CN110809439A - 用于外科紧固器械的柔性电路布置 - Google Patents

用于外科紧固器械的柔性电路布置 Download PDF

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Abstract

马达驱动的外科系统的柔性组件可包括柔性轴电路条和刀杆，该刀杆具有沿着电路条的第一侧设置的第一层合板和沿着电路条的第二侧设置的第二层合板。刀杆可沿电路条的纵向轴线往复运动。每个层合板可由一对层合板构成。柔性组件可包括设置在电路条的第一侧和第一层合板之间的第一片簧，以及设置在电路条的第二侧和第二层合板之间的第二片簧。柔性组件可设置在关节运动轴的远侧部分的至少一部分和外科装置的关节运动连接器的至少一部分内。

Description

用于外科紧固器械的柔性电路布置
技术领域
本公开涉及电外科装置，并且在各个方面涉及被设计成在其近侧端部和远侧端部之间传导电信号的电路部件。
背景技术
在一些方面，电外科装置可具有关节运动轴，以允许使用者相对于柄部组件调节端部执行器的角度，以便相对于使用者以任意取向进入组织。无论轴的关节运动的类型或程度如何，在端部执行器和柄部组件之间交换的电信号应当是不受阻碍的。
发明内容
在一个方面，马达驱动的外科系统可包括柄部组件和可互换的外科工具组件，该外科工具组件操作地联接到柄部组件。可互换的外科工具组件的一个方面可包括喷嘴组件；近侧闭合管，该近侧闭合管具有操作地联接到喷嘴组件的远侧端部的近侧端部；关节运动连接器，该关节运动连接器具有操作地联接到近侧闭合管的远侧端部的近侧端部；外科端部执行器，该外科端部执行器包括第一钳口和第二钳口并且具有操作地联接到关节运动连接器的远侧端部的近侧端部；柔性轴电路条，该柔性轴电路条设置在近侧闭合管的至少一部分、关节运动连接器的至少一部分和外科端部执行器的至少一部分内；刀构件，该刀构件可滑动地设置在外科端部执行器内；以及刀杆，该刀杆操作地连接到刀构件的近侧端部。刀杆还可包括设置在柔性轴电路条的第一侧上的第一层合板和设置在柔性轴电路条的第二侧上的第二层合板，并且刀杆可被配置为能够沿着近侧闭合管的纵向轴线往复运动。
用于在马达驱动的外科系统的关节运动部件内使用的柔性组件的一个方面可包括柔性轴电路条和刀杆，该刀杆具有沿着柔性轴电路条的第一侧设置的第一层合板和沿着柔性轴电路条的第二侧设置的第二层合板，其中刀杆被配置为能够沿着柔性轴电路条的纵向轴线往复运动。
附图说明
本文所述方面的新颖特征在所附权利要求书中进行了详细描述。然而，关于组织和操作方法两者的这些方面可结合附图参考下述说明更好地理解。
图1为根据本公开的一个方面的外科系统的透视图，该外科系统包括联接到可互换的外科工具组件的柄部组件，该可互换的外科工具组件被配置为能够结合常规外科钉/紧固件仓和射频(RF)仓而使用。
图2为根据本公开的一个方面的图1的外科系统的分解透射组装视图。
图3为根据本公开的一个方面的图1和图2的柄部组件和可互换的外科工具组件的各部分的另一分解透视组装视图。
图4为根据本公开的一个方面的图1-3的可互换的外科工具组件的近侧部分的分解组装视图。
图5为根据本公开的一个方面的图1-5的可互换的外科工具组件的远侧部分的分解组装视图。
图6为根据本公开的一个方面的图1-5中描绘的端部执行器的局部剖视图，其支撑其中的RF仓，并且其中组织被夹持在仓和砧座之间。
图7为根据本公开的一个方面图6的砧座的局部剖视图。
图8为根据本公开的一个方面的图1-5的可互换的外科工具组件的一部分的另一分解组装视图。
图9为根据本公开的一个方面的图1和图2的可互换的外科工具组件和柄部组件的另一分解组件视图。
图10为根据本公开的一个方面的图1-5的可互换的外科工具组件的RF仓和细长通道的透视图。
图11为根据本公开的一个方面的具有刀构件方面的图10的RF仓和细长通道的各部分的局部透视图。
图12为根据本公开的一个方面的图10的细长通道中安装的RF仓的另一个透视图，并且示出了柔性轴电路布置的一部分。
图13为根据本公开的一个方面沿图12中的线13-13截取的图12的RF仓和细长通道的剖面端视图。
图14为根据本公开的一个方面的图1和图5的可互换的外科工具组件的一部分的顶部剖视图，其中其端部执行器处于关节运动位置。
图15为根据本公开的一个方面的板载电路板布置和RF发生器加配置的透视图。
图16A-16B为根据本公开的一个方面的跨越两个拉幅片的图1的外科器械的控制电路的框图。
图17为根据本公开的一个方面的图1的外科器械的控制电路的框图，其示出柄部组件与功率组件之间、以及柄部组件与可互换轴组件之间的接口。图18为根据本公开的一个方面的被配置为能够控制各种功能的外科器械的示意图。
图19为根据本公开的一个方面的图14中所描绘的柔性组件的一个方面的顶部剖视图。
图20A为根据本公开的一个方面的用于设置在设置在电外科装置的一个方面内的近侧位置处的刀构件的图14中描绘的柔性组件的一个方面的顶部剖视图。
图20B为根据本公开的一个方面的用于设置在设置在电外科装置的一个方面内的远侧位置处的刀构件的图14中描绘的柔性组件的一个方面的顶部剖视图。
图21A为根据本公开的一个方面的用于设置在近侧位置处的刀构件的图14中描绘的柔性组件的一个方面的顶部剖视图。
图21B为根据本公开的一个方面的用于设置在远侧位置处的刀构件的图14中描绘的柔性组件的一个方面的顶部剖视图。
说明书
