CN107847661A - 插管固定装置、系统和相关方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在手术切口处插入的插管固定装置包括具有构造成接收插管的通道的套筒，以及被构造成将插管可旋转地联接到套筒并且保持插管相对于套筒的轴向位置的夹具。

Description

插管固定装置、系统和相关方法

相关申请

本申请要求2015年5月29日提交的题为“CANNULA FIXATION DEVICES SYSTEMSAND RELATED METHODS”(插管固定装置、系统和相关方法)的美国临时专利申请号62/168,155的申请日的优先权和权益，该申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的方面涉及用于手术插管的固定装置以及相关系统和方法。

背景技术

各种手术过程依赖于通过患者身体中的切口插入的插管来提供到手术或诊断部位的通路。在开放式腹腔镜手术过程中有时被称为“Hasson”过程，用这项技术开发者的名字命名。通过截头圆锥形的固定套筒插入插管，该固定套筒用于保持插管定位并且也在切口部位处在插管和患者体壁之间提供密封。通过这种方式，由于初始切口通常大于插管外径，所以能够防止手术中使用的充气气体通过插管和固定套筒周围的切口泄漏(例如，允许保持手术引起的气腹)。固定套筒(有时称为Hassion锥体)也通常锁定在插管的外表面上，以便在手术过程期间通过插管引入手术工具期间固定和稳定插管插入的位置。在该锁定构造中防止插管相对于套筒的相对运动。为了防止套筒和插管相对于患者体壁的移动，通常将套筒缝合到切口周围的患者体壁上。

这种插管固定套筒既用于手动微创外科手术，诸如，例如腹腔镜手术，也用于计算机辅助远程操作外科手术。然而，如以下进一步详述的，传统的插管固定套筒需要进一步改进以增强其保持密封的能力，并且在插管的各种运动过程中将插管保持在合适的位置，同时继续保持这种设备的可靠性和相对简单的结构和使用方法。

发明内容

本公开的示例性实施例可以解决一个或更多个上述的问题，和/或可以展示上述期望的特征中的一个或更多个。其他特征和/或优点可以从下面的描述中变得显而易见。

根据至少一个示例性实施例，用于在手术切口处插入的插管固定装置包括具有被构造成接收插管的通道的套筒和构造成将插管可旋转地联接到套筒并且保持插管相对于套筒的轴向位置的夹具。

根据至少一个示例性实施例，在手术过程期间通过插入部位将插管保持就位的方法，包括相对于定位在插入部位的套筒保持插管在固定的轴向位置，套筒抵靠插入部位的体壁密封以防止注入气体通过插入部位泄漏，并且在手术过程期间允许插管相对于套筒旋转运动同时保持插管的固定的轴向位置。

附加的目的、特征和/或优点将在下面的描述中部分地阐述，部分将从描述中显而易见，或者可以通过本公开和/或权利要求的实践获悉。这些目的和优点中的至少一些可以通过所附权利要求中特别指出的元素和组合来实现和获得。

应该理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述仅仅是示例性和说明性的，而不是对权利要求的限制。权利要求应该有权享受其全部范围(包括等同物)。

附图说明

单独或结合随附的附图，能够从下面的详细描述中理解本公开。包括附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图示出了本教导的一个或更多个示例性实施例，并与说明书一起用于解释某些原理和操作。

图1是根据示例性实施例插入在患者体壁中的位置的插管和插管固定装置的透视图。

图2是根据示例性实施例的插管固定装置的透视图。

图3是图2的插管固定装置的部分3-3的局部横截面图。

图4是从面向夹具的方向观察的图2的插管固定装置的轴向端视图，并示出处于释放状态的固定装置。

图5是从面向夹具的方向观察的图2的插管固定装置的轴向端视图，并示出处于固定状态的固定装置。

图6是根据本公开的插管固定装置的另一个示例性实施例的纵向透视截面图。

图7是根据本公开的插管固定装置的另一个示例性实施例的透视图，示出了与装置固定套筒分离的插管固定装置的夹具。

图8是图7的插管固定装置的纵向截面图，示出了联接到固定套筒的夹具。

图9是根据本公开的插管固定装置的又一个示例性实施例的透视图。

图10是图9的插管固定装置的纵向截面图。

图11是根据本公开的插管固定装置的另一个示例性实施例的透视图。

图12是图11的插管固定装置的夹具的详细纵向截面图。

图13是从面向夹具的方向观察的图11插管固定装置的轴向端视图。

图14是根据本公开的插管固定装置的另一个示例性实施例的透视图。

图15是图14的插管固定装置的纵向截面图。

图16是根据本公开的插管固定装置的另一个示例性实施例的透视图。

图17是图16的插管固定装置的纵向截面图。

图18是根据本公开的插管固定装置的另一个示例性实施例的透视图。

图19是图18的插管固定装置的纵向截面图。

图20是图18的插管固定装置的夹具的分离透视图。

图21是图18的插管固定装置的固定套筒的分离透视图。

具体实施方式

说明示例性实施例的该描述和附图不应被视为限制性的。在不脱离本说明书和权利要求书包括等同物的范围的情况下，可以进行各种机械、组成、结构、电和操作变化。在一些情况下，众所周知的结构和技术未被详细示出或描述，以免混淆本公开。两个或更多个附图中类似的数字表示相同或相似的元素。此外，参照一个实施例详细描述的元素和其相关的特征(只要是切实可行的)也可以包含于未具体展示或描述该元素和其相关的特征的其他实施例中。例如，如果一个元素被参照一个实施例详细描述而没有参照第二实施例被描述，然而，该元素也可以被包括在第二实施例中来要求保护。

