CN107635479A - 用于使医疗装置在功能上无菌的适配器或适配器系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于将一手术工具接合到一手柄的适配器，所述手柄具有用于操作所述手术工具的一驱动机构。所述适配器包括两个可伸缩地连接的区段，一第一区段用于接合所述手述工具，一第二区段用于接合所述手柄。当所述第一区段和所述第二区段可伸缩地叠收，它们使得所述手术工具与所述手柄的驱动机构在操作上形成连接，同时防止使用者与所述手术工具和/或所述手柄的多个潜在非无菌区域接触。

Description

用于使医疗装置在功能上无菌的适配器或适配器系统
技术领域与背景技术
本发明涉及一种适配器或适配器系统，所述适配器或适配器系统可以用于使多种医疗装置在功能上无菌，从而能够重复使用它，而不必使这些装置进行灭菌。
利用电动机及多个部件的装置在医学领域是公知的。由于这些装置对灭菌剂或灭菌条件的复杂性和敏感性，这种装置可能难以被灭菌，特别是其电性部件。尽管一些电动/电性装置可以使用已知的灭菌过程来灭菌，但是这种装置暴露于重复的灭菌会增加损坏电性和机械部件的风险。由于这些装置必须在每次使用之前进行灭菌，所以使用这些装置可进行的程序数量可能受到其可承受的灭菌周期的数量所限制。另外适于灭菌的装置的机械设计需要密封，其可能是体积庞大、昂贵和复杂的。
因此需要一种方法，其可以使非无菌装置的部件是在功能上是无菌的，而不必使这些装置进行灭菌。
发明内容
本发明通过提供一种用于使非无菌医疗装置部件在功能上无菌的装置，同时实现无菌和非无菌装置部件的耦合，成功地解决了目前已知的配置的缺点。
除非另有定义，否则所有本文使用的技术和/或科学术语与本发明所属领域的通常技术人员所理解的具有相同含义。尽管与本文所描述的类似或相同的方法或材料可以用于实践或测试本发明的实施例，但是仍将示例性的方法和/或材料描述如下。在冲突的情况下，以专利说明书所包含的定义为主。此外材料、方法和实施例仅是用于说明，而非旨在必然性地限制各自实施例。
附图说明
本发明在本文中仅以示例性的方式描述，并参考附图。现在具体详细地参照附图，重要的是其所显示的细节是通过示例的方式，仅仅是用于说明及讨论本发明的较佳实施例，并为了提供被认为是对本发明原理和概念方面最有用和容易理解的描述而呈现。在这点上，并未试图显示本发明的结构细节，并未比本发明的必要的基础了解更详细，当结合附图，如何可具体实践出本发明的几种形式对于领域技术人员是显而易见的。
在附图中：
图1是本适配器的多个部件的一分解图。
图2是图1的所述组装的适配器的一侧视图。
图3是本适配器的一等比视图，显示所述适配器的两个区段中的驱动轴通过孔。
图4a至图4b显示本适配器耦合至一手柄的一驱动机构部分。
图5a至图5c显示一工具轴耦合至所述适配器，所述适配器安装在所述驱动机构上。
图5d显示所述手术工具的所述齿轮壳体。
图6a至图10显示根据本发明的教示所构造的一适配器系统。
图6a至图6b(分别)显示带有和不带有上盖的手柄。
图7显示本适配器系统的所述手柄和手术工具部件。
图8a至图8c详细显示所述手术工具适配器的所述无菌覆盖机构(图8a至图8b)和下面的轴连接器(图8c)。
图9显示所述外侧覆盖物的收缩，而所述工具齿轮壳体连接到所述驱动手柄。
图10显示一剖视图，显示所述工具连接到所述手柄驱动机构。
图11a至图11e显示根据本发明的教示所构造的一手柄适配器。
图11f显示图11a至图11d的适配器，连接到所述手柄(左)并耦合到所述手术工具(右)。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种适配器，所述适配器可用于使非无菌的医疗装置在功能上是无菌的。具体而言，本发明可用于防止使用者与医疗装置的多个潜在的非无菌区域接触，包括电动机和电性/机械部件，从而使这些装置在功能上是无菌的。
参考图式和所附描述可以更好地理解本发明的原理和操作。
在说明本发明的至少一种详细实施例之前，应当理解的是，本发明不只限于应用到下面的说明中所阐述的细节或通过实施例举例说明的细节。本发明能够实施成为其它的实施例或以各种方式被实践。另外也应理解，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被视为限制。