本申请的申请人拥有于与其同时提交且各自全文以引用方式并入本文的以下专利申请：
代理人案卷号END8184USNP/170063，发明人Jeffrey D.Messerly等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为可与钉仓和射频仓联接的外科系统及其使用方法(SURGICALSYSTEM COUPLABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCY CARTRIDGE,ANDMETHOD OF USING SAME)。
代理人案卷号END8183USNP/170064，发明人Jeffrey D.Messerly等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为显示外科器械状态的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS OFDISPLAYING SURGICAL INSTRUMENT STATUS)。
代理人案卷号END8190USNP/170065，发明人Jeffrey D.Messerly等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为轴模块电路系统布置(SHAFT MODULE CIRCUITRYARRANGEMENTS)。
代理人案卷号END8189USNP/170066，发明人Jeffrey D.Messerly等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为用于控制用于分段区段上的独立能量递送的控制电路的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING CONTROL CIRCUITS FOR INDEPENDENTENERGY DELIVERY OVER SEGMENTED SECTIONS)。
代理人案卷号END8188USNP/170068，发明人Jeffrey D.Messerly等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为可与钉仓和射频仓联接并且具有多个射频能量返回路径的外科系统(SURGICAL SYSTEM COUPLEABLE WITH STAPLE CARTRIDGE AND RADIO FREQUENCYCARTRIDGE,AND HAVING A PLURALITY OF RADIO-FREQUENCY ENERGY RETURN PATHS)。
代理人案卷号END8181USNP/170069，发明人David C.Yates等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为用于控制用于分段区段上的独立能量递送的控制电路的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING CONTROL CIRCUITS FOR AN INDEPENDENTENERGY DELIVERY OVER SEGMENTED SECTIONS)。
代理人案卷号END8187USNP/170070，发明人Tamara Widenhouse等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为用于在不同时间段向不同电极施加电外科能量的外科端部执行器(SURGICAL END EFFECTOR FOR APPLYING ELECTROSURGICAL ENERGY TO DIFFERENTELECTRODES ON DIFFERENT TIME PERIODS)。
代理人案卷号END8182USNP/170071，发明人Tamara Widenhouse等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为用于在薄外形外科切割和缝合器械中使用的电外科仓(ELECTROSURGICAL CARTRIDGE FOR USE IN THIN PROFILE SURGICAL CUTTING ANDSTAPLING INSTRUMENT)。
代理人案卷号END8186USNP/170072，发明人Frederick E.Shelton,IV等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为用于调节钳口压缩的外科端部执行器(SURGICAL ENDEFFECTOR TO ADJUST JAW COMPRESSION)。
代理人案卷号END8224USNP/170073，发明人Jason L.Harris等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为用于具有闭锁禁用特征件的外科切割和紧固器械的仓布置(CARTRIDGE ARRANGEMENTS FOR SURGICAL CUTTING AND FASTENING INSTRUMENTS WITHLOCKOUT DISABLEMENT FEATURES)。