除非另有说明，否则对于本说明书和随附权利要求来说，在说明书和权利要求书中使用的表示数量，百分比或比例的所有数字以及其他数值都应被理解为在所有情况下都由术语“大约”修饰到它们未被如此修改的程度。因此，除非有相反指示，否则在下面的说明书和所附权利要求书中提出的数字参数是可以根据寻求获得的所期望的性能而变化的近似值。至少，不是试图限制权利要求范围的等同理论应用，每个数字参数至少应该根据所报告的有效数字的数目并通过使用普通的四舍五入技术来解释。

值得注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该/所述”以及任何单词的任何单数使用，除非明确地和明白地限于一个指示物，否则都包括复数指示物。如本文所使用的，术语“包括”及其语法变体旨在是非限制性的，使得列表中的术语的描述不是排除能够被替换或添加到所列项目的其他类似的术语。

如上所述，插管固定套筒用于微创外科手术中，不管是在手动腹腔镜手术还是在计算机辅助远程操作手术过程中执行，例如使用计算机辅助远程操作手术系统(诸如由加利福尼亚州桑尼维尔市的Intuitive Surgical Inc.(直观外科手术公司)出售的da Vinci外科手术系统、Single Site^TMda外科手术系统或daXi^TM外科手术系统以及其他系统。各种传统的插管固定套筒构造以防止插管相对于套筒的轴向和旋转运动的方式锁定在插管的外径上。轴向是指沿着插管或插管固定套筒的近侧(远离手术部位)端部和远侧(朝向手术部位)端部之间的纵向轴线的取向。旋转是指围绕纵向轴线的旋转方向(顺时针或逆时针)。

然而，在一些情况下，插管的旋转能够在手术过程期间发生。举例来说，在手术过程中在外科手术器械的远程操作期间，各种计算机辅助远程操作手术系统中，安装到患者侧推车的臂的插管围绕运动的远程中心移动。插管在这种远程操作手术系统中的运动是对远程操作手术系统中使用的整体运动控制方案的自动化响应，从而使得插管所经历的一些运动对外科医生和其他外科手术人员而言是难以提前预测的。例如，自起始俯仰/偏航取向的大的插管俯仰运动(然后是大的插管偏航运动，然后是返回到起始俯仰/偏航取向的大的俯仰运动)能够导致在切口处的插管滚动(围绕插管的纵向轴线旋转)。

常规插管固定套筒锁定到其的插管的旋转运动进而能够导致套筒与插管的旋转。在足够量的旋转力下，保持固定套筒的缝合线会受损，使得固定套筒相对于体壁产生移位，这进而可能导致套筒与体壁之间的密封失效、体壁与插管和套筒之间的(包括沿插管的轴向方向)相对运动和/或切口部位的创伤。

为了解决这些和其他问题，根据本公开的各种示例性实施例设想了一种插管固定装置，该插管固定装置能够夹紧到插管上以防止插管固定装置和插管之间的轴向移动，同时还允许插管相对于固定装置的与体壁形成密封的部分自由旋转。这样的构造能够允许插管旋转，而不会由于这种旋转而在缝合线上施加可能损伤缝合线的负载。

本公开的各种示例性实施例进一步考虑了允许清洁流体进入装置的各种内部定位的部分的插管固定装置构造，以确保在冲洗和刷洗过程期间这些装置能够被充分清洁。这样的构造能够允许插管固定装置被重新用于多个外科手术过程。

为了进一步允许重复使用插管固定装置，根据本公开的示例性实施例考虑将例如生物医学级材料的材料应用于设备，该材料使得设备能够承受高压灭菌，诸如，例如生物医学级金属包括但不限于，不锈钢，和生物医学级塑料，生物医学级塑料包括但不限于，各种高温树脂(例如，PPSU(聚苯砜)、PEEK(聚醚醚酮)、PSU(聚砜)、PPO(对-亚苯基氧化物)、PTFE(聚四氟乙烯)、PEI(聚醚酰亚胺))。在另一些示例性实施例中，插管固定装置可以被设计成一次性装置并且是可丢弃的，在这种情况下，其可以由生物医学级塑料材料制成。由塑料材料制成的固定装置也可减轻装置的重量，从而潜在地减轻作用在远程外科手术患者侧推车的操纵臂上的惯性/重量，装置可通过操纵臂用于各种示例性实施例中。

本公开进一步设想了提供具有在其外边缘上的特征的插管固定装置的各种示例性实施例，以有助于降低固定装置在插入切口部位之前滚落其可被放置在其上的表面(例如，手术托盘、手术室桌子、清洁设施桌子等)的风险。与地板碰撞时，插管固定装置会受损，并且杀菌会受到影响。

根据本公开的插管固定装置的示例性实施例的其他方面和特征将在下面进行讨论。

参见图1，其描绘了在手术部位处插入到患者的体壁B中就位的插管和插管固定装置的示意图。如图所示，固定装置100具有带有锥形外表面103的大致截头圆锥形形状，锥形外表面103可选地包括：各种肋110、螺纹、滚花或其它类似的表面特征，以协助在插入到体壁B中的切口开口中的固定装置100的位置中与患者的体壁B创建干涉。外表面103从近侧端部101向远侧端部102逐渐变细。在附图的示例性实施例的取向中，装置的近侧方向标记为P，而远侧方向标记为D。呈锥形的外部(侧面)表面轮廓有助于将固定装置围绕插管插入到不同的深度，以适应各种尺寸的切口开口，从而确保插入的固定装置足够的密封，以防止注入气体泄漏和固定装置相对于体壁的相对运动。表面特征110是可选的，并且各种示例性实施例能够包括没有这种表面特征或具有其他构造和布置的表面特征的固定装置。

