之间的接口、以及对应的第三传动构件或连接器122与第三连接器套管222之间的接口被键接，以使得手术器械100的传动构件或连接器118、120、122中的每一个的旋转均引起轴组件200的对应的连接器套管218、220、222的相应的旋转。
手术器械100的传动构件或连接器118、120、122与轴组件200的连接器套管218、220、222的配接允许经由三个对应的连接器接口中的各自的连接器接口独立地传递旋转力。手术器械100的传动构件或连接器118、120、122被配置为通过传动机构独立地旋转。在这点上，控制器具有传动机构的功能选择模块(未示出)，其选择手术器械100的哪一个传动构件或连接器118、120、122由传动机构的输入传动部件(未示出)来驱动。
既然手术器械100的传动构件或连接器118、120、122中的每一个都具有与轴组件200的相应的连接器套管218、220、222键接的和/或基本上非旋转的接口，因此当轴组件200被联接至手术器械100时，旋转力被选择性地从手术器械100的传动机构传递给轴组件200，且传递到末端执行器400上，这将在下文更详细地论述。
手术器械100的传动构件或连接器118、120和/或122的选择性的旋转允许手术器械100选择性地致动末端执行器400的不同功能。如将在下文更详细地描述，手术器械100的第一传动构件118的选择性的和独立的旋转与末端执行器400的选择性的和独立的打开和闭合操作相对应，以及与末端执行器400的吻合/切割部件的驱动相对应。另外，手术器械100的第二传动构件或连接器120的选择性的和独立的旋转与末端执行器400的横向于纵轴线“X”(见图1)的选择性的和独立的关节式运动相对应。另外地，手术器械100的第三传动构件或连接器122的选择性的和独立的旋转与末端执行器400的相对于手术器械100的器械壳体102绕纵轴线“X”(见图1)的选择性的和独立的旋转相对应。
根据本公开，传动机构可以包括选择式齿轮箱组件(未示出)；定位成靠近选择式齿轮箱组件的功能选择模块(未示出)，其功能为选择性地移动选择式齿轮箱组件内的齿轮元件来与第二电动机(未示出)相啮合。传动机构可以被构造为：在给定的时间，选择性地驱动手术器械100的传动构件或连接器118、120、122中的其中一个。
如图1和图2所示，器械壳体102支撑一对手指致动的控制按钮124、126和/或摇杆装置130(仅仅示出了一个摇杆装置)。控制按钮124、126和摇杆装置130中的每一个均包括各自的通过操作者的致动来移动的磁体(未示出)。另外，对于控制按钮124、126和摇杆装置130中的每一个，被容纳在器械壳体102内的电路板(未示出)均包括相应的通过控制按钮124、126和摇杆装置130中的磁体的移动来致动的霍耳效应开关(未示出)。特别地，被定位成紧靠近控制按钮124的是相应的霍耳效应开关(未示出)，其当操作者致动控制按钮124时，在控制按钮124内的磁体一移动时就被致动。对应于控制按钮124的霍耳效应开关(未示出)的致动会引起电路板给传动机构的功能选择模块和输入传动部件提供合适的信号，以闭合末端执行器400和/或发射末端执行器400内的吻合/切割钉仓。
另外，被定位成紧靠近控制按钮126的是相应的霍耳效应开关(未示出)，其当操作者致动控制按钮126时，在控制按钮126内的磁体(未示出)一移动时就被致动。对应于控制按钮126的霍耳效应开关的致动会引起电路板给传动机构的功能选择模块和输入传动部件提供合适的信号，以打开/闭合末端执行器400。
另外，被定位成紧靠近摇杆装置130的是相应的霍耳效应开关(未示出)，其当操作者致动摇杆装置130时，在摇杆装置130内的磁体(未示出)一移动时就被致动。对应于摇杆装置130的霍耳效应开关的致动会引起电路板给传动机构的功能选择模块和输入传动部件提供合适的信号，以使末端执行器400相对于轴组件200旋转，或使末端执行器400和轴组件200相对于手术器械100的器械壳体102旋转。特别地，摇杆装置130沿第一方向的移动引起末端执行器400和/或轴组件200相对于器械壳体102沿第一方向旋转，而摇杆装置130沿相反(如第二)方向的移动引起末端执行器400和/或轴组件200相对于器械壳体102沿相反(如第二)方向旋转。
现在转到图1至图26，将详细地示出和描述轴组件200。轴组件200被构造为将手术器械100的第一可旋转的传动构件或连接器118、第二可旋转的传动构件或连接器120以及第三可旋转的传动构件或连接器122的旋转力传递给末端执行器400。如上文所提到的，轴组件200被构造用于选择性地连接至手术器械100。
如图1、图2和图4A所见，轴组件200包括细长的、基本上刚性的外管体210，其具有近端210a和远端210b；变速箱壳212，其被连接至管体210的近端210a，且被构造用于选择性地连接至手术器械100；以及致动颈部组件230，其被连接至细长体部210的远端210b。
变速箱壳212被构造为在其中容纳一对齿轮传动系统，用于在传递手术器械100的第一可旋转的传动构件或连接器118、第二可旋转的传动构件或连接器120和/或第三可旋转的传动构件或连接器122的旋转速度/旋转力给末端执行器400之前，改变这样的旋转速度/旋转力(例如，增大或减小)。
轴组件200的变速箱壳212被构造为且适合于连接至手术器械100的上壳体部108的连接部108a。如图3至图5所见，轴组件200的变速箱壳212包括被支撑在其近端的轴联接组件214。
如图5和图20至图25所见，变速箱壳212和轴联接组件214可旋转地支撑第一近侧或输入驱动轴224a、第二近侧或输入驱动轴226a以及第三驱动轴228。
轴联接组件214被构造为分别可旋转地支撑第一连接器套管218、第二连接器套管220和第三连接器套管222。如上文所述，连接器套管218、220、222中的每一个连接器套管均被配置为与手术器械100的相应的第一传动构件或连接器118、第二传动构件或连接器120以及第三传动构件或连接器122配接。连接器套管218、220、222中的每一个连接器套管均进一步被构造为与相应的第一输入驱动轴224a、第二输入驱动轴226a以及第三驱动轴228的近端配接。
轴驱动联接组件214包括相应的第一连接器套管218、第二连接器套管220以及第三连接器套管222的向远侧布置的第一偏压构件218a、第二偏压构件220a和第三偏压构件222a。偏压构件218a、220a和222a中的每一个偏压构件均围绕相应的第一近侧驱动轴224a、第二近侧驱动轴226a以及第三驱动轴228来布置。偏压构件218a、220a和222a作用于相应的连接器套管218、220和222以当轴组件200被连接至手术器械100时，有助于保持连接器套管218、220和222与手术器械100的相应的可旋转的传动构件或连接器118、120、122的远端啮合。