代理人案卷号END8229USNP/170074，发明人Jeffrey D.Messerly等人于2017年6月28日提交，该专利的标题为具有双功率源的外科切割和紧固器械(SURGICAL CUTTINGAND FASTENING INSTRUMENTS WITH DUAL POWER SOURCES)。
电外科装置用于许多外科操作中。电外科装置向组织施加电能以便对组织进行处理。电外科装置可包括具有安装在远侧的端部执行器的器械，该端部执行器包括一个或多个电极。端部执行器可抵靠组织定位，使得电流被引入到组织中。电外科装置可被配置为能够用于单极或双极操作。在单极操作期间，可通过端部执行器上的有源(或源)电极将电流引入到组织中并且通过返回电极返回。返回电极可以是接地垫，并且独立地位于患者的身体上。在双极操作期间，电流可分别通过端部执行器的有源电极和返回电极被引入到组织中并从组织返回。
端部执行器可包括两个或更多个钳口构件。钳口构件中的至少一个可具有至少一个电极。至少一个钳口可为可从与相反钳口间隔开以用于接收组织的位置移动到钳口之间的空间小于第一位置的钳口之间的空间的位置。可移动钳口的该移动可以压缩保持在其间的组织。由流过组织的电流所产生的热结合通过钳口的移动实现的压缩可以在组织内和/或在组织之间形成止血密封并因此可尤其适用于例如密封血管。端部执行器可包括切割构件。切割构件可为可相对于组织和电极移动的以横切组织。电外科装置也可包括用于将组织夹持在一起的机制，诸如缝合装置，和/或用于切断组织的机制，诸如组织刀。
电外科装置可包括轴，该轴用于将端部执行器邻近接受治疗的组织放置。轴可为直的或弯曲的、可弯曲的或不可弯曲的。在包括直的和可弯曲轴的电外科装置中，轴可具有一个或多个关节运动接头以允许轴的受控弯曲。当使用具有直的非弯曲轴的电外科装置不容易接近待处理的组织时，此类接头可允许电外科装置的使用者以与轴成角度的方式将端部执行器放置成与组织接触。
由电外科装置施加的电能可通过与手持件连通的发生器传递至器械。电能可为射频(“RF”)能量的形式。RF能量为可在200千赫兹(kHz)至1兆赫兹(MHz)频率范围内的电能的形式。在应用中，电外科装置可穿过组织传递低频RF能量，这会引起离子振荡或摩擦，并实际上造成电阻性加热，从而升高组织的温度。由于受影响的组织与周围组织之间形成明显的边界，因此外科医生能够以高精确度进行操作，并在不损伤相邻的非目标组织的情况下进行控制。RF能量的低操作温度适用于在密封血管的同时移除、收缩软组织或对软组织塑型。RF能量尤其奏效地适用于结缔组织，所述结缔组织主要由胶原构成并且在接触热时收缩。
RF能量可在EN 60601-2-2:2009+A11:2011、定义201.3.218–高频中所述的频率范围内。例如，单极RF应用中的频率通常可被限制为小于5MHz。然而，在双极RF应用中，频率几乎可为任何值。单极应用通常可使用高于200kHz的频率，以便避免由于使用低频电流而导致不希望的对神经和肌肉的刺激。如果风险分析显示神经肌肉刺激的可能性已减轻至可接受的水平，则双极应用可使用较低频率。通常，不使用高于5MHz的频率以最小化与高频渗漏电流相关联的问题。然而，在双极应用的情况下，可使用较高的频率。通常认为，10mA是组织热效应的下限阈值。
图1和图2描绘了可用于执行多种不同外科手术的马达驱动外科系统10。在图示的布置中，外科系统10包括操作地联接到柄部组件500的可互换的外科工具组件1000。在另一个外科系统方面，可互换的外科工具组件1000也可有效地与机器人控制的或自动化外科系统的工具驱动组件一起使用。例如，本文所公开的外科工具组件1000可与各种机器人系统、器械、部件和方法诸如但不限于标题为“具有可旋转钉展开布置的外科缝合器械(SURGICALSTAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS)”的美国专利9,072,535中公开的那些一起使用，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。
在例示方面中，柄部组件500可包括柄部外壳502，该柄部外壳包括可由临床医生抓持和操纵的手枪式握持部504。如将在下文简要讨论的，柄部组件500操作地支撑多个驱动系统，该多个驱动系统被配置为能够生成各种控制运动并将各种控制运动施加到可互换的外科工具组件1000的对应部分。如图2所示，柄部组件500还可以包括操作地支撑多个驱动系统的柄部框架506。例如，柄部框架506可以操作地支撑“第一”或闭合驱动系统(通常表示为510)，其可用于将闭合和打开运动施加到可互换的外科工具组件1000。在至少一种形式中，闭合驱动系统510可包括被柄部框架506可枢转地支撑的闭合触发器512的形式的致动器。此类构造使得闭合触发器512将能够由临床医生操纵，使得当临床医生握持柄部组件500的手枪式握持部504时，闭合触发器512可容易从启动或“未致动”位置枢转到“致动”位置并且更具体地枢转到完全压缩或完全致动位置。在使用中，为了致动闭合驱动系统510，临床医生将闭合触发器512朝向手枪式握持部504按压。如标题为“包括传感器系统的外科器械(SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING A SENSOR SYSTEM)”的美国专利申请序列号14/226,142(现为美国专利申请公布2015/0272575)(该专利申请据此全文以引用方式并入本文)中进一步详细描述的，当临床医生完全压下闭合触发器512以达到完全闭合行程时，闭合驱动系统510被配置造成将闭合触发器512锁定到完全压下或完全致动的位置。当临床医生期望将闭合触发器512解锁以允许其被偏压到未致动位置时，临床医生简单地启动使闭合触发器能够返回到未致动位置的闭合释放按钮组件518。闭合释放按钮组件518还可被配置为能够与各种传感器交互，这些传感器与柄部组件500中的微控制器通信以跟踪闭合触发器512的位置。关于闭合释放按钮组件518的构造和操作的进一步的细节可见于美国专利申请公布2015/0272575中。
