CN105025824A - 具有夹头锁定机构的经皮器械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外科装置，该外科装置包括细长轴，该细长轴包括外管和定位在外管中的内杆，外管和内杆各自包括远侧端部和近侧端部。致动器可操作地连接至外管的近侧端部和内杆的近侧端部。端部执行器适于与外管的远侧端部和内杆的远侧端部在体内附接和脱离，端部执行器包括用于与内杆的远侧端部锁定接合的夹头。端部执行器还可包括用于与外管锁定接合的第二夹头。外科装置还可包括加载器，该加载器包括用于将端部执行器锁定在加载器中的夹头。一种用于促进端部执行器与器械轴在体内附接和脱离的加载器包括具有远侧端部和近侧端部的细长轴。加载器管连接至细长轴的远侧端部，加载器管包括远侧开口。夹头定位在加载器管中，夹头适于并且尺寸设定成接收并接合穿过远侧开口插入的端部执行器。夹头具有相对于加载器管的锁定位置和相对于加载器管的解锁位置。致动器连接至细长轴的近侧端部，并且用于在锁定位置和解锁位置之间选择。

Description

具有夹头锁定机构的经皮器械

技术领域

本发明一般涉及外科装置和手术，更具体地涉及微创外科手术。

外科手术通常用于处理和治疗各种疾病、病症和损伤。外科手术常常需要通过开放式外科手术或内窥镜式外科手术来进入内部组织。术语“内窥镜式”是指所有类型的微创外科手术，包括腹腔镜式、关节镜式、自然腔道管腔内式、以及经自然腔道内镜手术。较于传统的开放式外科手术，内窥镜式外科手术具有许多优势，包括损伤减小、恢复更快、感染风险降低和瘢痕形成减少。内窥镜式外科手术常常是在体腔内存在充胀(insufflatory)流体诸如二氧化碳或盐水时进行，以提供足够的空间来执行预期的外科手术。充胀的腔通常处于压力下并有时被称为处于气腹状态。外科进入装置通常用于在保持气腹的同时有利于对内部组织进行外科操纵。例如，套管针通常用于提供内窥镜外科器械穿过的端口。套管针通常具有器械密封件，该密封件在阻止充胀流体逸出的同时将器械定位在套管针中。

虽然各种不同的微创外科装置是已知的，但在此前还无人研制出或使用过根据本发明的外科装置和方法。

发明内容

在一个实施例中，外科装置包括具有远侧端部和近侧端部的细长轴。致动器可操作地连接至细长轴的近侧端部。端部执行器适于与细长轴的远侧端部附接和脱离。端部执行器包括尺寸设定成接合细长轴的远侧端部的至少一部分的侧向偏转臂和具有第一轴向位置和第二轴向位置的环，其中在第一位置，臂可侧向偏转，并且在第二位置，环外接臂并约束臂使其不能侧向偏转。

内杆的远侧端部包括尖的末端。致动器可包括手动柄部。端部执行器适于与细长轴的远侧端部在体内附接和脱离。细长轴可适于直接经皮插入。外科装置还可包括端部执行器中的弹簧，该弹簧将环偏压到第二位置。环的第一位置可位于环的第二位置的远侧。外科装置还可包括尺寸设定成用于接收端部执行器的加载器。加载器可包括锁定状态和解锁状态，在锁定状态下，端部执行器被锁定在加载器中并且端部执行器环处于其第一位置，在解锁状态下，端部执行器从加载器解锁并且端部执行器环处于其第二位置。臂可包括中间齿状物，该中间齿状物接合细长轴的远侧端部中的沟槽。

在另一个实施例中，外科装置包括细长轴，该细长轴包括外管和定位在外管中的内杆。外管和内杆各自包括远侧端部和近侧端部。内杆和外管各自包括远侧端部上的沟槽。致动器可操作地连接至外管的近侧端部和内杆的近侧端部。端部执行器适于与外管的远侧端部和内杆的远侧端部在体内附接和脱离。端部执行器包括第一臂、第二臂、外部壳体和弹簧，第一臂的尺寸设定成接合内杆的沟槽，第二臂的尺寸设定成接合外管的沟槽，外部壳体可在远侧轴向位置和近侧轴向位置之间运动，在远侧轴向位置上，第一臂和第二臂可侧向偏转，在近侧轴向位置上，第一臂和第二臂被约束而不能侧向偏转，弹簧将外部壳体偏压到近侧轴向位置。