在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解的是，本发明的应用并不限于在下面的描述中阐述的或者在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施例或以各种方式实践或执行。而且，应该理解，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应该被认为是限制性的。
重复灭菌包括机械和/或电性部件的复杂医疗装置的问题在本领域中是公知的。在将本发明实践的同时，本发明人通过提供一种适配器来设计这样的问题的解决方案，所述适配器可以覆盖电性/机械装置部分(例如，包括一驱动机构的装置手柄)的多个潜在非无菌区域，同时提供一介面至无菌且可抛弃的多个部件，所述部件可连接到这种电性/机械装置部分。因此本发明使得在无菌条件下能够使用包括非无菌组件的装置。
如本文进一步所描述，本发明包括一适配器，所述适配器能够将一非无菌的装置部分(例如电动手柄)耦合至无菌部分(例如腹腔镜轴)，从而允许外科医生安全地使用两个被连接的装置部分，而不会被非无菌部分污染。此外，本适配器使外科医生能够将所述驱动手柄与所述腹腔镜轴分离，而不暴露于所述装置的多个非无菌区域，并且以相同的程序重复使用所述工具并进行任意次数的操作，而不用担心污染工作人员或环境。
因此，根据本发明的一方面，提供一种用于将一手术工具耦合到一手柄的一装置，所述手柄具有一驱动机构用于操作所述手术工具。一手术工具的示例包括内视镜/腹腔镜轴、抓持器或单极性钩(mono polar hook)或具有切割元件的双极性爪的工具(tool withbi-polar jaws with cutting element)。手术工具可以是简单笔直的抓持器或切割器，或者可包括一可偏折的轴。所述手柄可以是一控制手柄，设置有手动或电动的驱动机构和相关介面，以及用于与外部装置(例如流体源、监视器、散热控制装置或任何其他计算机化装置)接合的其他部件。通常，手术工具部分在身体内部进行操作，而手柄部分在身体外部进行操作。
在一实施例中，本装置(在本文中也被称为“适配器”)包括两个可伸缩连接的区段。第一区段配置用以接合所述手术工具，而第二区段配置用以接合所述手柄。当第一区段和第二区段可伸缩地叠收(一者在另一者内部)时，它们使得所述手术工具和所述手柄驱动机构之间操作上形成连接。
此外，当叠收时，所述多个区段形成一覆盖物，围绕所述非无菌区域，将所述手柄连接到所述手术工具，即，非无菌的手柄部分内嵌在所述适配器内，并且尽管所述手柄驱动机构可以直接接触所述手术工具的轴，其不会暴露于操作者或环境中，因此不用担心污染环境或操作者。此外，将所述轴从所述手柄脱离，使得所述手术工具的可能被污染或可污染的部分被覆盖，从而保护使用者和环境免于接触所述手术工具的潜在污染区域。
在本发明的另一实施例中，两个适配器用于功能上灭菌，分别为连接到所述手柄的第一适配器和连接到所述手术工具的第二适配器。
因此，本发明能够使用非无菌组件而不用担心污染环境或使用者。
现在参考附图，图1至图5c显示本发明的装置的一实施例，在此被称为适配器10。
适配器10包括两个可伸缩叠收区段12，分别为可以连接到手术工具的第一(工具)区段14，以及可以连接到手柄的第二(手柄)区段16。
图1是适配器10的一分解图，显示区段14和16之间的关系。区段14包括一或多个弹簧18(显示出三个)，用于使区段14克服一弹簧力压缩到区段16中。当叠收于一闭合(操作)位置时，弹簧18协助自动伸缩而开放区段14和16。区段14还包括装配有销24的杆22，用于通过装配和拆卸循环来引导区段14和16的伸缩运动。弹簧18和杆22装配到区段16中的孔洞20中。销24装配到区段16中的导向槽26中。
区段14和16还(分别)包括周向突起28和30。突起28将区段16锁定到机电装置的开口，以确保区段16不会相对于被覆盖的非无菌区域移动。突起30确保了区段14和16之间的正确定向，以确保突起28处于右侧锁定位置。
在图2中以侧视图显示组装好的适配器10。在区段14的底部和区段16的底部之间的开放(非操作)距离由“h”表示。
