CN105997232B - 钳子 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钳子，该钳子包括一对钳夹构件、联接至该对钳夹构件的驱动管和定位在该驱动管的近端的弹簧组件。该驱动管可移动而使一对钳夹构件中的一个或两个在间隔开位置和接近位置之间枢转。该弹簧组件被构造成接合所述驱动管并限制所述驱动管的运动以控制所述一对钳夹构件之间的相对运动。

Description

钳子

技术领域

本公开涉及钳子，更具体而言，涉及用于在组织密封过程期间控制钳夹力的钳子。

背景技术

基于能量的医疗设备通常连同能量源(结合在器械本身内的便携式能量源或外部能量源)一起使用，以向组织施加能量和控制能量的施加，以对组织进行热处理(例如，加热)，从而实现期望的组织效应。基于能量的外科钳例如既利用钳夹构件的机械夹紧作用又利用由能量源提供并输送至组织的能量，以对夹持在钳夹构件之间的组织进行加热，从而实现期望的组织效应，例如将组织密封。

一旦组织被夹持在钳夹构件之间，则组织密封典型地涉及在气化和干燥时段期间加热被夹持的组织，充气和干燥时段之后是胶原变性和融合时段。尽管在组织上施加较高钳夹力有利于组织密封过程的充气和干燥时段的效率，但是组织密封过程的变性和融合时段期间的高钳夹力往往促使组织粘结至钳夹构件。

发明内容

因而，这里公开的新的设备、系统和方法使得临床医生能够在组织密封过程中通过控制钳夹力而减少“组织粘结”。具体而言，当前公开的设备、系统和方法通过使组织密封过程的气化和干燥时段的钳夹力较高而使组织密封过程的变性和融合时段的钳夹力较低而利用弹簧组件提高组织密封质量。

在一个方面中，本公开涉及一种钳子，该钳子包括壳体和枢转地联接至所述壳体的手柄。该钳子包括轴组件，该轴组件限定纵向轴线并且从所述壳体沿着所述纵向轴线向远侧延伸。所述轴组件操作地联接至所述手柄。末端执行器组件被联接至所述轴组件的远端部部分并且包括一对钳夹构件。

所述一对钳夹构件中的一个或两个可相对于所述一对钳夹构件中的另一个在隔开位置和接近位置之间移动。所述一对钳夹构件均可以包括导电的组织接触表面，该组织接触表面被构造成连接至能量源，以处理被夹持在所述一对钳夹构件之间的组织。

所述钳子进一步包括弹簧组件，该弹簧组件定位在所述轴组件的近侧并且在所述手柄相对于所述壳体移动时可操作而接合所述轴组件并控制所述一对钳夹构件朝向所述接近位置的运动。所述弹簧组件可以包括滑块。一些实施方式中，所述弹簧组件被支撑在所述壳体内。所述钳子可以包括定位在驱动管的近侧的弹簧组件。所述壳体可以支撑所述驱动管和所述弹簧组件。在一些实施方式中，所述弹簧组件被构造成接合所述驱动管并限制所述驱动管的运动以控制所述一对钳夹构件之间的相对运动。

在一些实施方式中，所述轴组件包括驱动管。所述驱动管可以被联接至所述一对钳夹构件。所述驱动管的近端部被构造成接合所述滑块的远端部以减少所述一对钳夹构件之间的闭合钳夹力，同时增加使所述手柄前进以使所述一对钳夹构件接近所需的致动力。在一些实施方式中，所述手柄被联接至所述壳体并且可操作而使所述驱动管平移成与所述弹簧组件接合。所述驱动管可以移动而使所述一对钳夹构件中的一个或两个相对于所述一对钳夹组件中的另一个枢转。

在某些实施方式中，所述弹簧组件包括联接至所述滑块的压缩弹簧。所述压缩弹簧被构造成将所述滑块偏压向所述驱动管。在一些实施方式中，所述驱动管的近端部被构造成在驱动管移动时接合所述滑块的远端部以减少所述一对钳夹构件之间的闭合钳夹力，同时增加由所述弹簧施加在所述驱动管上的弹簧力。