第一臂和第二臂可具有分别与内杆上的沟槽和外管上的沟槽卡扣接合的结构。第一臂和第二臂可各自为悬臂式的，并且各自包括尺寸设定成分别与内杆上的沟槽和外管上的沟槽配合的中间齿状物。外科装置还可包括尺寸设定成用于接收端部执行器的加载器。加载器可包括锁定状态和解锁状态，在锁定状态下，端部执行器被锁定在加载器中，并且端部执行器外部壳体处于其远侧轴向位置，在解锁状态下，端部执行器从加载器解锁并且端部执行器外部壳体处于其近侧轴向位置。外科装置还可包括尺寸设定成接合内杆的沟槽的第二内部侧向偏转臂。

在另一个实施例中，外科装置包括细长轴，该细长轴包括外管和定位在外管中的内杆，外管和内杆各自包括远侧端部和近侧端部。致动器可操作地连接至外管的近侧端部和内杆的近侧端部。端部执行器适于与外管的远侧端部和内杆的远侧端部在体内附接和脱离，端部执行器包括用于与内杆的远侧端部锁定接合的夹头。端部执行器还可包括用于与外管锁定接合的第二夹头。外科装置还可包括加载器，该加载器包括用于将端部执行器锁定在加载器中的夹头。

在另一个实施例中，用于促进端部执行器与器械轴在体内附接和脱离的加载器包括具有远侧端部和近侧端部的细长轴。加载器管连接至细长轴的远侧端部，加载器管包括远侧开口。夹头定位在加载器管中，夹头适于并且尺寸设定成接收并接合穿过远侧开口插入的端部执行器。夹头具有相对于加载器管的锁定位置和相对于加载器管的解锁位置。致动器连接至细长轴的近侧端部，并且用于在锁定位置和解锁位置之间选择。

加载器还可包括定位在加载器管中的弹簧，该弹簧将夹头偏压到解锁位置。外科系统可包括加载器、适于直接经皮插入的器械轴、以及适于与器械轴在体内附接和脱离的端部执行器。端部执行器适于在锁定状态下和解锁状态下接合器械轴。当夹头在锁定位置接收并接合端部执行器时，端部执行器可处于解锁状态；并且当夹头在解锁位置接收并接合端部执行器时，端部执行器可处于锁定状态。夹头可操作地连接至端部执行器以使端部执行器在锁定状态和解锁状态之间切换。加载器管可相对于细长轴进行关节运动。加载器管中的夹头可包括具有中间取向齿状物的多个悬臂。齿状物可适于并且尺寸设定成接合端部执行器中的周向沟槽。

在另一个实施例中，用于促进端部执行器与器械轴在体内附接和脱离的加载器包括具有远侧端部和近侧端部的细长轴。加载器管包括近侧端部和远侧开口，近侧端部连接至细长轴的远侧端部。加载器包括用于在加载器管中将端部执行器锁定和解锁的装置。致动器连接至细长轴的近侧端部，致动器操作地连接至用于锁定和解锁的装置。

在另一个实施例中，用于促进端部执行器与器械轴在体内附接和脱离的加载器包括具有远侧端部和近侧端部的细长轴。加载器管连接至细长轴的远侧端部。加载器管包括远侧开口和定位在加载器管中的夹头。夹头适于并且尺寸设定成接收并接合穿过远侧开口插入的端部执行器。夹头具有将端部执行器锁定在加载器管中的第一位置和端部执行器可从加载器管取出的第二位置。

附图说明

虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求做出结论，但相信根据结合附图进行的如下描述将更好地理解本发明，附图示出了本发明的一些非限制性实施例。除非另外指明，否则附图未必按比例绘制，而是示出本发明的原理。