固定装置100还包括一个从装置100的相反端101、102处的开口之间延伸的中央内部通道。中央内部通道经定尺寸以接收插管1000，以允许插管通过切口部位插入到其中要进行外科手术的体腔中。根据各种示例性实施例，在插管和固定装置100在体壁中的插入位置中，固定装置100通过围绕切口开口的(例如，以荷包布置(purse-string arrangement))一条或更多条缝线150保持在原位。尽管在图1中示出了两条缝合线150，本领域普通技术人员将理解，可以使用许多条缝合线将固定装置充分地附接和密封到体壁。固定装置还能够包括缝合线保留特征120，缝合线150可以根据需要接近并打结到缝合线保留特征120，以便在移除插管和固定装置后闭合切口。缝合线保留特征120能够具有多种布置和构造，如将在下面进一步描述的各种示例性实施例的描述中所展示的。

固定装置100被构造成可释放地固定到插管1000。在固定状态下，固定装置100以足以防止插管1000在轴向方向A上的运动的力夹紧到插管1000的外表面1003。固定装置100也被构造成以释放状态放置，固定装置100在释放状态允许插管1000相对于固定装置100在轴向方向A上的运动。相对容易地将插管固定装置和插管固定到彼此以保持插管的轴向位置，同时也允许插管相对容易地从固定装置释放的能力能够协助手术人员定位插管以使其准备用于外科手术，并且也可以根据需要移除和/或重新定向插管(例如以俯仰、偏航和/或滚动)。

固定装置100被进一步以紧固状态和释放状态二者构造，以允许插管1000相对于固定装置100在方向R上旋转。允许插管1000相对于固定装置100的相对旋转，即使在固定装置100可释放固定到插管1000的状态下，也允许插管1000相对于固定装置100围绕插管的纵向轴线旋转。因此，能够防止固定装置100随后的旋转运动，该运动能够导致作用在缝合线150上的力或潜在地性能折衷，和/或导致切口处的组织创伤。因此，固定装置100允许在外科手术过程期间可能发生的插管100围绕插管的纵向轴线的旋转运动，同时在插管取向改变时维持插管1000的轴向位置和插入深度。另外，维持固定装置100的外表面103相对于体壁的轴向和旋转位置。

根据本公开的插管固定装置能够包括允许它们可释放地固定到插管并且还允许插管相对于固定装置的相对旋转(包括如上所述，在固定装置处于固定状态时)的各种构造。

图2-图5示出了根据本公开的插管固定装置的一个示例性实施例。如图2-图5所描绘的插管固定装置200的示例性实施例包括套筒205和夹具230。套筒205具有带有外表面203的大致截头圆锥形，外表面203从套筒205的近侧端部201到远侧端部202逐渐变细。如上所述，套筒205的外表面203可以可选地包括被构造成辅助与患者的体壁创建干涉配合的表面特征210，诸如，例如肋、螺纹、滚花等，以帮助将固定装置200密封在体壁中。特别地，由于体壁的不同层和穿过这些层的不平坦的切口，这种表面特征能够是有利的。或者，套筒205的外表面可以相对平滑并且没有这种表面特征。如上面进一步描述的，套筒205包括构造成接收插管(未示出)的中央通道215(在图4和图5的视图中最佳示出)。

如上所述，固定装置200还包括可旋转地联接到固定套筒205的夹具230。更具体地，固定套筒205包括从套筒205的近侧端部201轴向地延伸的颈部225，插管(未示出)在引入套筒205期间被插入到套筒205中并且到远程手术部位。夹具230可旋转地联接到颈部225的近侧端部。如图3最佳示出，夹具230至颈部225的可旋转联接通过围绕颈部225的端部的外周延伸的唇部226来实现。唇部226被接收在夹具230的内周表面中的凹槽236中。唇部226和凹槽236之间的配合防止夹具230从颈部225移除并且限制夹具230和套筒205相对于彼此的轴向运动的程度。然而，唇部226与凹槽236的表面之间的间隙足以允许夹具230和套筒205相对于彼此沿顺时针或逆时针方向相对不受阻碍地旋转。另外，这些间隙足以通过允许冲洗流体并且在一些情况下通过清洁刷等进入那些部件之间而允许固定装置200的清洁。在各种示例性实施例中，限定凹槽236的凹陷表面和唇部226之间的径向间隙能够在约0.0015英寸至0.025英寸的范围内。在各种示例性实施例中，在制造固定装置200期间，夹具230被围绕颈部225定位，并且不能由使用者从颈部释放。

夹具230包括具有延伸端232的C形夹持构件231，杠杆240联接到所述延伸端232。杠杆240具有凸轮表面242，该凸轮表面242根据杠杆250的位置移动到与延伸部232中的一个延伸部接合和脱离。杠杆240的运动以及随后凸轮表面232与C形夹紧件231的延伸部232中一个的接合和脱离的运动，使夹具230在相对更开放和相对更闭合的构造之间移动，以便能够夹持到插管的外表面上或从插管的外表面松开。例如，图4和图5分别描绘了处于打开构造和处于闭合构造的夹具230和杠杆240。如图4所示，杠杆240枢转使得凸轮表面242不与C形夹持构件230的延伸部232接触。因而，在图4中，夹具230相对打开更大。如图5，杠杆240枢转到使得凸轮表面242接触并压靠延伸部232中的一个延伸部的位置。由于凸轮表面242接合以及杠杆240与延伸部232的联接，延伸部232朝向彼此以将夹具230置于相对更闭合的位置。