在一些实施方式中，所述导电的组织接触表面可由所述能量源提供能量，以在所述滑块与所述驱动管接合的同时对组织进行处理。

在某些实施方式中，所述钳子包括联接至所述轴组件的驱动销。在一些实施方式中，所述钳子包括联接至所述驱动管的远端部部分的驱动销。所述一对钳夹构件中的一个或两个可以限定位于其中的长形凸轮槽。所述驱动销可滑动地支撑在所述长形凸轮槽内，以使所述一对钳夹构件中的一个或两个相对于所述一对钳夹构件中的另一个枢转。所述长形凸轮槽可以具有沿着所述纵向轴线的线性轮廓。所述纵向轴线可以由所述驱动管限定。在一些实施方式中，所述线性轮廓具有椭圆形构造。所述驱动销可以可滑动地支撑在所述长形凸轮槽内，以使所述一对钳夹构件中的一个或两个相对于所述一对钳夹构件中的另一个枢转。

从随后的描述、附图和权利要求书将清楚其他方面、特征和优点。

附图说明

结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图示了该公开的实施方式，并且用来与以上给出的该公开的大体描述以及下面给出的实施方式的详细描述一起来说明该公开的原理，其中：

图1是根据本公开的原理的钳子的立体图；

图2A是图1的钳子的侧视图，其中为了清楚起见将钳子的手柄的侧部移除，该钳子被示出为处于第一状态；

图2B是图2A中示出的所标示的细节区域的放大图，其中为了清楚起见将钳子的轴组件移除；

图2C是图2A中示出的所标示的细节区域的放大图；

图3A是图1的钳子的侧视图，为了清楚起见将钳子的手柄的侧部移除，该钳子被示出为处于第二状态；

图3B是图3A中示出的所标示的细节区域的放大图；

图3C是图3A中示出的所标示的细节区域的放大图，其中为了清楚起见将钳子的轴组件移除；

图4A是图1的钳子的侧视图，为了清楚起见将钳子的手柄的侧部移除，该钳子被示出为处于第三状态；

图4B是图4A中示出的所标示的细节区域的放大图；

图4C是图4A中示出的所标示的细节区域的放大图，其中为了清楚起见将钳子的轴组件移除；以及

图5是根据本公开的医疗工作站和操作控制台的示意图。

具体实施方式

下面参照附图描述本公开的具体实施方式，在附图中，类似的附图标记表示若干视图中的每个视图中的相同或对应的元件。在这里使用时，术语“远侧”是指系统、设备和/或其部件距离使用者更远的部分，而术语“近侧”是指系统、设备和/或其部件距离使用者更近的部分。在如下描述中，不详细描述公知的功能或结构，以避免因不必要的细节而使得本公开模糊不清。

根据本发明的外科系统可以包括内窥镜和/或开放性外科器械，诸如钳子设备、超声解剖设备和/或任何其他合适的外科设备。显然，不同的电气和机械连接和考虑适合于每个具体类型的设备，然而，本公开的各个方面和特征大体保持一致，不管所使用的具体设备如何。对于示例性外科设备的构造和操作的详细讨论，可以参照美国专利申请公开No.2013/0255063和/或美国专利No.8,444,664，通过参考将该专利申请和专利全部结合于此。

为了简洁，这里将仅针对内窥镜钳子描述本公开的外科系统。

现在转到图1，内窥镜钳子10限定纵向轴线“L-L”，并且包括壳体20、手柄组件25、轴组件30和末端执行器组件40。手柄组件25包括与壳体20一体地形成的固定手柄22和相对于固定手柄22可移动以使末端执行器组件40移动的可动手柄24，如下面更详细地描述的那样。旋转组件26被联接至壳体20并且包括可旋转旋钮26a。可旋转旋钮26a被联接至轴组件30(参见图2A)以如箭头“A1”所示赋予轴组件30旋转。触发器27被联接至壳体20和刀具组件(未示出)。对于示例性刀具组件的构造和操作的详细讨论，可以参考美国专利申请公开No.2013/0138102，通过参考将该专利申请全部结合于此。触发器27可相对于壳体20枢转，以选择性地使刀片(未示出)通过限定在末端执行器40的第一和第二钳夹构件42、44中的一个或二者中的刀具通道(未示出)平移，以切割布置在第一和第二钳夹构件42、44之间的组织。