区段14和16可以由可通过高压灭菌器或其他灭菌方法进行灭菌的一聚合物或一合金或任何材料所制造。区段14和16可以被成形为圆柱体或成行为适合于其功能性的任何其他形状。区段14和16的各者的直径(D)为10至40毫米的而高度(H)为10至60毫米。当适配器开放时，突起28和突起30之间的距离可以是10-4010至40毫米。当关闭时，区段14的底部和区段16的底部通常可以彼此接触。
区段14和16可以(分别地)使用耦合器耦合到工具和手柄，诸如区段16的突起28，所述突起配合所述机电装置的开口中的槽，将区段14锁定到所述机电装置的开口，以确保区段14将不会相对于被覆盖的非无菌区域移动。
图4a至图4b显示适配器10(处于开放，未叠收状态)耦合至一手柄(机电装置)。为了简单和清楚起见，仅显示手柄的驱动部分。区段16耦合至驱动机构34，而不使区段14叠收到区段16中。这保护了手柄的驱动机构34的内部免受暴露于环境。一旦驱动机构34连接到区段16，将手术工具36(例如腹腔镜抓持器)装配到区段14中，区段14和16被压缩(叠收)以通过孔洞32将驱动机构34耦合至手术工具36的轴38的齿轮箱43，如图3所示。上盖40装配在手术工具36的轴38上，然后用于锁定(使用具有锁销(lock pin)的螺帽)区段14和16至一压缩(操作)状态。
如图5a所示，手术工具36包括一齿轮机构43，用于将手柄驱动机构的运动转移到轴38和与其连接的手术装置(例如抓持器)的运动。下面参照图5d更详细地描述齿轮机构。
如图5b至图5c所示，当适配器10被叠收(闭合)并固定时，手柄驱动机构(驱动轴)通过适配器10和齿轮机构43的壳体中的孔32与手术工具36的齿轮机构43接合。虽然手柄的所述潜在受污染的驱动机构将接触无菌的轴部分，所述轴的部分将被隔离在适配器10内，并且因此在外科手术过程中不会暴露于操作者(外科医生)或环境。为了使轴38从手柄驱动机构(和手柄)脱离，上盖40沿与闭合方向相反的方向旋转。
当上盖40打开时，区段14和16伸缩地分开，保持齿轮机构43远离手柄驱动机构的任何污染部分，同时仍保护在适配器10内。
图5d显示由可叠收部分42和44所形成的齿轮壳体43。部分42将电动机(在手柄内)的旋转转为轴38和轴端(和工具)的运动。壳体的部分44在部分42内滑动。当通过将部分44推入部分42而壳体43可伸缩地叠收时，一或多个弹簧50(显示出一个)被压缩。弹簧50中的张力允许壳体43在一锁定机构释放。部分44还包括装有多个销24的多个杆凹槽，用于引导部分42和44的伸缩运动。弹簧50和杆22装配在部分44中的孔中(未显示)。销24装配到部分44中的导向槽中。为了将工具耦合至手柄的驱动机构，使用者将壳体43的部分44装配到适配器10的部分14中，适配器10连接手柄。
当被耦合时，部分44使驱动机构(驱动轴)通过适配器10的孔32(图3)和壳体43的部分44的孔46接合手术工具的轴38的近侧部分。
当部分44与适配器10的部分14脱离时，其保持部分44远离部分42的潜在污染的内部区域，伸缩地伸出(通过弹簧50)。因此，轴38的暴露于驱动机构的区域被转接器10保护，而轴38被区段44保护。
手术工具的壳体43可以包括电子电路(或芯片)，当手术工具与手柄驱动器接合时，电子电路(或芯片)可以被激活。激活可以通过直接接触或无线触发。存储在电路/芯片上的数据可以用于手术工具及其制造商的认证，以及用于计算工具的使用程序的次数和/或工具或其任何部件的使用时间量。
其他数据可以参考激活的工具参数，例如移动范围、每台电动机的最大电流、整个装置的最大电流、移动速度等。
当工具脱离手柄时，电路/芯片还可以存储与每个电动机的位置有关的信息。这允许外科医生在接合或分离工具之前无需任何校准或者需要将工具重设到“初始位置”即可更换工具。
本发明还包括使用两个适配器，一者装配到手柄，另一者装配到手术工具，以将手柄耦合到手术工具。
这样的两个适配器系统将使两个装置部件耦合，从而即使在彼此断开连接时也功能地灭菌。
使用者可以通过伸缩叠收和锁定，以便将手柄与工具在操作上形成接合，而将两个适配器耦合。拆卸时，两个装置的组件(手柄和工具)的潜在污染区域仍然由其各自的(连接的)适配器覆盖。因此，所述适配器系统使得使用者能够使用和存储一装置轴或手柄，如同它们是无菌的，从而在整个手术过程中允许多次组装和拆卸。
本发明还包括使用一工具轴适配器，其配置为与上文描述的适配器10一起使用。图6a至图10显示一轴适配器的一实施例，在此被称为适配器100。