特别地，第一偏压构件218a、第二偏压构件220a和第三偏压构件222a起沿向近侧的方向偏压相应的连接器套管218、220和222的作用。如此，在轴组件200连接至手术器械100的过程中，如果第一连接器套管218、第二连接器套管220和/或第三连接器套管222与手术器械100的传动构件或连接器118、120、122未对准，则第一偏压构件218a、第二偏压构件220a和/或第三偏压构件222a被压缩。因此，当手术器械100的传动机构被啮合时，手术器械100的传动构件或连接器118、120、122将旋转，并且第一偏压构件218a、第二偏压构件220a和/或第三偏压构件222a将引起相应的第一连接器套管218、第二连接器套管220和/或第三连接器套管222向近侧地向后滑动，这使手术器械100的传动构件或连接器套管118、120、122有效地联接至相应的第一输入驱动轴224a、第二输入驱动轴226a以及第三驱动轴228。
使用时，在手术器械100的校准过程中，手术器械100的传动连接器118、120、122中的每一个传动连接器均旋转，并且当实现正确对准时，对连接器套管218、220和222的偏压使连接器套管218、220和222正确就位于手术器械100的相应的传动连接器118、120和122上。
轴组件200包括第一齿轮传动系统240和第二齿轮传动系统250，其分别被布置在变速箱壳212和管体210内且邻近联接组件214。如上文所述，每一个齿轮传动系统240、250被构造且适合于在手术器械100的第一可旋转的传动连接器118和第二可旋转的传动连接器120的旋转速度/旋转力传递给末端执行器400之前，改变(如增加或减小)这样的旋转速度/旋转力。
如图5和图6所见，第一齿轮传动系统240包括第一输入驱动轴224a，以及被键接于第一输入驱动轴224a的第一输入驱动轴正齿轮242a。第一齿轮传动系统240还包括被可旋转地支撑在变速箱壳212内的第一传动轴244、被键接于第一传动轴244且与第一输入驱动轴正齿轮242a啮合的第一输入传动正齿轮244a、以及被键接于第一传动轴244的第一输出传动正齿轮244b。第一齿轮传动系统240进一步包括被可旋转地支撑在变速箱壳212和管体110内的第一输出驱动轴246a、以及被键接于第一输出驱动轴246a且与第一输出传动正齿轮244b啮合的第一输出驱动轴正齿轮246b。
根据本公开，第一输入驱动轴正齿轮242a包括10个齿；第一输入传动正齿轮244a包括18个齿；第一输出传动正齿轮244b包括13个齿；以及第一输出驱动轴正齿轮246b包括15个齿。正如此构造，第一输入驱动轴224a的输入旋转以1:2.08的比例被转换成第一输出驱动轴246a的输出旋转。
如上文所提到的，第一输入驱动轴224a的近端被构造为支撑第一连接器套管218。
在操作中，随着第一输入驱动轴正齿轮242a旋转，由于第一连接器套管258和第一输入驱动轴224a的旋转，作为手术器械100的相应的第一传动连接器118的旋转的结果，第一输入驱动轴正齿轮242a啮合第一输入传动正齿轮244a，引起第一输入传动正齿轮244a旋转。随着第一输入传动正齿轮244a旋转，第一传动轴244旋转且由此引起被键接于第一传动轴244的第一输出驱动轴正齿轮246b旋转。随着第一输出驱动轴正齿轮246b旋转，由于第一输出驱动轴正齿轮246b与其啮合，因此第一输出驱动轴正齿轮246b也旋转。随着第一输出驱动轴正齿轮246b旋转，由于第一输出驱动轴正齿轮246b被键接于第一输出驱动轴246a，因此第一输出驱动轴246a旋转。
如将在下文更详细地讨论，包括第一齿轮系统240的轴组件200起将操作力从手术器械100传递至末端执行器400的作用，以便于操作、致动和/或发射末端执行器400。
如图5和图7所见，第二齿轮传动系统250包括第二输入驱动轴226a、以及被键接于第二输入驱动轴226a的第二输入驱动轴正齿轮252a。第二齿轮传动系统250还包括被可旋转地支撑在变速箱壳212内的第一传动轴254、被键接于第一传动轴254且与第二输入驱动轴正齿轮252a啮合的第一输入传动正齿轮254a、以及被键接于第一传动轴254的第一输出传动正齿轮254b。
第二齿轮传动系统250进一步包括被可旋转地支撑在变速箱壳212内的第二传动轴256、被键接于第二传动轴256且与被键接于第一传动轴254的第一输出传动正齿轮254b啮合的第二输入传动正齿轮256a、以及被键接于第二传动轴256的第二输出传动正齿轮256b。
第二齿轮传动系统250另外还包括被可旋转地支撑在变速箱壳212和管体210内的第二输出驱动轴258a、以及被键接于第二输出驱动轴258a且与第二输出传动正齿轮256b啮合的第二输出驱动轴正齿轮258b。
根据本公开，第二输入驱动轴正齿轮252a包括10个齿；第一输入传动正齿轮254a包括20个齿；第一输出传动正齿轮254b包括10个齿；第二输入传动正齿轮256a包括20个齿；第二输出传动正齿轮256b包括10个齿；以及第二输出驱动轴正齿轮258b包括15个齿。正如此构造，第二输入驱动轴226a的输入旋转以1:6的比例被转换成第二输出驱动轴258a的输出旋转。
如上文所提到的，第二输入驱动轴226a的近端被构造为支撑第二连接器套管220。
在操作中，随着第二输入驱动轴正齿轮252a旋转，由于第二连接器套管260和第二输入驱动轴226a的旋转，作为手术器械100的相应的第二传动连接器120的旋转的结果，第二输入驱动轴正齿轮252a啮合第一输入传动正齿轮254a，引起第一输入传动正齿轮254a旋转。随着第一输入传动正齿轮254a旋转，第一传动轴254旋转且由此引起第一输出传动正齿轮254b(其被键接于第一传动轴254)旋转。随着第一输出传动正齿轮254b旋转，由于第二输入传动正齿轮256a与其啮合，因此第二输入传动正齿轮256a也旋转。随着第二输入传动正齿轮256a旋转，第二传动轴256旋转且由此引起第二输出传动正齿轮256b(其被键接于第二传动轴256)旋转。随着第二输出传动正齿轮256b旋转，由于第二输出驱动轴正齿轮258b与其啮合，因此第二输出驱动轴正齿轮258b旋转。随着第二输出驱动轴正齿轮258b旋转，由于第二输出驱动轴正齿轮258b被键接于第二输出驱动轴258a，因此第二输出驱动轴258a旋转。
如将在下文更详细地讨论，包括第二齿轮传动系统250的轴组件200起将操作力从手术器械100传递至末端执行器400的作用，以便于相对于手术器械100来旋转轴组件200和/或末端执行器400。
如上文提到的以及如图5和图8所见，变速箱壳212和轴联接组件214可旋转地支撑第三驱动轴228。如将在下文更详细地讨论，第三驱动轴228包括近端228a和远端228b，该近端228a被构造为支撑第三连接器套管222，该远端228b延伸至且操作上被连接至关节式运动组件270。