壳体20可以支撑电池供电设备28，该电池供电设备28电联接至启动开关29和/或末端执行器组件40的组织接触表面42a、44a(参见图2B)，以例如向末端执行器组件40的组织接触表面42a、44a提供能量而将组织密封。另选地或附加地，钳子10包括电缆(未示出)，该电缆连接至诸如发电机之类的能量源(未示出)，以向末端执行器组件40提供能量，以便将组织密封。在一些实施方式中，电池供电设备28操作地联接至触发器27和/或可动手柄24，以在触发器27和/或可动手柄24相对于固定手柄22致动至例如预定位置/角度时启动电池供电设备28。

参照图2A，轴组件30包括外轴32和驱动管34。驱动管34可沿着纵向轴线“L-L”相对于外轴32轴向移动。驱动管34的近端部34a是自由的，而驱动管34的远端部34b经由驱动销36(参见图2B)联接至末端执行器组件40的近端部。

如图2B中所示，末端执行器40的第一和第二钳夹构件42、44通过枢转销46枢转地联接在一起。第一钳夹构件42包括位于其远端部的组织接触表面42a，并且限定贯穿其近端部的长形凸轮槽42b。类似地，第二钳夹构件44包括位于其远端部的组织接触表面44a，并且限定贯穿其近端部的长形凸轮槽44b。长形凸轮槽42b、44b具有沿着纵向轴线“L-L”并且横向于该纵向轴线“L-L”延伸的线性轮廓。在某些实施方式中，长形凸轮槽42b、44b的线性轮廓具有椭圆形构造。长形凸轮槽42b、44b可以包括任何合适的形状和/或尺寸，例如，长形凸轮槽42b、44b可以具有弓形和/或J形/手杖形轮廓，其多个部分可以被构造成能够响应于第一和/或第二钳夹构件42、44的相对运动而有利于第一和第二钳夹构件42、44之间的较高和/或较低的钳夹力。长形凸轮槽42b、44b被构造成可滑动地收纳驱动销36，以使第一和/或第二钳夹构件42、44能够相对枢转运动，从而在驱动销36相对于枢转销46通过长形凸轮槽42b、44b滑动时将第一和第二钳夹构件42、44定位在隔开状态(图2B)和接近状态(图4C)之间。

参照图2A和2C，壳体20支撑包括弹簧组件50的多个内部工作部件。弹簧组件50包括联接至壳体20的安装构件52、联接至安装构件52的弹簧54和联接至弹簧54的滑块56。安装构件52包括向远侧延伸至滑块56的轴52a。弹簧54围绕轴52a定位，使得轴52a能够支撑弹簧54并使弹簧54能够以最小展开沿着轴52a轴向移动。弹簧54可以是压缩弹簧。滑块56向远侧延伸至远端部56a，该远端部56a被构造成接合驱动管34的近端部34a，如在图3A和3B中看到的。在滑块56中限定有孔56b(图4B)，该孔56b的尺寸设定为收纳安装构件52的轴52a。

参照图2A-4C，在操作时，可动手柄24(该可动手柄24初始布置为相对于固定手柄22成第一角度“α1”)被致动/枢转以使第一和第二钳夹构件42、44接近以在它们之间夹持组织。例如，如箭头“A2”所示的可动手柄24朝向固定手柄22的枢转运动在近侧方向(由箭头“A3”表示)上将驱动管34从与弹簧组件50间隔开的第一位置(图2C)驱动到其中驱动管34的近端部34a接触滑块56的远端部56a的第二位置(图3B)。当驱动管34在近侧方向上沿着纵向轴线“L-L”轴向平移时，驱动销36通过长形凸轮槽42b、44b向近侧滑动，从而致使第一和第二钳夹构件42、44如箭头“P1”所示围绕枢转销46朝向彼此(或第一和第二钳夹构件42、44中的一个朝向另一个)枢转。有利地，临床医生可以在第一和第二钳夹构件42、44之间施加较高的钳夹力，以利用来自钳子10的部件的有限力/阻力将组织夹持在其间。当在该第二状态或中间状态下驱动管34的近端部34a接触滑块56的远端部56a时，在第一和第二钳夹构件42、44之间形成了间隙“G”，该间隙G可以为V形。在该中间状态下，可动手柄24被布置为相对于固定手柄22成第二角度“α2”。第二角度“α2”可以小于第一角度“α1”。