图1示出了具有端部执行器、控制轴和加载器的外科器械；

图2示出了端部执行器的透视图；

图3示出了端部执行器的侧视图和剖视图；

图4示出了端部执行器的分解图；

图5示出了加载器轴的分解图；

图6A示出了处于其锁定位置的加载器管的剖视图；

图6B示出了处于其解锁位置的加载器管的剖视图；

图7示出了加载器管和端部执行器的剖视图；

图8示出了锁定在加载器管中的端部执行器的剖视图；

图9示出了控制轴和锁定在加载器管中的端部执行器的剖视图；

图10示出了锁定在加载器管中的端部执行器以及临时附接至端部执行器的控制轴的剖视图；并且

图11示出了锁定至控制轴上并且与加载器分离的端部执行器的剖视图。

具体实施方式

图1示出了外科系统的一个实例。器械轴300可包括具有远侧端部301和近侧端部302的细长轴320。细长轴320可为刚性的，并且适于通过进入装置诸如套管针或在没有进入装置的情况下通过直接经皮插入来插入体腔。细长轴320可包括响应于来自致动器310的输入而相对于彼此运动的两个或更多个同轴嵌套的轴。

致动器310可操作地连接至轴320的近侧端部302。在该实施例中，致动器310是手动手枪式握把柄部；然而，还可使用多种其他的手动致动器，包括剪刀式握把柄部、注射器式握把柄部、内窥镜式旋钮等等。致动器310还可采用机器人式接口的形式，诸如DAVINCI圆盘、包括齿轮或滑轮的外壳、伺服机构等等。

端部执行器100适于与细长轴320在体内附接和脱离。附接/脱离机构包括配合特征部330，该配合特征部接合端部执行器100中的对应的夹头特征部。同轴嵌套的轴的相对运动致动端部执行器100。

在该实施例中，端部执行器100包括具有打开位置和闭合位置的一对外科钳口110。在该实施例中，钳口110被示为抓紧器；然而，还可使用多种其他组织操纵钳口，包括解剖器、剪切机(sheers)、巴布科克(babcocks)、镊子、缝合器、施夹器等等。然而，还可采用无钳口的端部执行器100，诸如钩刀、勒除器、牵开器等等。就需要能量的端部执行器而言，可添加本领域中已知的适当的能量传输机构。例如，适当的电连接可添加至轴320和端部执行器100之间以启用双极镊子。类似地，可为超声剪切机端部执行器添加超声换能器和波导。

加载器200通常通过进入端口可用于将端部执行器100引入患者的体腔中，并可促进端部执行器100与细长轴320的附接和脱离。加载器管240通过其远侧端部201接收端部执行器100。加载器200可包括致动器210、细长轴220和加载器管240。在该实施例中，致动器210是手动手枪式握把柄部；然而，还可使用多种其他的手动致动器，包括剪刀式握把柄部、注射器式握把柄部、内窥镜式旋钮等等。致动器210还可采用机器人式接口的形式，诸如DAVINCI圆盘、包括齿轮或滑轮的外壳、伺服机构等等。致动器210可操作以使加载器管240相对于轴220围绕接头205进行关节运动以及锁定和解锁加载器管240。

图2-4示出了端部执行器100的一个实施例。端部执行器100包括相对于连接叉111枢转的一对钳口110A，B。驱动器114通过链环112连接至钳口110A，B，使得驱动器114相对于连接叉111的轴向运动将使得钳口110A，B在其打开和闭合位置之间运动。连接叉111和管124两者轴向固定至内部壳体128作为内部子组件。

外部壳体132为大体管状形状，并包括周向沟槽134。销120将衬圈122轴向固定至外部壳体132作为外部子组件。内部子组件和外部子组件相对于彼此同轴嵌套。销120在狭槽130中滑动，因此促进外部子组件相对于内部子组件在远侧位置和近侧位置之间进行轴向运动。如图2和3所示，外部子组件处于其近侧位置。狭槽130可限定外部子组件的轴向行程极限。弹簧118插置在连接叉111和衬圈122之间并且将外部子组件偏压到其近侧位置。