正如本领域普通技术人员理解的，夹具230因此能够被可释放地夹持并沿轴向固定位置固定到插管上。相应地，如图4所示，在适当尺寸的插管的情况下，在夹具230和杠杆240的相对打开位置(对应于固定装置的释放，松开状态)，如图4所示，夹具230和插管能够相对于彼此轴向移动，并且在夹具230和杠杆240的相对闭合位置(对应于固定装置的固定，夹紧状态)，如图5所示，夹具230能够接合并固定到插管，以防止插管的轴向移动。无论夹具230是否如图5中的夹具230的状态那样接合并固定到插管，或如图4中的夹具230的状态那样在相对打开的位置中从插管中释放，夹具都将允许插管相对于固定套筒205旋转。在图5中的夹具230的相对闭合的构造中，夹具230能够固定到插管，以便防止插管相对于固定装置200的轴向移动，同时允许插管相对于固定套筒205和患者的在固定装置200和插管的插入位置处的体壁旋转。

为了在夹紧插管的外表面时提供平滑的支承表面以及灵活性和伸展性(give)，夹具230的至少一个内表面能够由相对高强度的工程热塑性材料制成，不过这样的材料选择应被认为只是非限制性和示例性的。特别是根据如上所述的各种示例性实施例，可能需要使固定装置由耐高温高压和生物医学级金属制成以促进装置的重复使用。此外，在一些示例性实施例中，装置的至少固定套筒部分可由足以提供到地的电气通路的导电材料制成，当在插管中使用电外科器械时，这可有助于提供电容耦合。

如参照图2和图3所示，固定装置200的示例性实施例还能够包括从颈部225侧向(例如径向地)向外延伸的缝合线保留件220。尽管图2-图4的示例性实施例示出了两个缝合线保留件220，这两个缝合线保留件220通常在径向彼此相对的设置并沿相反的方向延伸，其他数目的缝合线保留件(包括单个缝合线保留件)以及缝合线保留件的布置被认为是在本公开的范围内。

而且，根据各种示例性实施例，插管固定装置能够被设置有防滚动特征以辅助防止固定装置由于其圆形外表面轮廓而从诸如从手术托盘等的表面滚落。如图2、图4和图5中的插管固定装置200的示例性实施例所示，例如，固定套筒205的近侧端部201可以包括例如以凸台245的形式的一个或更多个(其中，示出两个)防滚动外围表面特征。这种防滚动凸台245能够有助于限制固定装置200的滚动，尤其是当缝合线保留件220不显著地延伸到通过将锥形外表面向上延伸超过固定装置200的颈部部分225而限定的假想外壳的外部时。本领域普通技术人员将理解，防滚动表面特征的数量、构造和布置能够不同于图2、图4、图5的示例性实施例中所示的那些。

图6是根据本公开的插管固定装置的另一个示例性实施例的纵向截面图，其中该装置的近侧方向和远侧方向分别由标记为P和D的箭头示出。图6的插管固定装置300是多部件结构，其允许固定套筒305从夹具330分离。固定套筒305包括两部分：具有截头圆锥形形状并从近侧端部301到远侧端部302逐渐变细的外主体部分306；以及内管307，该内管307在中央延伸穿过外主体部分306以形成固定装置300的中央通道，插管通过该中央通道插入。内管307的近侧端部形成固定装置300的颈部325，夹具330能够连接到颈部325，如将在下面进一步详细解释的。内管的相反远侧端部包括锥形套环327，锥形套环327为外主体部分306的远侧端部302提供用于搁置其的肩部328。在内管307插入外主体部分306且外主体部分306的下端搁置在肩部328上的位置中，套环327的锥形外表面遵循外主体部分306的外表面303的锥形以完成固定套筒305的截头圆锥形状。

外主体部分306还包括从外主体部分306的近侧端部301向上延伸的缝合线保留件320。如以上关于图2-图5的示例性实施例所述的，图6中描绘的缝合线保留件320的数量和布置是示例性且非限制性的，并且本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本公开的范围的情况下，能够提供缝合线保留件的各种其他构造和布置。如图6的示例性实施例所表示，也如上面关于图2-图5的示例性实施例所描述的，固定装置300的外表面303可以可选地包括表面特征，其中描绘了一系列肋310以帮助保持固定装置300和体壁的位置和干涉。如参照示例性固定装置200进一步描述的，外主体部分305的外表面303上的表面特征的其他构造和布置也能够用于图6的实施例中，或者外表面303能够是光滑的并且没有这种表面特征。

夹具330能够具有与上面参考图2-图5的示例性实施例描述的夹具230相似的构造，包括具有延伸部的C形构件以及凸轮和杠杆机构，以在相对更开放和更闭合的构造之间移动夹具，以将夹具330可释放地固定到插管。因此，在此不描述关于夹具330的那些方面的细节。然而，夹具330与固定套筒305的接合不同于图2-图5的实施例中的接合。具体地，不同于图2-图5的示例性实施例中的夹具230和颈部225的唇部/凹槽联接，图6的示例性实施例利用夹具330与颈部325之间的螺纹接合332。固定装置部件被构造成使得当夹具330和颈部325完全接合(即，夹具以朝向外主体部分306的方向拧到颈部325上)时，外主体部分306被捕获并且被保持在内管307的套环327与夹具330之间的大致固定的轴向位置中。具体地，夹具330的远侧端部邻近外主体部分306的近侧端部301，而肩部328邻近外主体部分306的远侧端部302。在该捕获位置，在内管307的外表面的界面312和外主体部分306的内表面之间保持足够的径向间隙和低摩擦，以允许内管307和夹具330相对于外主体部分306自由旋转。螺纹接合还允许将夹具330从颈部325移除，以将内管307从外主体部分306释放。以这种方式，可以便于清洁固定装置300的各种部件。此外，可以经受更多磨损和/或由更柔性材料制成的内管和夹具能够被处置/丢弃和更换，而套筒305通过提供新的管和/或夹具可重复使用和修复。