如图4A所见，轴组件200的细长的、外管体210包括第一半部分211a和第二半部分211b，其当半部分211a、211b彼此配接时限定通过外管体210的至少三个纵向延伸的通道。该通道的结构和尺寸为随着第一输出驱动轴246a、第二输出驱动轴258a以及第三驱动轴228从变速箱壳212延伸至关节式运动颈部组件230，可旋转地接纳且支撑第一输出驱动轴246a、第二输出驱动轴258a以及第三驱动轴228。第一输出驱动轴246a、第二输出驱动轴258a以及第三驱动轴228中的每一个驱动轴均为细长的且足够刚性的，以将旋转力从变速箱壳220传递至关节式运动颈部组件230。
转至图4A至图4C，第一驱动轴246a的远侧部246c为带螺纹的。围绕带螺纹的远侧部布置的是标志构件247，其包括内螺纹螺母247a和杆247b。当轴组件200的半部分211a和211b彼此配接时，通道247c形成或被限定在其中，其被构造为接纳杆247b。通道247c阻止标志构件247的旋转。因此，当第一驱动轴246a旋转时，标志构件247被阻止旋转，而是接下来，沿第一驱动轴246a轴向地平移。如将在下文中所述，标志构件247被配置为指示末端执行器400的止端。
传感器248a安装在第一驱动轴264a上且从标志构件247向远侧被布置。当轴组件200的半部分211a和211b彼此配接时，形成容纳传感器248a且阻止传感器248a轴向运动的通道248b。传感器248a为盘状或环状的高度极化的压电晶体。在替代的实施例中，传感器248a可以为一堆高度极化的压电晶体。已知高度极化的压电晶体提供比普通压电晶体的更高的信号。
在动力手术器械100的操作过程中，由于力在发射或其它动作期间保持稳定，因此传感器248a提供小的或低的电信号。随着第一驱动轴246a旋转，标志构件247被向远侧推进。当标志构件247接触传感器248a时，通过这种接触产生的力快速增大，引起高电信号由传感器248a产生且经由导线管248c被传送至控制器502(见图50)。
现在转到图4A以及图9至图16，示出且描述关节式运动颈部组件230。关节式运动颈部组件230包括近侧颈部壳体232；多个链节234，其被连接至近侧颈部壳体232且从该近侧颈部壳体232串联延伸出来；以及远侧颈部壳体236，其被连接至多个链节234中最远侧的链节且从该最远侧的链节延伸出来。
每一个链节234包括协同操作的关节和U形夹，其形成在链节234的近侧表面234a和远侧表面234b中的每一个表面上。近侧颈部壳体232包括与最近侧链节的关节和/或U形夹操作上啮合的关节和/或U形夹。远侧颈部壳体236包括与最远侧链节的关节和/或U形夹操作上啮合的关节和/或U形夹。邻近颈部壳体232、236和链节234的关节和U形夹操作上彼此啮合，来限定颈部组件230的关节式运动的方向和角度。
颈部组件230被构造为使末端执行器400能够在基本上直线的形态和基本上成角度的、离轴的或关节式运动形态之间移动。根据本公开，可以预期到，颈部组件230能够在单一平面上做关节式运动，且能够关节式运动大约90°，且甚至大于90°。
每一个链节234限定：在其中的第一腔部234c(见图12)，用于通过贯穿其中的第一传动线缆266；第一对相对的腔部234d1、234d2，用于通过贯穿其中的一对关节式运动线缆262、264；以及第二腔部234e，用于通过贯穿其中的第二传动线缆268。如图12所见，第一腔部234c和第二腔部234e彼此沿直径相对且相对于腔部234d1、234d2偏移90°。第一传动线缆266和第二传动线缆268中的每一个传动线缆均包括近端，其被键接于相应的第一输出驱动轴246a和第二输出驱动轴258a的远端。第一传动线缆266和第二传动线缆268中的每一个传动线缆均由既挠性又抗扭的(能够传递旋转力或扭矩)材料(如不锈钢等)制造。
如图13至图16所见，颈部组件230的近侧颈部壳体232支撑关节式运动组件270，其被构造且适合于将关节式运动传递给颈部组件230和/或末端执行器400。关节式运动组件270包括一对相对的齿条272、274，其与小齿轮276啮合于小齿轮276的相对侧上。齿条272、274被可轴向滑动地支撑在近侧颈部壳体232中且小齿轮276被可旋转地支撑在近侧颈部壳体232中。
如图12、图13和图17所见，齿条274附接至螺纹轴272a，该螺纹轴272a从齿条274向近侧延伸且与内螺纹螺母278的远端以螺纹啮合。带螺纹的螺母278被可旋转地支撑且轴向地固定在形成于近侧颈部壳体232中的凹穴232a内。带螺纹的螺母278的近端被键接于第三驱动轴228的远端。尽管示出螺纹轴272a从齿条274延伸出来，但应当理解地是，在本公开的范围内，螺纹轴可以从齿条272延伸出来而不会偏离本公开的原理。
关节式运动线缆262、264包括近端，其被固定至齿条272、274的相应的远端且从齿条272、274的相应的远端延伸出来。关节式运动线缆262、264均包括远端，其贯穿链节234的相应的相对的腔部234d1、234d2且被固定至或被锚固在远侧颈部壳体234中。
在操作中，为了使颈部组件230沿第一方向做关节式运动，如上文所述，则沿第一方向旋转第三驱动轴228，从而使带螺纹的螺母278旋转且使螺纹轴272a向远侧轴向地移动从而使齿条274向远侧轴向地移动(见图16)。随着齿条274沿向远侧方向轴向地移动，齿条274引起小齿轮276旋转且由此作用于齿条272，使齿条272沿向近侧方向轴向地移动。如图16所示，随着齿条272沿向近侧方向轴向地移动，齿条272使得沿向近侧方向拉动关节式运动线缆262且由此使颈部组件230做关节式运动。由于齿条274的沿向远侧方向的轴向的移动引起关节式运动线缆264的轴向的、向远侧移动，因此，颈部组件230被允许做关节式运动。
远侧颈部壳体236支撑第一齿轮传动280和第二齿轮传动290。第一齿轮传动280起将第一传动线缆266的旋转传递至末端执行器400的作用。第二齿轮传动290起将第二传动线缆268的旋转传递至末端执行器400的作用。
如图20至图25所见，远侧颈部壳体236的第一齿轮传动280包括第一正齿轮282a，其被可旋转地支撑在远侧颈部壳体236内且被键接于轴组件200的第一传动线缆266的远端。远侧颈部壳体236的第一齿轮传动280进一步包括第二正齿轮282b，其被可旋转地支撑在远侧颈部壳体236内且与第一正齿轮282a啮合。远侧颈部壳体236的第一齿轮传动280还包括第三正齿轮282c，其被可旋转地支撑在远侧颈部壳体236内且与第二正齿轮282b啮合。
第三正齿轮282c包括沿其中心轴线形成的孔282d，其被构造用于配接接纳末端执行器400的驱动轮轴426(见图26)。
根据本公开，第一正齿轮282a包括8个齿；第二正齿轮282b包括10个齿；以及第三正齿轮282c包括8个齿。正如此构造，第一传动线缆266的输入旋转以1:1的比例被转换成远侧颈部壳体236的第三正齿轮282c的输出旋转。另外，第一齿轮传动280被设置为将第一传动线缆266可旋转地且机械地连接至末端执行器400的驱动轮轴426。