驱动器114和管124各自包括夹头机构以选择性地接合并保持细长轴320上的对应的配合特征部330。在该实施例中，驱动器114包括一对悬臂116，该悬臂各自具有近侧端部上的中间取向的楔或齿状物。管124包括具有中间取向的楔或齿状物的悬臂126。臂116,126的数量和构型可变化。当外部子组件处于其远侧位置时，臂116可弹性地侧向偏转。类似地，臂126可弹性地侧向偏转。当外部子组件处于其近侧位置时，衬圈122外接并约束臂116至其中间位置并且阻止其侧向偏转。类似地，外部壳体132外接并约束臂126至其中间位置并且阻止其侧向偏转。当外部子组件处于其远侧位置时，端部执行器100可被视为处于其解锁位置，并且当外部子组件处于其近侧位置时，端部执行器100可被视为处于其锁定位置。

图5-6示出了加载器200的一个实施例。在该实施例中，轴220包括多个同轴布置的杆，包括外管222、内管226和内杆228，其各自可操作地连接至致动器210。内管226轴向固定至近侧铰接部件232。外壳246轴向固定至远侧铰接部件242。近侧铰接部件232通过作为铰接关节运动的轴线的销234连接至远侧铰接部件242。外管222包括连接至外壳246的远侧延伸部224，使得外管222相对于内管226的轴向运动将使得加载器管240进行关节运动。

加载器管240包括夹头机构以选择性地接合并保持端部执行器100。在该实施例中，内部锁定管248和外部锁定管250彼此轴向固定作为锁定子组件。锁定子组件同轴嵌套在外壳246内，并且可在远侧位置和近侧位置之间轴向滑动。弹簧244插置在远侧铰接部件242和锁定子组件之间，并且将锁定子组件偏压到其远侧位置。内杆228的柔性延伸部230可穿过铰接部件232,242滑动地定位，并且轴向固定至锁定子组件。相对于内管226朝近侧牵拉内杆228将类似地朝近侧牵拉锁定子组件并压缩弹簧244。

外部锁定管250包括具有中间取向的楔或齿状物的多个臂252。臂252的数量和构型可变化。当锁定子组件处于其近侧位置时，臂252可弹性地侧向偏转。可选地，臂252可向外侧向偏压。当锁定子组件处于其远侧位置时，外壳246外接并约束臂252至其中间位置并且阻止其侧向偏转。当锁定子组件处于其近侧位置时，加载器管240可被视为处于其解锁位置并且当锁定子组件处于其远侧位置时，加载器管240可被视为处于其锁定位置。

图7-11示出了被引入用于外科手术区的一系列器械。图7示出了处于其解锁位置准备好接收端部执行器100的加载器管240。端部执行器100可滑动到加载器管240中，知道臂252的楔或齿状物与周向沟槽134对齐。

如图8所示，当锁定子组件朝近侧被牵拉使得加载器管240处于其锁定位置时，臂252的楔或齿状物接合周向沟槽134并将端部执行器锁定到加载器管240中。同时，臂252的楔或齿状物将朝远侧牵拉外部壳体132，使得端部执行器100处于其解锁位置。因此，臂116,126能够侧向偏转。该构型非常适于将端部执行器100引入到患者体腔中，通常通过处于非关节运动的位置的进入装置。

如图9所示，细长轴320的远侧端部301可通过进入装置或通过直接经皮插入而被引入到患者体腔中。对于直接经皮插入使用，细长轴320的直径可小于约3mm。在该实施例中，细长轴320仅包括两个杆：外管322和内杆321。外管322和内杆321被同轴嵌套，并可响应于至致动器310的输入而相对于彼此滑动。外管322包括周向沟槽332，该周向沟槽的尺寸设定成接收臂126的楔或齿状物。内杆321包括周向沟槽331，该周向沟槽的尺寸设定成接收臂116的楔或齿状物。可选地，内杆321的远侧末端可为尖的以促进直接经皮插入。

如图10所示，细长轴320的远侧端部301可被插入到端部执行器100中，直到臂116,126的楔或齿状物弹性地侧向偏转然后分别扣合到沟槽331,332中。在该构型中，端部执行器100临时附接至但是不锁定至细长轴320。

如图11所示，加载器管240可响应于来自致动器的输入而被移动到其解锁位置，使得臂252与沟槽134脱离，从而允许端部执行器100从加载器管240取出。同时，弹簧加载的外壳132将朝近侧偏压，从而将端部执行器100锁定到细长轴320的远侧端部301上。通过致动器310的操作，内杆321可相对于外管322轴向滑动，从而将继而使驱动器114相对于楔111滑动，以打开和闭合钳口110，使得组织可在外科手术期间被操纵。器械可随后通过反转图7-11的顺序来从外科手术区移除。