如同图2-图4的实施例一样，夹具330能够可释放地固定到插管，以保持插管相对于固定装置300的轴向位置。在夹具330固定到插管的状态下并且在插管通过固定装置300的内管307插入时，插管能够相对于外主体部分306旋转而不将旋转载荷传递到外主体部分306并且从该部分传递到将固定装置300与患者的体壁固定的缝合线。

在图6的示例性实施例中，如上所述，能够使用各种生物医学级材料来制造不同的部件。此外，可能希望在螺纹区域和轴承表面中使用具有足够的耐擦伤性(gallresistance)的材料，诸如，例如Nitronic 60或类似的不锈钢合金。为了减少材料选择的花费，可以基于由于设备的使用而引起的磨损和擦伤的考虑来选择用于不同部件的不同材料，如本领域普通技术人员将理解的那样。

尽管以上描述了夹具330和内管307的螺纹接合，但是也可以使用将夹具330相对于内管307可移除地固定在一位置以便捕获和保持外主体部分306轴向的其他接合机构，这些其他接合机构被认为是在本公开的范围内。合适的替代接合机构包括但不限于卡口式扭转锁定机构、紧定螺钉或滑动配合。也可以使用夹具330和内管307之间的压力配合，但是在这种情况下，夹具330将不能从内管307移除。

图7和图8中示出了根据本公开的插管固定装置的另一个示例性实施例。如图6的示例性实施例，图7和图8的固定装置400包括被构造成彼此可移除的多个部件。固定装置400包括具有从近侧端部401到远侧端部402逐渐变细的外表面403的截头圆锥形的固定套筒405。外表面403具有可选的肋条410或其他表面特征，如上面关于各种示例性实施例所描述的，因此这里不再详细描述。此外，如上所述，可选的缝合线保留件可以设置在固定套筒405上，尽管在图7和图8中未示出。固定套筒405还包括在套筒405的近侧端部401和远侧端部402之间延伸的中央通道415。中央通道5被构造成在插管与通道415的内表面之间具有足够的间隙和低摩擦力的情况下接收插管(图7和8中未示出)，以便允许插管相对于固定套筒405旋转。

固定装置400进一步包括类似于参考图2-图5的示例性实施例详细描述的C形夹钳构件和凸轮和杠杆结构构造的夹钳430。然而，夹具430具有用于将夹具430联接到固定套筒405的不同的接合结构。如图7和图8所示，从夹具430的C形夹持构件轴向延伸的是径向向外略微偏置的一系列弹性弹簧指状件438。在弹簧指状件438的底端处，小凸面突起436从指状件438的径向外表面径向向外面向。如图8所示，突起436被构造成与设置在通道415的内部上表面边缘周围的配合凹槽426卡扣配合。在插管插入之前，在远离固定套筒405的轴向方向上具有足够的力的情况下，夹具430能够被构造成克服卡扣配合的力以拉动夹具430以脱离与套筒405的接合。然而，在插管穿过夹具430和在图8的构造中的通道415的插入位置时，插管稍微向外按压在指状件438上，以相对于固定套筒405轴向地将夹具430锁定在原位。然而，指状件突起436与凹槽426之间的径向间隙足以允许夹具430相对于套筒405旋转。当夹具430处于固定状态以将插管保持在图8所示的固定装置的构造中时，这种相对旋转也是允许的，并且同样在插管的外表面和通道415的内表面之间存在足够的径向间隙和低摩擦，以允许由夹具430保持并延伸穿过固定套筒405的插管相对不受阻碍地旋转。因此，与其他示例性实施例一样，即使在固定装置400固定插管以保持插管的轴向位置的固定状态下，插管的旋转也能够发生而没有固定套筒405的旋转并且也没有随后的力施加在在切口处将固定装置400保持到体壁的原位的缝合线上。在各种示例性实施例中，突起436与凹槽426之间的径向间隙能够在0.0015英寸至0.025英寸的范围中。

此外，与固定装置300的构造一样，固定装置400能够允许夹具430从套筒405脱离，以通过提供到否则难以到达的固定装置400的部分的通路便于清洁和/或允许修复和更换装置的部分。此外，使用杠杆440，能够容易地将夹具430置于相对打开位置，以将固定装置置于释放状态，从而允许插管相对于固定装置400轴向移除和/或重新定位。此外，固定装置400能够由上述的各种生物医学级材料制成，并且各个部分可以由不同的材料制成，对于固定装置400的各个部分的材料选择考虑与上面关于图6的示例性实施例所描述的考虑类似。

根据本公开的插管固定装置的另一个示例性实施例如图9和图10所示。在该实施例中，固定装置500包括用于固定套筒505的截头圆锥形外主体部分506的两件式蛤壳构造，其中蛤壳构造的两个半部506'和506″可通过螺栓或本领域技术人员已知的其它固定构件(图9和图10中未示出)固定在一起。通过配合固定套筒505的蛤壳的两个半部505'、505″形成的内部中央通道515被构造成接收内管507。内管507延伸经过固定套筒505的近侧端部501并终止于具有与参考图2-图8的示例性实施例所描述的构造相似的构造的夹具530处，所述构造为如下方面，具有延伸部的C形夹具以及凸轮和杠杆的结构，以在相对更加打开构造和闭合构造之间移动夹具530，以分别将固定装置500置于释放状态和固定状态。为了简化和便于说明，夹具530的杠杆部件未在图9和图10中示出。