适配器100具有保护工具轴免于暴露的作用，同时能够与如上所述的附接到手柄的适配器10耦合，或者独立地起作用。
图6a显示一手柄适配器74装设有上盖78，覆盖顶部开口。这允许使用无菌程序，如高压灭菌器或ETO，而不会将诸如电动机和电路的敏感部件暴露于潜在的破坏性环境和材料中。图6b显示手柄适配器74的上盖78被移除，以准备耦合到一手术工具。
图7显示适配器100的外部部件，而手术工具未连接到驱动手柄，并且柔性上盖132突出并覆盖手术工具的内部近端部分(即齿轮壳体)。
适配器100使无菌手术工具通过驱动手柄的被污染的开口直接连接到马达(或其他部件，例如电连接器)，使外科医生和工作人员能够使用手柄和被连接的工具，以作为一无菌的单元。当适配器100脱离时，外科手术工具和手柄都不受污染，并且不会污染环境和手术人员。
如图7所示，适配器100的三个主要部分为：近端环90，作为适配器100至手柄的连接部分；柔性套管99由弹簧91组成，所述弹簧91整合到柔性外套98中；以及远端基座92，作为手术工具的齿轮壳体的顶部(在图中未示)。
图7还显示上盖140，将手术工具固定到手柄。
图8a显适配器100的另一视图。近端环90，作为与手柄的连接的部分，具有肩部95，用为一挡止环，防止使用者将适配器进一步推入手柄的开口中。
适配环97具有定向槽93，用于确保适配器100和驱动手柄开口之间的正确连接。图8b是齿轮壳体适配环97及其定向杆89的的剖视图。还显示齿轮壳体110和位于开口96处的连接齿轮头部105。图8c显示适配器100，其中套管99被移除以显示端侧环90、壳体110以及这些部件之间的关系。显示环件90的定向杆89以及壳体110的沟槽144和141接收定向杆89。通过使用沟槽93将环件90保持在相对于驱动手柄的正确定向上，同时使用定向杆89保持齿轮壳体在正确的定向。环件90的内径小于驱动手柄开口的内径，防止齿轮壳体与驱动手柄开口的潜在污染的内表面接触。
图9显示两种状态下的适配器。在覆盖状态(左图)下，套管99延伸出并覆盖壳体110并且避免与其接触，以及在压缩状态(右图)下，暴露外科手术工具的壳体110允许其与手柄的驱动机构接合。
图10是一剖视图显示组装后的手柄适配器系统手术工具。手柄74的驱动轴104经由开口96插入到壳体110中，并且直接接合手术工具的齿轮105。壳体110不接触手柄74的底面或开口的内表面。套管99收缩并隐藏在上盖140下，将手术工具固定到手柄。
本发明还包括用于一手柄的适配器。这种手柄适配器的一实施例在图11a至图11f中显示并且在此被称为适配器210。
图11a是适配器210的一等距视图，显示区段14和160之间的关系。区段14包括一或多个弹簧，用于使区段14对抗弹簧力而伸缩地压缩到区段160中。当从压缩状态释放时，(多个)弹簧协助适配器210的自动伸缩的扩张。
如图11b所示，适配器160设计成围绕手柄驱动机构34(也称为驱动机构34)的密封隔室。
当驱动机构34耦合至适配器210时，区段160中的多个销保持在区段160和手柄驱动器34之间的正确定向。
如图11c所示，区段160的内壁包括定向槽151和锁定槽152。这些槽将使驱动机构34能够锁定和密封在区段160内。驱动机构34可以包含电性或机械连接器153。当锁定驱动机构34在区段160中，连接器153使驱动机构34(和一附接的手柄接口)能够控制连接至适配器210的手术工具。
图11d显示在耦合到适配器210之前的手柄170(其承载着驱动机构34)。沟槽151a用于相对于区段160定位手柄170。锁定环171使用区段160处的沟槽152将手柄170固定到适配器。当手柄170和区段160耦合时，电性连接器153和153a接触以允许对驱动机构34进行控制。使用者经由电性开关173或机械致动器来控制装置(未显示)。
图11e显示手柄170，接合到适配器210的区段160。
图11f图示在耦合至手术工具(左图)之前并且在耦合至手术工具(右图)之前的手柄170和适配器210。
适配器210的区段14和160(分别)包括周向突起28和30。突起28将区段16锁定到机电装置的开口，以确保区段16不会相对于被覆盖的非无菌区域移动。突起30确保区段14和160之间的正确定向，以确保突起28将处于右锁定位置。
本文中所使用的术语“约”是指±10％。