一旦在驱动管34的近端部34a和滑块56的远端部56a之间建立接触，则作用在方向“F”上的弹簧54的弹簧力抵抗其在近侧方向上的运动/压缩(由箭头“A4”表示)，由此通过减缓/停止驱动销36的近侧运动以及第一和/或第二钳夹构件42、44朝向接近位置(图4C)的枢转运动而阻尼或以其它方式限制第一和第二钳夹构件42、44之间的钳夹力。弹簧力随着弹簧54被进一步压缩而呈指数增加，从而在第一和第二钳夹构件42、44进一步接近彼此时有利地控制第一和第二钳夹构件42、44之间的钳夹力。当滑块56压缩弹簧54时，安装构件52的轴52a被收纳在孔56b中，以使滑块56能够朝向安装构件52移动。

方向“F”上的这些弹簧力的设立能够给临床医生提供在被夹持在其间的组织上建立预定钳夹力的触觉指示。在一些实施方式中，钳子10可以包括通过控制器(未示出)附加地和/或另选地提供听觉或视觉指示的其他机械和/或电气部件。该预定钳夹力还可以指示能够启动电外科能量来开始组织密封。如果期望的话，临床医生可以按下启动开关29来将组织接触表面42a、44a电启动，以开始组织密封过程。有利地，在有限钳夹力抵抗弹簧54的压缩而作用在第一和第二钳夹构件42、44之间的情况下，与具有更高未阻尼力从而导致组织粘结的变性和融合时段相比，能够更有效地控制组织密封过程的变性和融合时段，因而通过降低该风险而提高了组织密封质量。

在一个示例使用中，可以将组织夹持在第一和第二钳夹构件42、44之间以开始组织密封过程。然后，在可动手柄24被致动预定量以在第一和第二钳夹构件42、44之间施加较高钳夹力的情况下，将启动开关29致动，以利用已经通过启动开关29的致动而启动的组织接触表面42a、44a对被夹持的组织进行加热，例如气化和干燥。之后，在通过弹簧力“F”限制可动手柄24的情况下，降低第一和第二钳夹构件42、44之间的钳夹力，从而在被夹持组织的胶原变性并融合时降低组织粘结风险。

一旦组织被密封，则临床医生可以如箭头“A5”所示致动触发器27，以致动刀具组件，用于在刀片通过第一和/或第二钳夹构件42、44向远侧平移时利用刀具(未示出)选择性地切割被密封的组织。然后可以将触发器27和可动手柄24释放以进而释放组织。可以按照需要重复该过程，并且/或者可以从组织部位将钳子10移除。

这里公开的各种实施方式还可以被构造成与机器人外科系统一起工作，这一般被称为“远程外科”。这种系统采用各种机器人元件来辅助外科医生，并且允许对外科器械进行远程操作(或部分远程操作)。为此可以采用各种机械臂、齿轮、凸轮、带轮、电动和机械马达等，并且这些机械臂、齿轮、凸轮、带轮、电动和机械马达等可以设计有机器人外科系统以在操作或处理过程中辅助外科医生。这种机器人系统可以包括可远程操纵系统、自动柔性外科系统、远程柔性外科系统、远程多关节外科系统、无线外科系统、模块化或可选择性配置的远程操作外科系统等。