已经示出和描述了本发明的多个实施例和实施，可由本领域普通技术人员进行适当修改来实现本文描述的方法和设备的进一步改进而不偏离本发明的范围。已经提及了若干此类潜在修改形式，并且其它修改形式对本领域的技术人员将是显而易见的。例如，附图的具体材料、维度和比例将会被理解为非限制性实例。因此，本发明的范围应根据下面的权利要求书考虑，并且应理解为不限于本说明书和附图中示出和描述的结构、材料或操作的细节。

Claims (28)

1.一种外科装置，包括：

a)细长轴，所述细长轴包括远侧端部和近侧端部；

b)致动器，所述致动器可操作地连接至所述细长轴的近侧端部；

c)端部执行器，所述端部执行器适于与所述细长轴的远侧端部附接和脱离，所述端部执行器包括：

i)侧向偏转臂，所述侧向偏转臂的尺寸设定成接合所述细长轴的远侧端部的至少一部分；和

ii)环，所述环包括第一轴向位置和第二轴向位置，其中在所述第一位置，所述臂能够侧向偏转，并且在所述第二位置，所述环外接所述臂并约束所述臂使其不能侧向偏转。

2.根据权利要求1所述的外科装置，其中内杆的远侧端部包括尖的末端。

3.根据权利要求1所述的外科装置，其中所述致动器包括手动柄部。

4.根据权利要求1所述的外科装置，其中所述端部执行器适于与所述细长轴的远侧端部在体内附接和脱离。

5.根据权利要求1所述的外科装置，其中所述细长轴适于直接经皮插入。

6.根据权利要求1所述的外科装置，还包括所述端部执行器中的弹簧，所述弹簧将所述环偏压到所述第二位置。

7.根据权利要求6所述的外科装置，其中所述环的第一位置位于所述环的第二位置的远侧。

8.根据权利要求1所述的外科装置，还包括尺寸设定成用于接收端部执行器的加载器，所述加载器包括：

锁定状态，在所述锁定状态下，所述端部执行器被锁定在所述加载器中并且所述端部执行器环处于其第一位置；

解锁状态，在所述解锁状态下，所述端部执行器从所述加载器解锁并且所述端部执行器环处于其第二位置。

9.根据权利要求1所述的外科装置，其中所述臂包括中间齿状物，所述中间齿状物接合所述细长轴的远侧端部中的沟槽。

10.一种外科装置，包括：

a)细长轴，所述细长轴包括外管和定位在所述外管中的内杆，所述外管和所述内杆各自包括远侧端部和近侧端部，所述内杆和所述外管各自包括在所述远侧端部上的沟槽；

b)致动器，所述致动器可操作地连接至所述外管的近侧端部和所述内杆的近侧端部；

c)端部执行器，所述端部执行器适于与所述外管的远侧端部和所述内杆的远侧端部在体内附接和脱离，所述端部执行器包括：

i)第一臂，所述第一臂的尺寸设定成接合所述内杆的沟槽；

ii)第二臂，所述第二臂的尺寸设定成接合所述外管的沟槽；

iii)外部壳体，所述外部壳体能够在远侧轴向位置和近侧轴向位置之间运动，在所述远侧轴向位置上，所述第一臂和所述第二臂能够侧向偏转，在所述近侧轴向位置上，所述第一臂和所述第二臂被约束而不能侧向偏转；和

iv)弹簧，所述弹簧将所述外部壳体偏压到所述近侧轴向位置。

11.根据权利要求10所述的外科装置，其中所述第一臂和所述第二臂具有分别与所述内杆上的沟槽和所述外管上的沟槽卡扣接合的结构。

12.根据权利要求10所述的外科装置，其中所述第一臂和所述第二臂各自为悬臂式的并且各自包括中间齿状物，所述中间齿状物的尺寸设定成分别与所述内杆上的沟槽和所述外管上的沟槽配合。