在至少一种形式中，柄部组件500和柄部框架506可以操作地支撑在本文中被称为击发驱动系统530的另一个驱动系统，该驱动系统被配置为能够将击发动作施加到附接到其上的可互换的外科工具组件的对应部分。如在美国专利申请公布2015/0272575中详细描述的，击发驱动系统530可采用位于柄部组件500的手枪式握把部504中的电动马达505。在各种形式中，马达505例如可以是具有约25,000RPM的最大旋转的直流有刷驱动马达。在其它布置中，马达505可包括无刷马达、无绳马达、同步马达、步进马达、或任何其它合适的电动马达。马达505可由功率源522供电，在一种形式中，该功率源可包括可移除电源组。电源组可将多个锂离子(“LI”)或其它合适的电池支撑在其中。可以使用可串联连接的多个电池作为外科系统10的功率源522。之外，功率源522可以是可替换的和/或可再充电的。
电动马达505被配置为能够根据马达的极性在远侧和近侧方向上轴向驱动可纵向移动的驱动构件540(图3)。例如，当马达505在一个旋转方向上被驱动时，可纵向移动的驱动构件将在远侧方向“DD”上被轴向地驱动。当马达505在相反的旋转方向上被驱动时，可纵向运动驱动构件540将在近侧方向“PD”上被轴向地驱动。柄部组件500可包括开关513，该开关可被构造成能够使通过功率源522施加到电动马达505的极性反转或以其它方式控制马达505。柄部组件500还可包括一个或多个传感器(未示出)，其被配置为能够检测驱动构件的位置和/或驱动构件移动的方向。通过被与闭合触发器512相邻且可枢转地支撑在柄部组件500上的击发触发器(未示出)可控制马达505的致动。击发触发器可在未致动位置和致动位置之间枢转。击发触发器可以由弹簧或其它偏压布置偏压到未致动位置中，使得当临床医生释放击发触发器时，该击发触发器可以由弹簧或偏压布置枢转或以其它方式返回到未致动位置。在至少一种形式中，击发触发器可被定位在闭合触发器512的“外侧”。如美国专利申请公布2015/0272575中所讨论的，柄部组件500可配备有击发触发器安全按钮(未示出)，以防止击发触发器的无意致动。当闭合触发器512处于未致动位置时，安全按钮被容纳在柄部组件500中，在此情况下，临床医生不能容易地接近安全按钮并使安全按钮在防止击发触发器的致动的安全位置和其中可击发击发触发器的击发位置之间移动。当临床医生压下闭合触发器时，安全按钮和击发触发器向下枢转，随后其可由临床医生操纵。
在至少一种形式中，可纵向移动的驱动构件540可以具有形成在其上的齿条542，以用于与和马达相接的对应驱动齿轮布置(未示出)啮合接合。参见图3。关于那些特征的进一步的细节可见于美国专利申请公布2015/0272575。然而，在至少一种布置方式中，可纵向移动的驱动构件被绝缘，以保护其免受无意的RF能量的影响。至少一种形式还包括可手动致动的“救助”组件，该组件被配置为能够使临床医生能够在马达505变为停用的情况下手动地回缩可纵向移动的驱动构件。救助组件可包括杠杆或救助柄部组件，其在可释放门550下方储存在柄部组件500内。参见图2。杠杆可被配置为能够被手动枢转成与驱动构件中的齿棘轮接合。因此，临床医生可通过使用救助柄部组件手动地回缩驱动构件540，以使驱动构件在近侧方向“PD”上做棘轮运动。标题为“具有可手动缩回的击发系统的机动的外科切割和缝合设备(POWERED SURGICAL CUTTING AND STAPLING APPARATUS WITH MANUALLYRETRACTABLE FIRING SYSTEM)”的美国专利申请序列号8,608,045(该专利的全部公开内容据此以引用方式并入本文)公开了救助布置以及也可与本文所公开的各种外科工具组件一起采用的其它部件、布置和系统。
在例示方面中，可互换的外科工具组件1000包括外科端部执行器1500，该外科端部执行器包括第一钳口1600和第二钳口1800。在一种布置中，第一钳口包括细长通道1602，该细长通道被配置为能够操作地支撑其中的常规(机械)外科钉/紧固件仓1400(图4)或射频(RF)仓1700(图1和图2)。第二钳口1800包括相对于细长通道1602被可枢转地支撑的砧座1810。砧座1810可通过致动闭合驱动系统510而在打开位置和闭合位置之间选择性地朝向和远离支撑在细长通道1602中的外科仓移动。在图示的布置中，砧座1810可枢转地支撑在细长通道1602的近侧端部部分上，以用于围绕横向于轴轴线SA的枢轴轴线选择性地枢转行进。闭合驱动系统510的致动可导致附接到关节运动连接器1920的近侧闭合构件或近侧闭合管1910的远侧轴向移动。