轴承509被加压配合到内管507的外表面507'上，并通过套筒506的两个蛤壳式半部506'、506″被内管507捕获。轴承509允许内管50相对于套筒506旋转。相应地，在插管由夹具530保持并延伸穿过内管507的情况下，插管能够相对于固定套筒505被保持在固定的轴向位置，但能够相对于外部主体506在任一方向上旋转。如上所述，这样的构造允许插管在外科手术过程期间旋转，而没有将旋转载荷传递到套筒505并因此传递到在切口处将固定装置500固定到体壁的缝合线的风险。

多种构造和布置能够用于轴承509，其中所示的数量和布置是示例性且非限制性的。例如，本公开的示例性实施例考虑使用滚针轴承，滚珠轴承，止推轴承等。轴承也可以具有围绕圆周且沿着内管507在外主体部分506的端部501、502之间的长度的多种位置。如果固定装置另外被构造成可重复使用并且可高压灭菌，则能够使用高温轴承和相应的轴承材料。

在这里没有描述诸如材料选择、锥形套筒的外表面上包含或不存在的表面特征、防滚动特征和缝合线保留件的其他方面，但是应该理解的是，如上面关于其他示例性实施例描述的那样，那些元件也可以被包括在图9和图10的示例性实施例中。

如以上关于各种其他示例性实施例所描述的，该多部件结构和能力相对容易地可将固定装置500拆卸成其多个部件从而便于接近装置的各个部分，来提供固定装置500的彻底清洁和/或便于维修和更换部件，例如在其他事件之前可能磨损的部件。

本公开进一步设想了插管固定装置的各种示例性实施例，其中固定到插管的夹具被构造成给插管提供摩擦配合，由此消除了在打开和闭合位置之间定位夹具的移动部件的使用。在依赖于这种摩擦配合的各种示例性实施例中，摩擦配合足以在外科手术过程期间将插管相对于固定装置保持在固定的轴向位置，使得固定装置处于固定状态。然而，在插管上的足够的轴向力下，例如希望将插管与固定装置分开的人员，能够克服摩擦配合，以使插管能够从固定装置释放，从而使固定装置处于释放状态。

插管固定装置的示例性实施例，其包括被构造成提供与插管的摩擦配合以将插管保持在相对于图11-图13所描绘的锥形固定套筒的轴向位置中。在图11-图13中，插管固定装置600包括截头圆锥形固定套筒605，其具有与上述示例性实施例大致类似的构造，包括从近侧端部601到远侧端部602逐渐变细的外(侧面)表面603轮廓和内部中央通道615，内部中央通道615被构造成接收通过固定装置600插入的插管(未示出)。如上所述，固定装置600的外表面603被示出为具有构造成便于干涉配合和抓握固定装置插入其中的体壁的肋610。然而，这样的肋610是可选的，并且表面特征的其他构造和布置可用于代替肋610或除肋610外附加使用，或者固定套筒605的外表面603可以是光滑的并且缺少这种表面特征。如图11和图13进一步所示，固定装置600能够包括防旋转凸台645(类似于参照图2-图5的示例性实施例描述的凸台245)。如上所述，这种抗旋转特征是可选的，并且凸台645的构造仅是示例性的且非限制性的，其中防旋转特征的其他布置、数量和构造被认为是在本公开的范围内。

从套筒605的近侧端部601延伸的夹具630能够与套筒605一体地形成并且能够形成整个固定装置600的颈部。夹具630是大致中空的管状构件，其具有通向中央通道615的通道并且被定尺寸以接收插管。设置在形成夹具630的管的边缘周围的是多个弹簧指状件635。如图12最佳示出，弹簧指状件635由夹具630的侧壁中的倒U形切口637限定。在图11-图13的示例性实施例中，四个弹簧指状件635围绕形成夹具630的管构件的边缘设置。弹簧指状件635径向向内偏置。当插管通过夹具630的通道插入中央通道615中时，弹簧指状件635在径向向内的方向(垂直于插管外表面)上提供与插管的摩擦干涉配合，以实现夹紧以固定插管的轴向位置。指状件635施加在插管上的夹紧力的量取决于每个手指由于插管插入夹具630而经历的偏转量。

尽管指状件635被构造为在由夹具630保持的插管的外表面的法向方向上提供夹紧力，但指状件635还提供与插管的相对较低系数的摩擦，以允许插管相对于固定装置600旋转。因此，如在此描述的其它示例性实施例一样，固定装置600的夹具630允许插管旋转而不将旋转载荷传递到固定套筒605并且因此不将旋转载荷传递到将固定装置600附接到患者的体壁的缝合线。

在示例性实施例中，指状件的尖端639可以具有稍微倒圆的凸台轮廓，使得尖端639与插管接合，而指状件635的其余长度不接合插管。夹具630和指状件635能够由多种材料制成，诸如足够无擦伤且耐用的生物医学级材料，包括如本文所述的各种不锈钢合金和柔性耐用塑料，如本领域普通技术人员将理解如何基于本公开进行选择。

图11-图13的示例性实施例也可以包括缝合线保留件620。然而，在图11-图13的示例性实施例中，不同于将缝合线保留件定位以便从固定套筒延伸，固定装置600的缝合线保留件620从夹具630的管的近侧部分径向向外延伸。尽管可以使用缝合线保留件的其他定位和布置，但是所描绘的布置可以有助于将固定装置600作为单个机加工件来制造，例如使用可以有助于形成切口637的电火花线切割。

如上所述，固定装置600能够制成单个结构，诸如，例如通过单件机加工。因此，固定装置600能够由合适的医学级金属或金属合金制成，诸如，例如不锈钢。固定装置600也可以通过例如使用合适的热塑性材料模制而成，这可以更有助于一次性应用。作为单件整体结构的固定装置600的构造以及固定装置600的大体上容易接近的部分也便于固定装置600的清洁，从而如果需要的话允许重复使用装置。