在操作中，随着第一传动线缆266旋转，由于第一输出驱动轴246a的旋转(如上文所述)，因此所述旋转被传递至第一齿轮传动280的第一正齿轮282a。随着第一正齿轮282a旋转，由于第一正齿轮282a和第三正齿轮282c通过第二正齿轮282b相互啮合，因此第三正齿轮282c旋转。随着第三正齿轮282c旋转，当末端执行器400被连接至轴组件200时，特别地，当第三正齿轮282c被连接至末端执行器400的驱动轮轴426时，第三正齿轮282c的旋转引起末端执行器400的驱动轮轴426的旋转和末端执行器400的致动。
如图20至图25所见，远侧颈部壳体236的第二齿轮传动290包括第一正齿轮292a，其被可旋转地支撑在远侧颈部壳体236内且被键接于轴组件200的第二传动线缆268的远端。远侧颈部壳体236的第二齿轮传动290进一步包括第二正齿轮292b，其被可旋转地支撑在远侧颈部壳体236内且与第一正齿轮292a啮合。远侧颈部壳体236的第二齿轮传动290还包括从第二正齿轮292b延伸出来的非圆形轴292c(见图21)。非圆形轴292c被键接于旋转毂294，以使得非圆形轴292c的旋转引起旋转毂294的旋转。
旋转毂294被设置在第一齿轮传动280的限定了其孔282d的第三正齿轮282c的轴与非圆形轴292c之间，旋转毂294将第一齿轮传动280的第三正齿轮282c的相对旋转传递给第二齿轮传动290的非圆形轴292c。
根据本公开，第一正齿轮292a包括8个齿(起输入作用)；以及第二正齿轮292b包括10个齿。正如此构造，第二传动线缆268的输入旋转被转换成旋转毂294的输出旋转。用于此的齿轮比为1:0.8。另外，第二齿轮传动290被设置成将第二传动线缆268可旋转地且机械地连接至颈部组件230的远侧颈部壳体236的旋转毂294。
在操作中，随着轴组件200的第二传动线缆268旋转，由于第二输出驱动轴258a的旋转(如上文所述)，因此所述旋转被传递至第二齿轮传动290的第一正齿轮292a。随着第一正齿轮292a旋转，非圆形轴292c由于其与第二正齿轮292b连接而旋转。随着非圆形轴292c旋转，当末端执行器400被连接至轴组件200时，特别地，当旋转毂294被连接至末端执行器400的对准杆424a、424b时，旋转毂294的旋转引起末端执行器400的旋转。
轴组件200进一步包括末端执行器联接组件310，其被支撑在关节式运动颈部组件230的远侧颈部壳体236的远端。末端执行器联接组件310包括轴环312，其被可旋转地支撑在远侧颈部壳体236上且从该远侧颈部壳体236向远侧延伸并被偏压至第一径向位置。轴环312从第一径向位置可旋转至第二径向位置，其中末端执行器400可配接至末端执行器联接组件310，且用偏压的方法，返回至第一径向位置从而将末端执行器400锁定至轴组件200。
可以预期到，轴环312包括从其内表面沿径向向内延伸出来的至少一个凸起物312a，用于接纳在末端执行器400的外表面上所形成的相应的互补型结构422a内，从而以卡口式连接的方式将末端执行器400连接至轴组件200。可以预期到其他连接形式，如棘爪、螺纹连接等。
如图12至图14、图17以及图18所见，轴组件200包括线缆张力调整组件320。线缆张力调整组件320包括U形夹322，其被可滑动地支撑在近侧颈部壳体232内，用于在其内的轴向移动。U形夹322可旋转地支撑关节式运动组件270的小齿轮276。线缆张力调整组件320包括调整螺钉324，其被可旋转地支撑在近侧颈部壳体232内且保持阻止轴向移动。调整螺钉324可螺纹连接至U形夹322，以使得调整螺钉324的旋转引起U形夹322的轴向移动。
在操作中，在轴组件200的装配过程中，操作者沿使U形夹322在向近侧的方向上轴向移动的方向来旋转调整螺钉324。随着U形夹322沿向近侧的方向轴向地移动，U形夹322拉动关节式运动组件270的小齿轮276。随着小齿轮276沿向近侧的方向轴向地移动，小齿轮276作用在齿条272、274上，以沿向近侧的方向拉齿条272、274。随着沿向近侧的方向拉齿条272、274，由于关节式运动线缆262、264被分别连接至其上且关节式运动线缆262、264的远端固定或锚固就位，所以引起关节式运动线缆262、264被张紧。可以预期到，固定螺钉328(见图12)可以被设置成固定调整螺钉324的位置且助于保持关节式运动线缆262、264被张紧。
可以预期到，用过一些时间和/或用过几次之后，如果需要或有必要，轴组件200的使用者或许能够接近调整螺钉324从而重新张紧关节式运动线缆262、264。
现在转到图26至图49，示出且描述末端执行器400。末端执行器400被构造且适合于施加多个直线的行的紧固件433。在某些实施例中，紧固件具有各种尺寸，并且在某些实施例中，紧固件具有如大约30mm、45mm和60mm长度的各种长度或行。
如图26至图28所见，末端执行器400包括安装部420(图28)，其被构造为选择性地连接至轴组件200的末端执行器联接组件310。末端执行器400进一步包括钳夹组件430，其被连接至安装部420且从该安装部420向远侧延伸。如将在下文更详细地讨论，钳夹组件430包括下钳夹432和上钳夹442，该下钳夹432被枢转地连接至安装部420且被构造为选择性地支撑在其中的钉仓组件410，该上钳夹442被固定至安装部420且能够相对于下钳夹432在接近位置和间隔开位置之间移动。
如图26至图28所见，安装部420包括固定至其近端的联接构件422。如上文所述，联接构件422限定形成在其径向外表面上的基本上为J形的通道422a(见图26至图28)，其结构和尺寸为与形成在末端执行器联接组件310的轴环312上或从末端执行器联接组件310的轴环312径向向内延伸出来的互补结构选择性的连接。联接构件422进一步包括从其向近侧突出的一对间隔开的对准杆424a、424b，用于接纳在形成于末端执行器联接组件310的远侧表面上的相应的对准孔310a、310b内。
对准杆424a、424b与对准孔310a、310b一起用于将末端执行器400与轴组件200的末端执行器联接组件310对准并联接。轴环312的凸起物312a和联接构件422的J形通道422a可以限定传统的卡口式联接，其在手术操作之前、过程中或之后，便于快速且轻松地接合末端执行器400和轴组件200以及从轴组件200上卸除末端执行器400。
如图26、图28至图31、图34以及图35所见，安装部420进一步包括被可旋转地支撑在其中的驱动轮轴426。驱动轮轴426包括多面的近侧头部426a，其从联接构件422向近侧突出，且被构造为：当末端执行器400被联接至轴组件200时，与远侧颈部壳体236的第一齿轮传动280的第三正齿轮282c以及轴组件200的第一齿轮传动系统240配接。驱动轮轴426进一步包括多面的远侧头部426b，其从联接构件422向远侧突出且被构造为与被支撑在钳夹组件430的下钳夹432内的螺纹驱动轴464配接。驱动轮轴426用来将旋转驱动力从远侧颈部壳体236的第一齿轮传动280的第三正齿轮282c(限定旋转轴)以及轴组件200的第一齿轮传动系统240传送至钳夹组件430的下钳夹432的驱动螺杆464，其限定与第三正齿轮282c的旋转轴不同的旋转轴。