转到图4，关节运动连接器1920包括从关节运动连接器1920的远侧端部朝远侧突出以可移动地联接到端部执行器闭合套管或远侧闭合管段1930的上部和下部柄脚1922、1924。参见图3。远侧闭合管段1930包括上部柄脚1932和从其近侧端部朝近侧突出的下部柄脚(未示出)。上部双枢轴连接件1940包括近侧销1941和远侧销1942，该近侧销和远侧销分别接合关节运动连接器1920和远侧闭合管段1930的上部柄脚1922、1932中的对应孔。类似地，下部双枢轴连接件1944包括近侧销1945和远侧销1946，该近侧销和远侧销分别接合关节运动连接器1920和远侧闭合管段1930的下部柄脚1924中的对应孔。
仍然参见图4，在图示的示例中，远侧闭合管段1930包括正钳口开口特征件或突片1936、1938，该正钳口开口特征件或突片与砧座1810的对应部分对应，以在远侧闭合管段1930在近侧方向PD上回缩至起始位置时向砧座1810施加打开动作。关于砧座1810的打开和闭合的更多细节可见于以下美国专利申请中：标题为“具有正钳口打开特征件的外科器械(SURGICAL INSTRUMENT WITH POSITIVE JAW OPENING FEATURES)”的代理人案卷号END8208USNP/170096中，该专利的全部公开内容据此以引用方式并入本文。
如图5所示，在至少一种布置中，可互换的外科工具组件1000包括工具框架组件1200，该工具框架组件包括操作地支撑其上的喷嘴组件1240的工具底座1210。如标题为“具有可轴向移动的闭合构件的外科器械(SURGICAL INSTRUMENT WITH AXIALLY MOVABLECLOSURE MEMBER)”的美国专利申请案卷号END8209USNP/170097(该专利申请与本文同期公布且据此全文以引用方式并入本文)中进一步详细讨论的，工具底座1210和喷嘴布置1240有利于外科端部执行器1500相对于工具底座1210围绕轴轴线SA旋转。此类旋转行进由图1中的箭头R表示。同样如图4和图5所示，可互换的外科工具组件1000包括脊组件1250，该脊组件操作地支撑近侧闭合管1910并且联接到外科端部执行器1500。在各种情况下，为了便于组装，脊组件1250可由通过按扣特征件、粘合剂、焊接等互连在一起的上部脊段1251和下部脊段1252制成。在装配形式中，脊组件1250包括可旋转地支撑在工具底座1210中的近侧端部1253。在一个布置中，例如，脊1250的近侧端部1253附接到脊轴承(未示出)，该脊轴承被配置为能够被支撑在底座1210内。此类布置有利于脊组件1250到工具底座的可旋转附接，使得脊组件1250可以可选择性地相对于工具底座1210围绕轴轴线SA旋转。
如图4所示，上部脊段1251终止于上部耳状物安装特征件1260中，并且下部脊段1252终止于下部耳状物安装特征件1270中。上部耳状物安装特征件1260在其中形成有耳状物狭槽1262，该耳状物狭槽适于在其中安装地支撑上部安装连接件1264。相似地，下部耳状物安装特征件1270在其中形成有耳状物狭槽1272，该耳状物狭槽适于在其中安装地支撑下部安装连接件1274。上部安装连接件1264在其中包括与轴轴线SA偏移的枢轴承窝1266。枢轴承窝1266适于在其中可旋转地接纳枢轴销1634，该枢轴销形成在附接到细长通道1602的近侧端部部分1610的通道顶盖或砧座保持器1630上。下部安装连接件1274包括下部枢轴销1276，该下部枢轴销适于接纳在形成于细长通道1602的近侧端部部分1610中的枢轴孔1611内。下部枢轴销1276以及枢轴孔1611与轴轴线SA偏移。下部枢轴销1276与枢轴承窝1266垂直对齐以限定关节运动轴线AA，外科端部执行器1500可围绕该关节运动轴线AA相对于轴轴向SA进行关节运动。参见图1。尽管关节运动轴线AA横向于轴轴线SA，但在至少一种布置中，关节运动轴线AA从其横向偏移并且不与轴轴线SA相交。
转到图5，近侧闭合管1910的近侧端部1912通过坐置在近侧闭合管段1910中的环形沟槽1915中的连接器1916可旋转地联接到闭合梭动件1914。闭合梭动件1914被支撑用于在工具底座1210内轴向行进，并且其上具有一对钩1917，该对钩被配置为能够在工具底座1210联接到柄部框架506时接合闭合驱动系统510。工具底座1210还支撑闩锁组件1280以用于将工具底座1210可释放地闩锁到柄部框架506。关于工具底座1210和闩锁组件1280的更多细节可见于以下美国专利申请中：标题为“具有轴向可移动的闭合构件的外科器械(SURGICAL INSTRUMENT WITH AXIALLY MOVABLE CLOSURE MEMBER)”，代理人案卷号END8209USNP/170097中，该专利与本文同期公布并且其全部公开内容据此以引用方式并入本文。
柄部组件500中的击发驱动系统530被配置为能够操作地联接到击发系统1300，该击发系统操作地支撑在可互换的外科工具组件1000中。击发系统1300可包括中间击发轴部分1310，该中间击发轴部分被配置为能够响应于由击发驱动系统530施加到其上的对应击发动作而在远侧方向和近侧方向上轴向移动。参见图4。如图5所示，中间击发轴部分1310的近侧端部1312具有形成于其上的击发轴附接耳状物1314，该击发轴附接耳状物被配置为能够坐置到附接支架544(图3)中，该附接支架在柄部组件500内的击发驱动系统530的纵向可移动驱动构件540的远侧端部上。此类布置有利于在击发驱动系统530致动时中间击发轴部分1310的轴向移动。在例示的示例中，中间击发轴部分1310被配置为能够用于附接到远侧切割部分或刀杆1320。如图4所示，刀杆1320连接到击发构件或刀构件1330。刀构件1330包括在其上操作地支撑组织切割刀片1334的刀主体1332。刀主体1332还可包括砧座接合突片或特征件1336以及通道接合特征件或脚部1338。当刀构件1330朝远侧推进穿过端部执行器1500时，砧座接合特征件1336可用于将附加闭合动作施加到砧座1810。