13.根据权利要求10所述的外科装置，还包括尺寸设定成用于接收端部执行器的加载器，所述加载器包括：

锁定状态，在所述锁定状态下，所述端部执行器被锁定在所述加载器中并且所述端部执行器外部壳体处于其远侧轴向位置；

解锁状态，在所述解锁状态下，所述端部执行器从所述加载器解锁并且所述端部执行器外部壳体处于其近侧轴向位置。

14.根据权利要求10所述的外科装置，还包括尺寸设定成接合所述内杆的沟槽的第二内部侧向偏转臂。

15.一种外科装置，包括：

细长轴，所述细长轴包括外管和定位在所述外管中的内杆，所述外管和所述内杆各自包括远侧端部和近侧端部；

致动器，所述致动器可操作地连接至所述外管的近侧端部和所述内杆的近侧端部；

端部执行器，所述端部执行器适于与所述外管的远侧端部和所述内杆的远侧端部在体内附接和脱离，所述端部执行器包括用于与所述内杆的远侧端部锁定接合的夹头。

16.根据权利要求15所述的外科装置，所述端部执行器还包括用于与所述外管锁定接合的第二夹头。

17.根据权利要求15所述的外科装置，还包括加载器，所述加载器包括用于将所述端部执行器锁定在所述加载器中的夹头。

18.一种用于促进端部执行器与器械轴在体内附接和脱离的加载器，所述加载器包括：

细长轴，所述细长轴具有远侧端部和近侧端部；

加载器管，所述加载器管连接至所述细长轴的远侧端部，所述加载器管包括远侧开口；

夹头，所述夹头定位在所述加载器管中，所述夹头适于并且尺寸设定成接收并接合穿过所述远侧开口插入的所述端部执行器，所述夹头具有相对于所述加载器管的锁定位置和相对于所述加载器管的解锁位置；和

致动器，所述致动器连接至所述细长轴的近侧端部，所述致动器操作以在所述锁定位置和所述解锁位置之间选择。

19.根据权利要求18所述的加载器，还包括定位在所述加载器管中的弹簧，所述弹簧将所述夹头偏压到所述解锁位置。

20.一种外科系统，包括：

根据权利要求18所述的加载器；

器械轴，所述器械轴适于直接经皮插入；和

端部执行器，所述端部执行器适于与所述器械轴在体内附接和脱离。

21.根据权利要求20所述的外科系统，其中所述端部执行器适于在锁定状态和解锁状态下接合所述器械轴。

22.根据权利要求21所述的外科系统，其中当所述夹头在所述锁定位置接收并接合所述端部执行器时，所述端部执行器处于所述解锁状态；并且当所述夹头在所述解锁位置接收并接合所述端部执行器时，所述端部执行器处于所述锁定状态。

23.根据权利要求21所述的外科系统，其中所述夹头操作地连接至所述端部执行器，以使所述端部执行器在所述锁定状态和所述解锁状态之间切换。

24.根据权利要求18所述的加载器，其中所述加载器管相对于所述细长轴进行关节运动。

25.根据权利要求18所述的加载器，其中所述夹头包括具有中间取向齿状物的多个悬臂。

26.根据权利要求25所述的加载器，其中所述齿状物适于并且尺寸设定成接合所述端部执行器中的周向沟槽。

27.一种用于促进端部执行器与器械轴在体内附接和脱离的加载器，所述加载器包括：

细长轴，所述细长轴具有远侧端部和近侧端部；

加载器管，所述加载器管包括近侧端部和远侧开口，所述近侧端部连接至所述细长轴的远侧端部；

用于在所述加载器管中将所述端部执行器锁定和解锁的装置；和

致动器，所述致动器连接至所述细长轴的近侧端部，所述致动器操作地连接至用于锁定和解锁的所述装置。

28.一种用于促进端部执行器与器械轴在体内附接和脱离的加载器，所述加载器包括：

细长轴，所述细长轴具有远侧端部和近侧端部；

加载器管，所述加载器管连接至所述细长轴的远侧端部，所述加载器管包括远侧开口；

夹头，所述夹头定位在所述加载器管中，所述夹头适于并且尺寸设定成接收并接合穿过所述远侧开口插入的所述端部执行器，所述夹头具有将所述端部执行器锁定在所述加载器管中的第一位置和所述端部执行器能够从所述加载器管取出的第二位置。