在设计上类似于固定装置600但是具有用于夹具弹簧指状件的不同布置的插管固定装置的其它非限制性示例实施例在图14-图17中图示说明。在图14和图15的示例性实施例中，固定装置700包括具有由围绕夹具管周期性地制成的纵向狭缝或切口737限定的弹簧指状件735(其中在图14和图15中六个被描述为示例性和非限制性的数量和布置)的夹具730。纵向狭缝开始于夹具730的近侧端部，并且因此指状件的尖端739形成夹具730的轴向自由端，而不是与固定装置600中的夹具的近侧端部轴向间隔开。

图16和图17的示例性实施例的固定装置800类似于图14和图15中的固定装置，除了夹具630仅包括两个具有大致月牙形横向横截面的较大弹簧指状件835。本领域的普通技术人员会理解，在图11-图17的示例性实施例中的弹簧指状件的数量、尺寸和布置能够基于插管期望的夹持力、允许插管相对于固定装置的相对不受阻碍的旋转的期望的摩擦系数、可制造性、材料选择以及其它类似的因素来修改。

固定装置700和800的其他特征能够类似于参考图11-图13所描述的那些特征，因此在此不再赘述。例如，固定装置700和800被示出为没有缝合线保留件并且没有抗旋转特征，然而，本领域普通技术人员将会理解，固定装置700和800可以并入这些特征以及能够具有如本文关于其他示例性实施例所描述的构造和布置中的任意个的那些特征。此外，应该理解的是，图14-图17的示例性实施例中描绘了固定套筒705、805的外表面703、803上的表面特征(例如肋)，但是这些表面特征是可选的，并且此外，不同于肋的表面特征的布置和类型能够被使用并且被认为在本公开的范围内。

现在参照图18-图21，示出了插管固定装置的另一个示例性实施例，其具有利用干涉、摩擦配合的夹具，以保持插管相对于固定装置的轴向位置。固定装置900被提供为具有固定套筒905的两件式结构，固定套筒905具有类似于固定套筒205的构造。然而，固定装置900的夹具930设置有能够在套筒905的颈部925的上端伸展的弹性索环(grommet)。夹具930设置有从夹具930的索环径向向外延伸的凸片950，以提供例如拇指和手指抓握的抓握表面，用于从截头圆锥形固定套筒905移除夹具930。索环的内边缘表面轮廓能够提供与颈部925的近侧端部的外表面轮廓的互锁配合，如在图19的纵向截面图中最佳示出，使得一旦被拉紧并定位在颈部925周围，索环就能够保持在原位。如分别描绘了套筒905和夹具930的图20和图21的视图所示，相对容易地将夹具930从套筒905移除的能力能够通过使得能够更好地进入装置的表面而便于清洁固定装置900。

索环包括接收插管(未示出)并且略小于插管外径的开口932。以这种方式，围绕并限定开口932的边界的索环的唇部与插管的外表面接合并且提供与插管的摩擦配合，以便以类似于上文关于图11-图17所描述的实施例中的弹簧指状件的方式至少在外科手术期间将插管保持在固定的轴向位置。如同在那些实施例中的弹簧指状件，通过允许克服索环和插管之间的旋转摩擦力(包括其中在插管被保持在轴向位置的外科手术期间)，夹具930还允许插管相对于固定装置和套筒905的轴向旋转。以这种方式，插管能够相对于套筒905和夹具930两者旋转，同时保持其相对于这两个结构的相对轴向位置。然而，如果需要的话，手术人员能够通过施加足够的轴向力从而相对容易地将插管从固定装置移除，以从固定装置900中释放插管。

在图18-图21的示例性实施例中，固定套筒905能够由各种相对无磨损且耐用的生物医学级金属和热塑性塑料制成，如上面关于其他示例性实施例所述。弹性夹具930能够由各种合适的弹性材料制成，诸如，例如硅树脂，聚异戊二烯和/或其它热塑性弹性体。材料的选择可取决于多种因素，包括例如装置和/或夹具930是否旨在是可重复使用的或一次性的(例如单次使用)。

如参照本文的其他示例性实施例所描述的，固定装置900可以包括图18和图20中所示的从颈部925径向向外延伸的缝合线保留件，但是也可以采用本文示出和描述的其他构造。此外，固定套筒905可以可选地包括抗旋转特征(未示出)，并且可以是光滑的或者具有诸如在固定套筒905的外表面上的肋(已示出)的表面特征以增强与体壁的抓握。

本文描述的插管固定装置的示例性实施方式可以与例如da Vinci外科手术系统、Single Site^TMda外科手术系统或daXi^TM外科手术系统以及由加利福尼亚州桑尼维尔市的Intuitive Surgical Inc.(直观外科手术公司)出售的其他系统一起使用。然而，本领域普通技术人员应当理解，根据各种示例性实施例的插管固定装置、系统和方法可以与其他微创手术系统的插管一起使用，包括在手动和其他远程操作的、计算机辅助的基于插管的手术系统二者。

根据本公开的插管固定装置的各种示例性实施例也考虑了不同尺寸的固定装置，以便接收和接收不同尺寸外径的插管。因此，固定套筒的夹持开口和中央通道的尺寸可以变化，以能够夹紧到不同尺寸的插管上。用于固定装置的材料可以选自各种生物医学级材料，诸如不锈钢、金属合金和各种塑料。材料选择可以取决于固定装置是否被构造为一次性使用并且因此可丢弃或者固定装置是否被构造为重复使用并因此在使用之间被清洁和消毒(例如高压灭菌)。