该机器人外科系统可以与一个或多个控制台一起采用，所述一个或多个控制台紧接着手术室或位于远程位置。在这种情况下，一组外科医生或护士可以将患者准备好进行外科手术，并且配置具有这里公开的一个或多个器械的机器人外科系统，同时另一外科医生(或另一组外科医生)借助于该机器人外科系统远程控制这些器械。如能够认识到的，高度熟练的外科医生可以在不离开他/她的远程控制台的情况下在多个地方执行多个手术，这既在经济上有利又对患者或一系列患者有益。

该外科系统的机械臂通常通过控制器连接至一对主手柄。这些手柄可以由外科医生移动，以使任何类型的外科器械(例如，末端执行器、夹持器、刀具、剪刀等)的工作端部产生对应运动，这些外科器械可以与这里描述的一个或多个实施方式的使用互补。主手柄的运动可以被缩放，从而使得工作端部具有与由外科医生的操作手进行的运动相比不同、更小或更大的对应运动。缩放系数或传动比可以进行调整，使得操作员能够控制外科器械的工作端部的分辨率。

所述主手柄可以包括各种传感器，以向外科医生提供与各种组织参数或状况(例如，由于操纵、切割或其他处理引起的组织阻力、器械在组织上的压力、组织温度、组织阻抗等等)有关的反馈。如能够认识到的，这些传感器给外科医生提供了模拟实际操作状况的增强触觉反馈。所述主手柄还可以包括各种不同的致动器，用于精细组织操纵或处理，从而进一步增强外科医生模拟实际操作状况的能力。

而且参照图5，总体上示出了作为工作站1000的医疗工作站，该医疗工作站大体可以包括多个机械臂1002、1003、控制设备1004和与控制设备1004联接的操作控制台1005。操作控制台1005可以包括：显示设备1006，该显示设备1006可以被具体地设置成显示三维图像；和手动输入设备1007、1008，通过该手动输入设备1007、1008，人们(未示出)(例如，外科医生)能够以第一操作模式远距离操纵机械臂1002、1003。

机械臂1002、1003中的每个都可以包括通过接头连接的多个构件和附装设备1009、1011，例如，根据这里公开的若干实施方式中的任一个实施方式的支撑末端执行器1100的外科工具“ST”可以附装至该附装设备，如下面将更详细地描述的。

机械臂1002、1003可以由连接至控制设备1004的电动驱动器(未示出)驱动。控制装置1004(例如，计算机)可以被设置成特别地通过计算机程序来启动这些驱动器，从而使得机械臂1002、1003、它们的附装设备1009、1011(并因而使得外科工具(包括末端执行器1100))根据通过手动输入设备1007、1008限定的运动而执行期望运动。控制设备1004还可以被设置成使得该控制设备1004管控机械臂1002、1003和/或驱动器的运动。

医疗工作站1000可以被构造成用于躺在患者台1012上待通过末端执行器1100以微创方式进行处理的患者1013。医疗工作站1000还可以包括多于两个的机械臂1002、1003，附加的机械臂同样连接至控制设备1004并可通过操作控制台1005远距离操纵。医疗器械或外科工具(包括末端执行器1100)也可以被附装至附加的机械臂。医疗工作站1000可以包括特别地联接至控制设备1004的数据库1014，在该数据库1014中存储例如来自患者/活体1013和/或解剖图册的术前数据。

本领域技术人员将理解，这里具体描述并在附图中示出的结构和方法是非限制的示例性实施方式，并且所述描述、公开和附图应该仅仅被解释为具体实施方式的示例。因此，将理解，本公开不限于所描述的精确实施方式，并且在不脱离该公开的范围或精神的情况下可以由本领域技术人员进行各种其他改变和修改。另外，与一些实施方式一起示出或描述的元件和特征在不脱离本公开的范围的情况下可以与一些其他实施方式的元件和特征组合，并且这些修改和变动也应该包括在本公开的范围内。因而，本公开的主题并不限于具体所示和描述的那些内容。

Claims (13)