在例示的示例中，外科端部执行器1500通过关节运动系统1360可选择地围绕关节运动轴线AA进行关节运动。在一种形式中，关节运动系统1360包括可枢转地联接到关节运动连接件1380的近侧关节运动驱动器1370。如可在图4中进一步所见，偏置附接耳状物1373在近侧关节运动驱动器1370的远侧端部1372上形成。枢轴孔1374形成在偏置附接耳状物1373中并且被配置为能够在其中可枢转地接纳形成于关节运动连接件1380的近侧端部1381上的近侧连接销1382。关节运动连接件1380的远侧端部1383包括枢轴孔1384，该枢轴孔被配置为能够在其中可枢转地接纳形成于细长通道1602的近侧端部部分1610上的通道销1618。因此，近侧关节运动驱动器1370的轴向移动将因此将关节运动动作施加到细长通道1602，从而使外科端部执行器1500相对于脊组件1250围绕关节运动轴线AA进行关节运动。在各种情况下，当近侧关节运动驱动器1370没有在近侧或远侧方向上移动时，近侧关节运动驱动器1370可被关节运动锁1390保持在适当位置。关于关节运动锁1390的示例形式的更多细节可见于与本文同期公布的标题为包括可锁定到框架的关节运动系统的外科器械(SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ARTICULATION SYSTEM LOCKABLE TO A FRAME)美国专利申请代理人案卷号END8217USNP/170102，该专利的全部公开内容据此以引用方式并入本文。
除上述之外，可互换的外科工具组件1000可包括移位器组件1100，该移位器组件可被配置为能够选择性地且可释放地将近侧关节运动驱动器1310联接到击发系统1300。如图5所示，例如，在一种形式中，移位器组件1100包括围绕击发系统1300的中间击发轴部分1310定位的锁定衬圈或锁定套管1110，其中锁定套管1110可以在接合位置与脱离位置之间旋转，在接合位置处，锁定套管1110将近侧关节运动驱动器1370操作地联接到击发构件组件1300，在脱离位置处，近侧关节运动驱动器1370未操作地联接到击发构件组件1300。当锁定套筒1110处于其接合位置时，击发构件组件1300的远侧移动可使近侧关节运动驱动器1370向远侧移动，并且对应地，击发构件组件1300的近侧移动可使近侧关节运动驱动器1370向近侧移动。当锁定套管1110处于其脱离位置时，击发构件组件1300的移动不传递到近侧关节运动驱动器1370，并且因此，击发构件组件1300可独立于近侧关节运动驱动器1370移动。在各种情况下，当击发构件组件1300没有使近侧关节运动驱动器1370在近侧或远侧方向上移动时，近侧关节运动驱动器1370可被关节运动锁1390保持在适当位置。
在图示的布置中，击发构件组件1300的中间击发轴部分1310形成有两个相对的平坦侧，其中驱动凹口1316形成于其中。参见图5。如图5中也可看到的那样，锁定套管1110包括柱状或至少基本上柱状的主体，该主体包被配置为能够接纳穿过其中的击发轴部分1310的纵向开孔。锁定套管1110可包括沿直径相对的向内面向的锁定突起，当锁定套管1110处于一个位置时，该锁定突起被接合地接纳在中间击发轴部分1310中的驱动凹口1316的对应部分内，并且当锁定套管处于另一位置时，该锁定突起不被接纳在驱动凹口1316内，从而允许锁定套管1110和中间击发轴1310之间的相对轴向运动。如在图5中可进一步看出，锁定套管1110还包括锁定构件1112，该锁定构件的尺寸被设定成可移动地接纳在近侧关节运动驱动器1370的近侧端部中的凹口1375内。此类布置允许锁定套管1110在保持在适当位置以接合或与近侧关节运动驱动器1370中的凹口1375接合时，略微旋转到中间击发轴部分1310中以及脱离与该中间击发轴部分的接合。例如，当锁定套管1110处于其接合位置时，锁定突出定位在中间击发轴部分1310中的驱动凹口1316内，使得远侧推力和/或近侧拉力可以从击发构件组件1300传递到锁定套管1110。然后，此类轴向推动或拉动运动从锁定套管1110传递到近侧关节运动驱动器1370，从而使外科端部执行器1500进行关节运动。实际上，当锁定套管1110处于其接合(关节运动)位置时，击发构件组件1300、锁定套管1110和近侧关节运动驱动器1370将一起移动。另一方面，当锁定套管1110处于其脱离位置时，锁定突起不接纳在中间击发轴部分1310中的驱动凹口1316内，并且因此，远侧推力和/或近侧拉力可不从击发构件组件1300传递至锁定套管1110(和近侧关节运动驱动器1370)。