如图28至图31、图34至图36以及图39至图43所见，钳夹组件430的下钳夹432包括被可旋转地支撑在其中且基本上延伸其整个长度的驱动螺杆464。驱动螺杆464包括被支撑在其近端上且被构造为接纳驱动轮轴426的多面的远侧头部426b的凹形联接构件464a。通过止推板465等将驱动螺杆464轴向地且横向地固定在钳夹组件430的下钳夹432内，该止推板465被固定至钳夹组件430且至少部分地延伸进入形成于驱动螺杆464中的环形通道464a内。在操作中，驱动轮轴426的旋转引起驱动螺杆464的伴随旋转。
如图28至图43所见，末端执行器400包括驱动梁466，其被可滑动地支撑在钳夹组件430的下钳夹432中。驱动梁466包括基本上为I形的横断面，且被配置为接近下钳夹432和上钳夹442并通过下钳夹432轴向地移动致动滑块468。如图33所见，驱动梁466包括：竖直定向的支杆466a；横向的突出构件466b，其形成于支杆466a的顶上且被构造为相对于上钳夹442的外凸轮表面来接合且平移以逐渐地闭合钳夹组件430；以及保持脚466c，其具有用于可螺纹连接至带螺纹的驱动轴464的内螺纹孔。由于通过支杆466a和/或凸轮构件466b与上钳夹442的接合来阻止驱动梁466旋转，因此随着驱动螺杆464旋转，保持脚466c，以及接下来，驱动梁466相对于下钳夹432轴向地平移。
驱动梁466包括锁定夹467，其从支杆466a向远侧延伸。如将在下文更详细地讨论，锁定夹467限定钩467a，其被构造为接合形成在刀具滑块450中的窗450c。锁定夹467的钩467a被偏压以远离刀具滑块450延伸。如图36和图37所见，在发射钉仓组件410之前，驱动梁466处于下钳夹432中的最近侧位置，并且致动滑块418和刀具滑块450处于钉仓主体412中的最近侧位置。锁定夹467在发射之前与刀具滑块450的窗450c脱离并延伸进入被限定在刀具狭槽412b的壁中的释放件412e内。
下钳夹432采用通道形式，且被构造并适合于选择性地在其中接纳一次性的吻合钉钉仓组件410。吻合钉钉仓组件410包括钉仓主体412，其限定多行吻合钉保持狭槽412a；和纵向延伸的刀具狭槽412b，其被布置在成对行的吻合钉保持狭槽412a之间。吻合钉钉仓组件410还包括多个吻合钉433，其一对一地被布置在多个保持狭槽412a中。吻合钉钉仓组件410进一步包括被支撑在其中的多个吻合钉推进器416，其中吻合钉推进器416一对一地与保持狭槽412a对准，以使得单个吻合钉推进器416定位于被保持在狭槽412a内的相应的吻合钉433下面。吻合钉推进器416可以形成为在具有两个或三个推进器组的推进器构件中彼此附接，其中该推进器构件可以具有偏移定向的推进器。一个或多个致动表面被设置在推进器构件(未示出)的下表面上。
吻合钉钉仓组件410包括致动滑块418，其被可滑动地支撑抵靠钉仓主体412的下表面且可被驱动梁466。如在下文更详细地描述，致动滑块418包括竖立的凸轮楔418a，其被构造为通过接触致动表面将驱动力施加在吻合钉推进器416上，吻合钉推进器416从吻合钉钉仓组件410中驱动吻合钉414。
钉仓主体412限定多个间隔开的纵向通道412c(见图36)，其贯穿延伸以容纳致动滑块418的竖立的凸轮楔418a。通道412c与多个保持狭槽412a连通，在所述多个保持狭槽412a内分别支撑多个吻合钉433和推进器416。
如图28至图43所见，吻合钉钉仓组件410进一步包括刀具滑块450，其被可滑动地支撑在钉仓主体412的刀具狭槽412b内且被插在驱动梁466和致动滑块468之间。如图33所见，刀具滑块450限定从其上表面延伸且向远侧被定向的刀片450a，其中刀片450a贯穿钉仓主体412的刀具狭槽412b。如将在下文更详细地描述，刀具滑块450包括锁止弹簧451，其从刀具滑块450向远侧延伸且用于接合在钉仓主体412的表面中形成的锁止凹口412d(见图37)。锁止弹簧451被朝向锁止凹口450偏压。在发射钉仓组件410之前，致动滑块418和刀具滑块450处于钉仓主体412中的最近侧位置，如图34至图37所见，锁止弹簧451被致动滑块418阻碍而不会进入钉仓主体412的锁止凹口412d。
吻合钉钉仓组件410包括底盖或保持器415，其被配置为在钉仓主体412内保持多个吻合钉推进器416、致动滑块418以及刀具滑块450。保持器415在其通过致动滑块418接合之前支撑且对准多个推进器416。在操作过程中，随着致动滑块418平移穿过吻合钉钉仓组件410，致动滑块418的凸轮楔418a的倾斜前沿顺序地接触推进器416，从而引起推进器416在保持狭槽412a内竖直地平移，从而从其中推动吻合钉433。另外，随着刀具滑块450平移穿过钉仓主体412的刀具狭槽412b，刀片450a切割组织和保持缝合线，该保持缝合线延伸穿过钉仓主体412的刀具狭槽412b。
在操作中，随着驱动螺杆464沿第一方向旋转以推进驱动梁466，如上文所述，驱动梁466被推进到与刀具滑块450和致动滑块418相接触，从而向远侧推进或推动刀具滑块450和致动滑块418通过钉仓主体412和下钳夹432。随着驱动梁466被继续沿向远侧方向驱动，驱动梁466保持与刀具滑块450和致动滑块418相接触，从而沿向远侧方向推动刀具滑块450和致动滑块418而使下钳夹430和上钳夹440接近，随着驱动梁466的横向的突出构件466b向下推压在上钳夹440的外凸轮面上，来弹射出吻合钉414从而紧固组织，并且同时用刀片450a解剖组织。刀片450、致动滑块418以及驱动梁466移动穿过钉仓主体412从而紧固且切割组织。
如图37和图38所见，随着向远侧推进驱动梁466，锁定夹467的钩467a离开释放件421e，且随着钩467a进入钉仓主体412的刀具狭槽421b中，被凸轮带动进入刀具滑块450的窗450c中。驱动螺杆464旋转直到致动滑块418、刀具滑块450以及驱动梁466到达钉仓主体412和/或下钳夹432的最远侧端，以实现完全发射。
在完全或部分的发射之后，驱动螺杆464沿相反的方向旋转以缩回驱动梁466。如上文所述，由于刀具滑块450通过锁定夹467被连接至驱动梁466，因此，随着驱动梁466缩回，刀具滑块450也缩回。致动滑块418由于其在钉仓主体412的通道412c内的摩擦接合而将倾向于保持在远侧或最远侧位置(见图40)。驱动螺杆464旋转直到驱动梁466和刀具滑块450返回至最近侧位置。一旦驱动梁466和刀具滑块450返回至最远侧位置，则锁定夹467的钩467a由于其自身的弹性而被允许重新进入释放件412e并脱离刀具滑块450的窗450c。如此，驱动梁466脱离刀具滑块450，并且能够自由地从下钳夹432卸除吻合钉钉仓组件410。