1.一种钳子，其特征在于，该钳子包括：

壳体；

枢转地联接至所述壳体的手柄；

轴组件，该轴组件限定纵向轴线，从所述壳体沿着所述纵向轴线向远侧延伸并且操作地联接至所述手柄，所述轴组件包括驱动管；

末端执行器组件，该末端执行器组件被联接至所述轴组件的远端部部分并且包括一对钳夹构件，所述一对钳夹构件中的至少第一钳夹构件能够相对于所述一对钳夹构件中的第二钳夹构件在隔开位置和接近位置之间移动；以及

弹簧组件，该弹簧组件包括定位在所述驱动管的近侧的滑块，在所述手柄相对于所述壳体移动时，所述滑块的远端部能够操作而接合所述驱动管的近端部，以通过减小所述一对钳夹构件之间的闭合钳夹力同时增加使所述手柄前进以使所述一对钳夹构件接近所需的致动力，而控制所述一对钳夹构件朝向所述接近位置的运动。

2.根据权利要求1所述的钳子，其特征在于，所述弹簧组件包括联接至所述滑块的压缩弹簧，所述压缩弹簧被构造成将所述滑块偏压向所述驱动管。

3.根据权利要求1所述的钳子，其特征在于，所述一对钳夹构件均包括导电的组织接触表面，该组织接触表面被构造成连接至能量源，以处理被夹持在所述一对钳夹构件之间的组织。

4.根据权利要求3所述的钳子，其特征在于，所述导电的组织接触表面能够由所述能量源提供能量，以在所述滑块与所述驱动管接合的同时对组织进行处理。

5.根据权利要求1所述的钳子，其特征在于，该钳子进一步包括联接至所述轴组件的驱动销，所述一对钳夹构件中的至少一个限定位于其中的长形凸轮槽，所述驱动销能够滑动地支撑在所述长形凸轮槽内，以至少使所述一对钳夹构件中的所述第一钳夹构件相对于所述一对钳夹构件中的所述第二钳夹构件枢转。

6.根据权利要求5所述的钳子，其特征在于，所述长形凸轮槽具有沿着所述纵向轴线的线性轮廓。

7.一种钳子，其特征在于，该钳子包括：

一对钳夹构件；

驱动管，该驱动管被联接至所述一对钳夹构件，并且能够移动而使所述一对钳夹构件中的至少第一钳夹构件相对于所述一对钳夹构件中的第二钳夹构件在隔开位置和接近位置之间枢转；和

弹簧组件，该弹簧组件定位在所述驱动管的近侧，所述弹簧组件包括滑块，其中所述滑块的远端部被构造成在所述驱动管移动时接合所述驱动管的近端部，以通过减少所述一对钳夹构件之间的闭合钳夹力同时增加由所述弹簧施加在所述驱动管上的弹簧力，而限制所述驱动管的运动以控制所述一对钳夹构件之间的相对运动。

8.根据权利要求7所述的钳子，其特征在于，所述弹簧包括压缩弹簧，该压缩弹簧被构造成将所述滑块偏压向所述驱动管。

9.根据权利要求7所述的钳子，其特征在于，所述一对钳夹构件均包括导电的组织接触表面，该组织接触表面被构造成连接至能量源，以处理被夹持在所述一对钳夹构件之间的组织。

10.根据权利要求9所述的钳子，其特征在于，导电的组织接触表面能够由所述能量源提供能量，以在所述滑块与所述驱动管接合的同时对组织进行处理。

11.根据权利要求7所述的钳子，其特征在于，该钳子进一步包括联接至所述驱动管的远端部部分的驱动销，所述一对钳夹构件中的至少一个限定位于其中的长形凸轮槽，所述驱动销能够滑动地支撑在所述长形凸轮槽内，以至少使所述一对钳夹构件中的所述第一钳夹构件相对于所述一对钳夹构件中的所述第二钳夹构件枢转。

12.根据权利要求11所述的钳子，其特征在于，所述长形凸轮槽具有沿着由所述驱动管限定的纵向轴线的线性轮廓。

13.根据权利要求7所述的钳子，其特征在于，该钳子进一步包括支撑所述驱动管和所述弹簧组件的壳体。