可以理解，本发明中的特定特征，为清楚起见，在分开的实施例的内文中描述，也可以在单一实施例的组合中提供。相反地，本发明中，为简洁起见，在单一实施例的内文中所描述的各种特征，也可以分开地、或者以任何合适的子组合、或者在适用于本发明的任何其他描述的实施例中提供。在各种实施例的内文中所描述的特定特征，并不被认为是那些实施方案的必要特征，除非所述实施例没有那些元素就不起作用。
虽然本发明结合其具体实施例而被描述，显而易见的是，许多替代、修改及变化对于那些本领域的技术人员将是显而易见的。因此，其意在包括落入所附权利要求书的范围内的所有替代、修改及变化。
在本说明书中提及的所有出版物、专利及专利申请以其整体在此通过引用并入本说明书中。其程度如同各单独的出版物、专利或专利申请被具体及单独地指明而通过引用并入本文中。此外，所引用的或指出的任何参考文献不应被解释为承认这些参考文献可作为本发明的现有技术。

Claims (14)

1.一种用于将一手术工具耦合到一手柄的适配器，所述手柄具有用于操作所述手术工具的一驱动机构，其特征在于：所述适配器包括：
两个可伸缩地连接的区段，一第一区段用于接合所述手术工具，以及一第二区段用于接合所述手柄，其中可伸缩地叠收所述第一区段和所述第二区段，使得所述手术工具与所述手柄驱动机构在操作上形成连接。
2.如权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述第一区段包括一第一机构，用于接合所述手术工具的一轴。
3.如权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述第二区段包括一第二机构，用于接合所述驱动机构。
4.如权利要求3所述的适配器，其特征在于：当所述第一区段和所述第二区段伸缩叠收时，所述第一机构和所述第二机构在操作上形成接合。
5.如权利要求4所述的适配器，其特征在于：所述第一机构和所述第二机构包括多个齿轮。
6.如权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述适配器还包括至少一弹簧，插入在所述第一区段和所述第二区段之间，其中可伸缩地叠收所述第一区段和所述第二区段用以压缩所述至少一弹簧。
7.如权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述第一区段被配置为一圆柱体，所述第一机构被凹陷容置在所述圆柱体内。
8.如权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述第二机构被配置用于接合一电动机的一驱动轴。
9.如权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述手术工具包括一可偏转轴，并且所述第一机构配置用于传递所述驱动机构的运动，以偏转所述偏转轴。
10.如权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述适配器进一步包括一识别模块，当接合到所述第一区段时，所述识别模块用于对所述手术工具进行分型。
11.如权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述装置主体包括一锁定机构，用于将所述第一区段和所述第二区段锁定在所述伸缩叠收的状态。
12.如权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述第一区段及/或所述第二区段被配置用以覆盖所述工具和/或所述手柄的一潜在非无菌区域。
13.一种用于将一手术工具接合到一手柄的系统，所述手柄具有用于操作所述手术工具的一驱动机构，其特征在于：所述系统包括：
(a)一手柄适配器，包括两个可伸缩地连接的区段，一第一手柄区段用于接合所述手柄；
(b)一工具适配器，包括两个可伸缩地连接的区段，一第一工具区段用于接合所述工具，其中当所述手柄适配器和所述工具适配器可伸缩地叠收，使得所述手术工具与所述手柄驱动机构在操作上形成连接时，所述手柄适配器和所述工具适配器可被耦合，同时防止所述手术工具与所述手柄之间的接触。
14.如权利要求13所述的适配器，其特征在于：所述第一区段和/或所述第二区段被配置用以覆盖所述工具和/或所述手柄的一潜在非无菌区域。
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