另外，当驱动梁466和刀具滑块450返回至最近侧位置时，在致动滑块418现在与刀具滑块450分离的情况下，由于朝向锁止凹口412d偏压锁止弹簧451，如图43所见，附接至刀具滑块450的锁止弹簧451现在能够自由地进入锁止凹口412d且防止刀具滑块450和/或驱动梁466被再次推进，从而锁止吻合钉钉仓组件410。
为了再次推进驱动梁466，需要在下钳夹432内装载新的、未发射的吻合钉钉仓组件410。
钳夹组件430的上钳夹442用作砧座，在发射手术器械100的过程中推进致动滑块418时，抵靠该砧座形成吻合钉433。特别地，上钳夹442包括被固定至盖壳体444且与吻合钉钉仓组件410毗邻的砧座板443。砧座板443限定了沿纵向延伸的行排列的多个吻合钉形成穴(未示出)，当吻合钉钉仓组件410被布置在下钳夹432中时，所述多个吻合钉形成穴与吻合钉钉仓组件410的多行吻合钉保持狭槽412a协作。
借助于合适的枢转销445等方法，下钳夹432被枢转地连接至安装部420，所述枢转销445延伸穿过被布置在其近端附近的一对间隔开的肩部432a、432b。下钳夹432的肩部432a、432b延伸进入在安装部420中所形成的释放件等。
如图28所见，钳夹组件430包括采用压缩弹簧等形式的至少一个偏压构件447，其被布置在下钳夹432的每一个肩部432a、432b与安装部420的支承面之间，以使得在闭合之前下钳夹432都与上钳夹442分隔开，从而保持钳夹组件430处于打开位置。在使用中，随着钳夹组件430通过使上钳夹442和下钳夹432接近而闭合，偏压构件447被偏压(即压缩)在下钳夹432肩部432a、432b与安装部420的支承面之间。
如上述，在发射吻合钉钉仓组件410之后，驱动螺杆464沿与第一方向相反的第二方向旋转，从而撤回驱动梁466和刀具滑块450。随着驱动梁466沿向近侧方向被撤回，偏压构件447开始张开来挤压使下钳夹432的肩部432a、432b与安装部420的支承面分开，从而使上钳夹442与下钳夹432分离以打开钳夹组件430。
根据本公开，吻合钉钉仓组件410的钉仓主体412可以被构造且适合于选择性地支撑在其组织接触表面上的手术支撑件。参照图28，吻合钉钉仓组件410的钉仓主体412限定近侧凹槽对，其形成于钉仓主体412的近端附近且一对一地被布置在纵向延伸的刀具狭槽412b的两个相对侧上。钉仓主体412进一步限定远侧凹槽对412e，其形成于钉仓主体412的远端附近且一对一地被布置在纵向延伸的刀具狭槽412b的两个相对侧上。在一个实施例中，优选地，非圆形地和收缩地等来排列远侧凹槽对412e以便于摩擦接合和/或夹紧锚固件“S”。
如图28所见，钉仓主体412进一步包括手术钉仓支撑件“B1”、纱布等，其通过缝合线锚固件“S1”和“S2”操作上被固定至钉仓主体412的上表面或组织接触表面，以覆盖多个吻合钉保持狭槽412a中的至少一些吻合钉保持狭槽和/或纵向延伸的刀具狭槽412b的至少一部分长度。特别地，锚固件“S1”围绕手术钉仓支撑件“B1”的近侧部系紧，并且近侧凹槽对和锚固件“S2”中的每一个均围绕手术钉仓支撑件“B1”的远侧部和远侧凹槽对412e中的每一个凹槽系紧。锚固件可以包括手术缝合线。
在一个特定的实施例中，缝合线锚固件“S1”的第一端包括结点、止点等(未示出)，其被定尺寸以便于无法通过近侧凹槽对中的一个凹槽，并且缝合线锚固件“S1”的第二端越过，即横向地跨过手术钉仓支撑件“B1”至少一次，然后通过近侧的凹槽对的另一个凹槽返回。例如，缝合线锚固件“S1”的第二端可以被夹紧或系紧在近侧凹槽对的另一个凹槽处，以便于锚固所述缝合线锚固件“S1”的第二端并抵靠钉仓主体412的组织接触表面固定手术钉仓支撑件“B1”。相似地，缝合线锚固件“S2”被用于横向地延伸跨过手术钉仓支撑件“B1”且与远侧凹槽对412e接合。
手术钉仓支撑件“B1”包括近侧凹口对、远侧凹口对以及一近侧凹口，其中，该近侧凹口对形成于与钉仓主体412的近侧凹槽对对准的“B1”的侧边缘上，该远侧凹口对形成于与钉仓主体412的远侧凹槽对412e对准的“B1”的侧边缘上，当钉仓支撑件“B1”被固定至钉仓主体412时，所述一近侧凹口形成于与纵向延伸的刀具狭槽412b对准的“B1”的近侧边缘上。钉仓支撑件“B1”进一步包括从其远侧边缘延伸出来的舌形片或突起，以方便在装配过程中将钉仓支撑件“B1”附着到钉仓主体412上。可以预期到，钉仓支撑件“B1”的宽度可以在其近侧部减小。进一步可以预期到，在钉仓支撑件“B1”固定至钉仓主体412之后并在包装和装运之前，将舌形片从钉仓支撑件“B1”上拆卸下来。
如图28和图44至图47所见，吻合钉钉仓组件410的钉仓主体412包括钉仓支撑件的释放组件470，其被支撑在钉仓主体412的远端及远端附近。释放组件470包括保持器472，其被支撑在钉仓主体412的远端且接近纵向延伸的刀具狭槽412b的远端的位置处且至少部分地延伸跨过释放组件470。保持器472包括主体部472a、从其表面延伸的凸台472b，并且限定形成在其表面上且从其一侧延伸出来的通道或凹槽427c。当被支撑在钉仓主体412中时，保持器472的凹槽427c与钉仓主体412的远侧凹槽对412e中的其中一个凹槽对准。
释放组件470进一步包括推进器构件474，其具有枢转地连接至保持器472的凸台472b的头部474a。推进器构件474进一步包括从头部474a延伸的第一支腿构件474b和第二支腿构件474b，该第二支腿构件474b通过活铰接连接部来连接至第一支腿构件474b的自由端。推进器构件474进一步包括柱塞474e，其通过活铰接连接部连接至第二支腿构件474c的自由端。柱塞474e被可滑动地布置在保持器472的凹槽472c内且可在保持器472的凹槽472c内平移。在某些其它的实施例中，推进器为具有第一链节的联动组件，该第一链节在其一端被可枢转地连接至钉仓主体。该第一链节的另一端被可枢转地连接至第二链节的第一端。第二链节的相对的第二端被限制于保持器的凹槽内。
如图46所见，释放组件470包括不会被致动的结构，其中柱塞474e不会延伸进入或覆盖钉仓主体412的远侧凹槽对412e中的相应的一个凹槽，并且第一支腿构件474b和第二支腿构件474c相对于彼此成角度且沿钉仓主体412的纵向延伸的刀具狭槽412b向近侧地突出。可以预期到，释放组件470可以包括摩擦配合或搭扣配合特征，用于在制造/装配过程之后并在手术器械100的完全发射之前，一直维持和/或保持释放组件470在锁定或锚固构造中。
如图47所见，释放组件470包括被致动的结构，其中，柱塞474e延伸进入或覆盖与其在操作上对准的钉仓主体412的远侧凹槽对412d中的相应的一个凹槽，并且第一支腿构件474b和第二支腿构件474c基本上沿公共轴线延伸。