在例示的示例中，锁定套管1110在其接合位置和脱离位置之间的相对移动可由与近侧闭合管1910交接的移位器组件1100控制。仍然参见图5，移位器组件1100还包括移位器键1120，该移位器键被配置为能够可滑动地接纳在形成于锁定套管1110的外周边中的键槽内。此类布置使得移位器键1120能够相对于锁定套管1110轴向地移动。如标题为“具有可轴向移动的闭合构件的外科器械(SURGICAL INSTRUMENT WITH AXIALLY MOVABLE CLOSUREMEMBER)”代理人案卷号为END8209USNP/170097的与本文同期公布的美国专利申请中进一步详细讨论的(其整个公开内容据此以引用方式并入本文)，移位器键1120的一部分被配置为能够与近侧闭合管部分1910中的凸轮开口(未示出)凸轮地相互作用。另外在例示的示例中，移位器组件1100还包括开关鼓1130，该开关鼓可旋转地接纳在近侧闭合管部分1910的近侧端部部分上。移位器键1120的一部分延伸穿过开关鼓1130中的轴向狭槽段并且可移动地接纳在开关鼓1130中的弓形狭槽段内。开关鼓扭转弹簧1132安装在开关鼓1130上并且接合喷嘴组件1240的一部分以施加扭转偏压或旋转，其用于旋转开关鼓1130，直到移位器键1120的所述部分到达近侧闭合管部分1910中的凸轮开口的端部。当处于该位置时，开关鼓1130可向移位器键1120提供扭转偏压，从而使锁定套管1110旋转到其与中间击发轴部分1310的接合位置。该位置也对应于近侧闭合管1910(和远侧闭合管段1930)的未致动配置。
在一种布置中，例如，当近侧闭合管1910处于未致动配置(砧座1810处于与安装在细长通道1602中的仓间隔开的打开位置)时，中间击发轴部分1310的致动将导致近侧关节运动驱动器1370的轴向移动以有利于端部执行器1500的关节运动。一旦用户使外科端部执行器1500关节运动至期望的取向，用户便可致动近侧闭合管部分1910。近侧闭合管部分1910的致动将导致远侧闭合管段1930的远侧行进，以最终将闭合动作施加到砧座1810。近侧闭合管部分1910的该远侧行进将导致其中的凸轮开口与移位器键1120的凸轮部分凸轮地相互作用，从而使移位器键1120在致动方向上旋转锁定套管1110。锁定套管1110的此类旋转将导致锁定突起从中间击发轴部分1310中的驱动凹口1316脱离。当处于此类配置时，击发驱动系统530可被致动以致动中间击发轴部分1310而不致动近侧关节运动驱动器1370。关于开关鼓1130和锁定套管1110的操作以及可与本文所述的各种可互换的外科工具组件一起采用的另选的关节运动和击发驱动布置的进一步细节可见于美国专利申请序列号13/803,086(现为美国专利申请公布2014/0263541)和美国专利申请序列号15/019,196，其全部公开内容据此以引用方式并入本文。
同样如图5和图15所示，可互换的外科工具组件1000可包括滑环组件1150，该滑环组件可被配置为能够向外科端部执行器1500并且/或者从外科端部执行器1500传导电力并且/或者将信号传送至外科端部执行器1500并且/或者从外科端部执行器1500传送回板载电路板1152，同时通过旋转喷嘴组件1240促进轴和端部执行器1500相对于工具底座1210围绕轴轴线SA的旋转行进。如图15所示，在至少一种布置中，板载电路板1152包括板载连接器1154，该板载连接器被配置为能够与与例如支撑在柄部组件500或机器人系统控制器中的微处理器560通信的外壳连接器562(图9)交接。滑环组件1150被配置为能够与与板载电路板1152交接的近侧连接器1153交接。有关滑环组件1150和相关联的连接器的另外的细节可以在美国专利申请序列号13/803,086(现为美国专利申请公布2014/0263541)和美国专利申请序列号15/019,196(这两个专利申请各自全文以引用方式并入本文)以及名称为“钉仓组织厚度传感器系统(STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM)”的美国专利申请序列号13/800,067(现为美国专利申请公布2014/0263552，该美国专利据此全文以引用方式并入本文)中找到。
本文所公开的可互换的外科工具组件1000的示例型式可结合标准(机械)外科紧固件仓1400或被配置为能够有利于利用刀构件切割组织并使用射频(RF)能量密封切割组织的仓1700来采用。再次参见图4，其描绘了常规或标准的机械式仓1400。此类仓布置是已知的，并且可包括仓体1402，该仓体的尺寸和形状被设定成可移除地接纳并支撑在细长通道1602中。例如，仓体1402可被配置为能够可移除地保持成与细长通道1602按扣接合。仓体1402包括细长狭槽1404，以容纳击发构件1330穿过其中轴向行进。仓体1402操作地在其中支撑多个钉驱动器(未示出)，该多个钉驱动器在居中设置的狭槽1404的每侧上成排对准。驱动器与对应的钉/紧固件凹坑1412相关联，该凹坑穿过仓体1402的上部平台表面1410打开。每个钉驱动器在其上支撑一个或多个外科钉或紧固件(未示出)。当仓1400为新的并且未击发时，滑动件组件1420被支撑在仓体1402的近侧端部内并且位于启动位置的驱动器和紧固件的近侧。滑动组件1420包括多个倾斜的或楔形凸轮1422，其中每个凸轮1422对应于位于狭槽1404的一侧上的紧固件或驱动器的特定线。滑动件组件1420被配置为能够在刀构件朝远侧驱动穿过夹持在砧座和仓平台表面1410之间的组织时由刀构件1330接触和驱动。当驱动器朝仓平台表面1410向上驱动时，支撑在其上的(一个或多个)紧固件被驱动离开其钉凹坑1412并穿过夹持在砧座和仓之间的组织。