鉴于本公开，进一步的修改和替换实施例对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。例如，系统和方法可以包括从附图和描述中为了使操作清晰而省略的附加组件或步骤。因此，该描述被解释为仅为说明性的，并且是为了教导本领域技术人员执行本教导内容的一般方式。应该理解，这里所示出和描述的各种实施例将被视为是示例性的。在得益于本文的描述后，元件和材料，以及这些元件和材料的布置可以替代这里所示出和描述的元件和材料及其布置，部件和过程可以颠倒，并且本教导内容的某些特征可以独立地使用，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。在不脱离本公开和所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对本文所述的元件进行改变。

本说明书的术语不旨在限制本公开或权利要求的范围。如本文所用，术语夹具被广泛地使用，并且指的是能够用于将物体保持或固定在一起以防止通过施加向内的力或压力而导致移动或分离的各种类型的结构。在示例性实施例中，夹具可以具有相对于彼此移动的部件，以在夹紧的固定状态和松开的释放状态之间移动夹具。在其他示例性实施例中，本公开所设想的夹具可以通过摩擦或干涉配合来替代工作，所述摩擦或干涉配合在固定状态下能够在不足以克服摩擦或干涉配合的力的情况下将插管保持在固定位置，并且然后在施加足以克服摩擦或干涉配合的力时从插管释放。

在本公开中，可以使用空间相对术语—诸如“之下”，“下方”，“较低”，“之上”，“上方”，“近侧”，“远侧”等—可用于描述如图所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。除了图中所示的位置和取向之外，这些空间相对术语旨在包括在使用或操作中的装置的不同位置(即定位)和取向(即旋转位置)。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件，将成为在其他元件或特征“之上”或“上方”。因此，示例性术语“下方”能够包括上方和下方的位置和取向二者。装置可以以其他方向取向(旋转90度或在其它取向)，并且相应地在此解释为所使用的空间相关描述词。

应该理解的是，这里阐述的特定示例和实施例是非限制性的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，可以对结构、尺寸、材料和方法进行修改。

根据对在此公开的示例性实施例的说明书和实践的考虑，根据本公开的其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。意图是说明书和示例性实施例仅被认为是示例性的，并且权利要求书有权享有其全部范围，包括等同物。

Claims (19)

1.一种用于在外科手术切口处插入的插管固定装置，固定装置包括：

套筒，其包括被构造成接收插管的通道；以及

夹具，其被构造成将所述插管可旋转地联接到所述套筒并且在所述插管相对于所述套筒旋转期间保持所述插管相对于所述套筒的轴向位置。

2.根据权利要求1所述的插管固定装置，其中所述套筒具有截头圆锥形。

3.根据权利要求1所述的插管固定装置，其还包括在所述套筒的外表面上的一个或更多个套筒表面特征，所述套筒表面特征或每个套筒表面特征被构造为在切口部位处夹紧层。

4.根据权利要求1所述的插管固定装置，其中所述夹具被构造成在第一位置和第二位置之间移动以分别从插管释放和固定到插管。

5.根据权利要求4所述的插管固定装置，其中在所述第二位置，所述夹具被构造成将所述插管相对于所述套筒保持在所述轴向位置中。

6.根据权利要求4所述的插管固定装置，其中所述夹具包括C形夹具和杠杆，所述杠杆的运动使所述夹具在所述第一位置和所述第二位置之间移动。

7.根据权利要求6所述的插管固定装置，其中所述杠杆包括凸轮表面，所述凸轮表面被构造成移动到与所述C形夹具接合和与所述C形夹具脱离接合，以在所述第一位置和所述第二位置之间移动所述夹具。

8.根据权利要求1所述的插管固定装置，其中所述夹具相对于所述套筒以大致固定的轴向位置可旋转地联接到所述套筒。

9.根据权利要求8所述的插管固定装置，其中所述夹具包括凹槽，所述凹槽被构造成接收所述套筒的唇部以将所述夹具可旋转地联接到所述套筒。

10.根据权利要求9所述的插管固定装置，其中所述唇部和限定所述凹槽的表面被定位成提供足够的间隙以允许流体在所述唇部和所述凹槽的所述表面之间流动。

11.根据权利要求1所述的插管固定装置，其中所述夹具构造成能够从所述套筒移除。

12.根据权利要求1所述的插管固定装置，其中所述夹具被构造成以摩擦配合方式与所述插管接合以维持所述插管的所述轴向位置。

13.根据权利要求12所述的插管固定装置，其中所述夹具包括弹性体索环，所述弹性体索环被构造成接收所述插管并以所述摩擦配合方式接合所述插管。

14.根据权利要求12所述的插管固定装置，其中所述夹具包括多个弹性弹簧指状件，所述弹性指状件被构造成接收所述插管并以所述摩擦配合方式接合所述插管。

15.一种在手术过程期间通过插入部位保持插管就位的方法，所述方法包括：

将所述插管相对于定位在所述插入部位处的套筒保持在固定的轴向位置中，所述套筒密封地抵靠所述插入部位的体壁以防止注入气体通过所述插入部位的泄漏；并且

在手术过程期间允许所述插管相对于所述套筒的旋转运动，同时保持所述插管的所述固定的轴向位置。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括在所述插管的旋转期间保持所述套筒相对于所述体壁的位置。

17.根据权利要求15所述的方法，其中将所述插管相对于所述套筒保持在所述固定的轴向位置中包括用可旋转地联接到所述套筒的夹具来保持所述插管。

18.根据权利要求15所述的方法，其中将所述插管保持在所述固定的轴向位置中包括通过摩擦配合保持所述插管。

19.根据权利要求15所述的方法，其中将所述插管保持在所述固定的轴向位置包括经由被构造成可释放地固定至所述插管的夹具来保持所述插管。