在操作中，由于手术钉仓支撑件“B1”抵靠钉仓主体412的组织接触表面而被固定，在手术器械100的发射过程中，随着驱动梁466被推进(即，从最近侧位置向最远侧位置移动)，刀具滑块450的刀片450a切开近侧缝合线锚固件“S1”的中央部分，从而使手术钉仓支撑件“B1”的近侧端脱离钉仓主体412。在使用过程中，随着手术器械100的发射行程接近完成且随着致动滑块418接近钉仓主体412的纵向延伸的刀具狭槽412b的远端，致动滑块418接触在第一支腿构件474b和第二支腿构件474c之间的活铰接连接部。随着致动滑块418进一步向远侧被推进，致动滑块418抵靠活铰接连接部被挤压，引起第一支腿构件474b和第二支腿构件474c延伸。随着第一支腿构件474b和第二支腿构件474c延伸，柱塞474e平移穿过保持器472的凹槽472c。随着柱塞474e平移穿过保持器472的凹槽472c，柱塞474e接合缝合线锚固件“S2”的第二端且将缝合线锚固件“S2”的第二端推出与其对准的钉仓主体412的远侧凹槽412d，来将缝合线锚固件“S2”的第二端从其上释放。由于从钉仓主体412的远侧凹槽412d释放了或脱离了缝合线锚固件“S2”的第二端，手术钉仓支撑件“B1”的远端能够自由地与钉仓主体412的组织接触表面分离。
如图28所见，上钳夹442进一步包括手术砧座支撑件“B2”、纱布等，其通过锚固件“S3”和“S4”操作上被固定至上钳夹442上表面或组织接触表面，以覆盖多个吻合钉形成穴中的至少一些吻合钉形成穴和/或砧座板443的纵向延伸的刀具狭槽的至少一部分长度。锚固件可以包括手术缝合线。特别地，缝合线锚固件“S3”围绕手术砧座支撑件“B2”的近侧部和近侧凹槽对中的每一个被系紧，并且缝合线锚固件“S4”围绕手术砧座支撑件“B2”的远侧部和形成在砧座板443的相对侧边缘中的远侧凹槽对443a中的每一个被系紧。
在一个特定的实施例中，缝合线锚固件“S3”的第一端包括结点、止点等(未示出)，其被定尺寸以便于无法通过近侧凹槽对中的一个凹槽，并且缝合线锚固件“S3”的第二端越过，即横向地跨过手术砧座支撑件“B2”至少一次，然后通过近侧凹槽对的另一个凹槽返回。例如，缝合线锚固件“S3”的第二端可以被夹紧或系紧在近侧凹槽对的另一个凹槽处，以便于锚固所述缝合线锚固件“S3”的第二端并抵靠砧座板443的组织接触表面固定手术砧座支撑件“B2”。相似地，缝合线锚固件“S4”被用于横向地延伸跨过手术砧座支撑件“B2”且与远侧凹槽对443a接合。
手术砧座支撑件“B2”包括近侧凹口对、远侧凹口对以及一近侧凹口，其中，该近侧凹口对形成于与砧座板443的近侧凹槽对对准的“B2”的侧边缘上，该远侧凹口对形成于与砧座板443的远侧凹槽对443a对准的“B2”的侧边缘上，当砧座支撑件“B2”固定至砧座板443时，所述一近侧凹口形成于与纵向延伸的刀具狭槽对准的“B2”的近侧边缘上。砧座支撑件“B2”进一步包括从其远侧边缘延伸出来的舌形片或突起，以方便在装配过程中将砧座支撑件“B2”附着到砧座板443上。可以预期到，在砧座支撑件“B2”固定至砧座板443之后并在包装和装运之前，将舌形片从砧座支撑件“B2”上拆卸下来。
如图28以及图48至图49所见，钳夹组件430的上钳夹442包括吻合线释放组件474，其被布置在砧座板443和盖壳体444之间且在操作上与远侧侧凹槽对443a对准的位置处。缝合线释放组件474包括链节臂475，其被枢转地连接至砧座板443和/或盖壳体444(可选的)。链节臂475包括限定形成于其第一侧边缘475b上的凹穴或凹槽475c的主体部475a以及基本上沿其邻近侧或近侧边缘被限定的凸轮表面475d。凹穴475c具有基本上弧形、圆形或球形的轮廓且限定在其侧壁的弧形的释放件475e。链节臂475包括枢转销，其从主体部475a延伸出来，用于枢转地连接链节臂475至上钳夹442。
释放组件474进一步包括推杆477，其枢转地连接至链节臂475且被可滑动地布置在砧座板443和盖壳体444之间。推杆477包括具有基本上矩形结构的主体部477a以及头部477b，该头部477b从主体部477a的角上延伸出来且具有基本上圆形或球形的结构。推杆477的头部477b的结构和尺寸用于可枢转的和/或可旋转的连接在链节臂475的凹穴475c中。推杆477的头部477b包括止动构件477b，其从头部477b的侧边缘伸出并伸进链节臂475的凹穴475c的弧形释放件475e内。推杆477的相对于链节臂475的旋转的相对距离通过弧形释放件475e的相对长度和止动构件477d的相对宽度来确定。
如图48所见，缝合线释放组件474包括不会被致动的结构，其中推杆477不会延伸进入或覆盖操作上与其对准的远侧凹槽对443a中的相应的一个凹槽，并且链节臂475的纵向轴基本上被定向平行于上钳夹442的纵向轴。可以预期到，缝合线释放组件474可以包括摩擦配合或搭扣配合特征，其用于在制造/装配过程之后并在手术器械100的完全发射之前，一直维持和/或保持缝合线释放组件474在锁定或锚固构造中。
如图49所见，缝合线释放组件474包括被致动的结构，其中推杆477延伸进入或覆盖操作上与其对准的远侧凹槽对443a中的相应的一个凹槽，并且链节臂475的纵向轴基本上被定向横向于上钳夹442的纵向轴。
参照图28和图34至图43，在操作中，由于手术砧座支撑件(未示出)抵靠砧座板443的下表面而被固定，在手术吻合装置发射过程中，随着驱动梁466被推进(即，从最近侧位置向最远侧位置移动)，刀片450a切开近侧缝合线(未示出)的中央部分，从而使手术砧座支撑件(未示出)的近侧端从上钳夹442脱离。在使用过程中，随着手术器械的发射行程接近完成且随着驱动梁466接近砧座板443的刀具狭槽的最远端，如图49所见，致动滑块418接触链节臂475的凸轮表面475d，由此推动链节臂475围绕枢转销旋转或枢转，并且接下来，推动推杆477来沿狭槽的方向平移。随着推杆477平移，推杆477与缝合线“S4”的第二端接触，并将缝合线“S4”的第二端推出与其对准的远侧凹槽443a，来将缝合线“S4”的第二端从其上释放。由于从远侧凹槽443a释放或脱离手术缝合线“S4”的第二端，手术砧座支撑件“B2”的远端能够自由地与砧座板443的组织接触表面分离。
在如下的文献中显示和描述了用来与这里公开的吻合钉钉仓组件410和/或砧座板443一起使用的示例性手术用支撑件“B”，其中每个专利的全部内容通过引用合并于此：共同受让的美国专利第5,542,594号、第5,908,427号、第5,964,774号、第6,045,560号以及第7,823,592号；提交于2009年10月15日的序列号为12/579,605的共同受让的美国专利申请(现在为美国专利公开第20110089220号)；提交于2005年9月30日的序列号为11/241,267的共同受让的美国专利申请(现在为美国专利公开第2006/0085034号)；以及提交于2011年4月29日的序列号为13/097,194的名称为“手术用吻合装置”(Sugical StaplingApparatus)的美国专利申请。
手术支撑件“B”可以由适当的生物可兼容的和生物可吸收的材料制成。手术支撑件“B”可以由无法保留液体的非吸收性材料制造。手术支撑件“B”可以靠由糖酸聚合物(GLYCOMER 631)(嵌段共聚物)制成的“BIOSYN”制造成，所述糖酸聚合物是一种由乙交酯、二噁烷酮和三亚甲基碳酸酯组成的合成聚酯。
所得的共聚物的一个嵌段包括衍生自对二噁烷酮(1,4-二噁烷-2-酮)和三亚甲基碳酸酯(1,3-二噁烷-2-酮)的随机结合的单元。所述共聚物的第二个嵌段包括衍生自乙交酯和对二噁烷酮的随机结合的单元。所得的聚酯是拥有约60％乙交酯，约14％的二噁烷酮，和大约26％的三亚甲基碳酸酯的ABA三嵌段三元共聚物。
手术支撑件可包括乙交酯、丙交酯、聚己内脂、三亚甲基碳酸脂、二噁烷酮、己内脂的聚合物或共聚物，并且可被模制、模压成想要的形状，或形成针织的、纺织的、编织的、无纺的或毡制的材料。
转到图50，示出了止端检测系统且通常为500。止端检测系统包括控制器502。控制器502接收来自输入设备504的输入(例如，扳机、杆或按钮的致动)，且基于该输入来控制电动机506。电动机506引起(第一)传动构件246a沿第一方向旋转，从而引起标志构件247沿(第一)传动构件246a轴向地平移。当标志构件247接触传感器248a时，传感器248a给控制器502提供强的电气信号(high electrical signal)，引起控制器502停止电动机506。
将结合图50讨论图51，其描述了基于控制器502中存储的算法的止端检测方法。过程开始于步骤s602，在步骤s602中，致动动力手术器械100。在步骤s604中，电动机506被控制，以便于(第一)传动构件246a沿第一方向旋转，从而引起标志构件247沿(第一)传动构件246a向远侧平移。在步骤S606中，控制器502基于控制器是否接收到来自传感器248a的强电信号，来确定标志构件247是否已经接触传感器248a。如果控制器502没有接收到来自传感器248a的强电信号，则过程返回到步骤S604。如果控制器502接收到来自传感器248a的强电信号，则过程进行到停止电动机506的步骤S608。
然后在步骤S610中确定是否需要新的末端执行器400。这种确定可以自动基于存储在控制器502中的手术方案或可以通过医生输入。如果不需要新的末端执行器，则过程结束。如果需要新的末端执行器400，则过程进行到步骤S612，在步骤S612中，控制器502识别待附接的末端执行器400的类型。这种识别可以基于存储在控制器502中的手术方案，或基于在末端执行器400上的如条形码或射频识别(FRID)标签的识别设备，通过医生输入。基于识别出的末端执行器400的类型，控制器502控制电动机506来使(第一)传动构件246a沿与第一方向相反的第二方向旋转预定时间量。预定时间对应于末端执行器的类型且可以从存储在控制器502的存储器502a中的表上获得。(第一)传动构件246a的沿第二方向的这种旋转引起标志构件247向近侧平移。通过指定旋转(第一)传动构件246a的时间量，能够定位标志构件247，以使得在标志构件247和传感器248a之间的距离对应于所识别出的末端执行器400的止端距离。在步骤S616中，所识别出的末端执行器400被附接至动力手术器械100，然后过程进行到步骤s602。
将要理解的是可以对这里公开的所述实施例进行各种修改。例如，手术器械100和/或钉仓组件410不需要使用吻合钉，而是可以使用本领域都知道的两部分紧固件。此外，可以修改吻合钉或紧固件直线的行的长度来满足特殊手术的要求。于是，在吻合钉钉仓组件内的吻合钉和/或紧固件的直线的行的长度可以相应地改变。因此，上述说明不应该解释为限制，而是仅仅作为优选实施例的示例。本领域的技术人员在这里所附的权利要求书的范围和构思内将设想其他的修改例。

Claims (13)

1.一种机电手术系统，包括：
手持式手术器械，其包括器械壳体，所述器械壳体限定用于选择性与轴组件相连接的连接部；
末端执行器，其被配置为执行至少一种功能；以及
所述轴组件，其被布置为使所述末端执行器和所述手持式手术器械选择性地相互连接，所述轴组件包括：
传动构件；
标志构件，其被构造为沿所述传动构件轴向平移；以及
传感器，其围绕所述传动构件布置；
其中所述传感器提供信号，所述信号指示当所述标志构件接触所述传感器时，所述末端执行器已经到达止端。
2.根据权利要求1所述的机电手术系统，其中所述标志构件包括杆。
3.根据权利要求2所述的机电手术系统，其中所述轴组件包括被构造为接纳所述标志构件的所述杆的通道，所述通道被配置为阻止所述标志构件的旋转运动。
4.根据权利要求1所述的机电手术系统，其中所述轴组件包括被构造为接纳所述传感器的通道，所述通道被配置为阻止所述传感器的轴向运动。
5.根据权利要求1所述的机电手术系统，进一步包括控制器，其中所述传感器向所述控制器提供所述信号，所述信号指示所述末端执行器已经到达所述止端。
6.根据权利要求5所述的机电手术系统，进一步包括电动机，其中当所述控制器接收到来自所述传感器的所述信号时，所述控制器停止所述电动机。
7.根据权利要求1所述的机电手术系统，其中所述传感器包括高度极化的压电晶体。
8.根据权利要求1所述的机电手术系统，其中所述传感器包括一堆高度极化的压电晶体。
9.一种用于动力手术器械的止端检测方法，所述动力手术器械具有手持式手术器械、末端执行器和轴组件，所述轴组件包括传动构件、标志构件以及传感器，所述方法包括：
控制所述手持式手术器械内的电动机，来引起所述传动构件沿第一方向旋转，从而引起所述标志构件沿所述传动构件朝向所述传感器轴向地平移；
确定所述标志构件何时接触所述传感器；以及
当所述标志构件接触所述传感器时，停止所述电动机。
10.根据权利要求9所述的止端检测方法，进一步包括在停止所述电动机之后移除所述末端执行器。
11.根据权利要求10所述的止端检测方法，进一步包括基于用户输入或预定的手术方案，来确定何时需要新的末端执行器。
12.根据权利要求10所述的止端检测方法，进一步包括：
识别作为新的末端执行器的待附接至所述轴组件的末端执行器的类型；并且
控制在所述手持式手术器械内的所述电动机，来引起所述传动构件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转，从而引起所述标志构件沿所述传动构件远离所述传感器轴向地平移，
其中，基于待附接至所述轴组件的所述末端执行器的类型，所述传动构件旋转预定时间量。
13.根据权利要求11所述的止端检测方法，进一步包括将新的所述末端执行器附接至所述轴组件。
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