仍参见图4，处于至少一种形式的砧座1810包括砧座安装部分1820，该砧座安装部分具有从其侧向突出的一对砧座耳轴1822，以可枢转地接纳在形成于细长通道1602的近侧端部部分1610的直立壁1622中的对应耳轴支架1614中。砧座耳轴1822通过通道顶盖或砧座保持器1630可枢转地保持在其对应的耳轴支架1614中。砧座安装部分1820可移动地或可枢转地支撑在细长通道1602上，以相对于其围绕横向于轴轴线SA的固定砧座枢轴轴线选择性地枢转行进。如图6和图7所示，在至少一种形式中，砧座1810包括砧座主体部分1812，该砧座主体部分由例如导电金属材料制成并且具有钉成形下表面1813，该钉成形下表面在居中设置的砧座狭槽1815的每一侧上具有形成于其中的一系列紧固件成形凹坑1814，该砧座狭槽被配置为能够在其中可滑动地容纳刀构件1330。砧座狭槽1815通向上部开口1816，该上部开口纵向延伸穿过砧座主体1812以在击发期间容纳刀构件1330上的砧座接合特征件1336。当常规机械外科钉/紧固件仓1400安装在细长通道1602中时，钉/紧固件被驱动穿过组织T并与对应的紧固件成形凹坑1814形成接触。砧座主体1812可在其上部中具有开口，以便于例如容易地安装。砧座顶盖1818可插入其中并焊接到砧座主体1812以包围开口并且改善砧座主体1812的整体刚度。如图7所示，为了有利于端部执行器1500与RF仓1700结合使用，形成下表面1813的紧固件的面向组织的区段1817可在其上具有电绝缘材料1819。
在图示的布置中，可互换的外科工具组件1000被配置为能够具有击发构件闭锁系统，通常被命名为1640。参见图8。如图8所示，细长通道1602包括底部表面或底部1620，该底部表面或底部具有从其突出的两个直立侧壁1622。居中设置的纵向通道狭槽1624穿过底部1620形成，以有利于刀构件1330穿过其中轴向行进。通道狭槽1624通向纵向通路1626，该纵向通路容纳刀构件1330上的通道接合特征件或脚部1338。通路1626用于限定两个向内延伸的凸缘部分1628，该凸缘部分用于接合通道接合特征件或脚部1338的对应部分。击发构件闭锁系统1640包括位于通道狭槽1624的每一侧上的近侧开口1642，该近侧开口各自被配置为能够在刀构件1330处于起始位置时接纳通道接合特征件或脚部1338的对应部分。刀闭锁弹簧1650被支撑在细长通道1602的近侧端部1610中，并用于向下偏压刀构件1330。如图8所示，刀闭锁弹簧1650包括两个朝远侧端部的弹簧臂1652，该弹簧臂被配置为能够接合刀主体1332上的对应中心通道接合特征件1337。弹簧臂1652被配置为能够向下偏压中心通道接合特征件1337。因此，当处于起始位置(未击发位置)时，刀构件1330向下偏压，使得通道接合特征件或脚部1338被接纳在细长1602通道中的对应近侧开口1642内。当处于该锁定位置时，如果要尝试朝远侧推进刀1330，则中心通道接合特征件1137和/或脚部1338将接合细长通道1602上的直立凸缘1654(图8和图11)，并且刀1330不能被击发。
仍然参见图8，击发构件闭锁系统1640还包括形成或支撑在击发构件主体1332的远侧端部上的解锁组件1660。解锁组件1660包括朝远侧延伸的凸缘1662，该凸缘被配置为能够当滑动件组件1420在未击发的外科钉仓1400中处于其起始位置时接合在滑动件组件1420上形成的解锁特征件1426。因此，当未击发的外科钉仓1400正确地安装在细长通道1602中时，解锁组件1660上的凸缘1662接触滑动件组件1420上的解锁特征件1426，其用于使刀构件1330朝上偏压，使得中心通道接合特征件1137和/或脚部1338清除通道底部1620中的直立凸缘1654，以有利于刀构件1330轴向通过细长通道1602。如果部分击发的仓1400无意地安装在细长通道中，则滑动件组件1420将不处于起始位置，并且刀构件1330将保持在锁定位置。
现在将参照图3和图9描述可互换的外科工具组件1000与柄部组件500的附接。为开始联接过程，临床医生可将可互换的外科工具组件1000的底座1210定位在柄部框架506的远侧端部上方或附近，使得底座1210上形成的锥形附接部分1212与柄部框架506中的燕尾形狭槽507对准。然后临床医生可将外科工具组件1000沿垂直于轴轴线SA的安装轴线IA移动，以使锥形附接部分1212坐置成与柄部框架506的远侧端部中的对应燕尾形接纳狭槽507“操作地接合”。这样做时，中间击发轴部分1310上的击发轴附接耳状物1314也将坐置在柄部组件500内的可纵向移动的驱动构件540中的支架544中，并且闭合连接件514上的销516的各部分将安置在闭合梭动件1914中的对应钩1917中。如本文所用，术语“操作地接合”在两个部件的背景下是指这两个部件彼此充分地接合，使得一旦向其施加致动运动，这些部件便可执行其预期行动、功能和/或程序。同样在该过程中，外科工具组件1000上的板载连接器1154联接到外壳连接器562，该外壳连接器与例如支撑在柄部组件500或机器人系统控制器中的微处理器560通信。
在典型的外科手术期间，临床医生可通过套管针或患者体内的其它开口将外科端部执行器1500引入到手术部位中以触及目标组织。当这样做时，临床医生通常沿轴轴线SA(未关节运动状态)轴向地对齐外科端部执行器1500。例如，一旦外科端部执行器1500已穿过套管针端口，临床医生就可需要使端部执行器1500进行关节运动，以有利地将其定位成与目标组织相邻。这是在将砧座1810闭合到目标组织上之前，因此闭合驱动系统510将保持未致动。当处于该位置时，击发驱动系统530的致动将导致向近侧关节运动驱动器1370施加关节运动动作。一旦端部执行器1500已达到期望的关节运动位置，击发驱动系统530就被停用，并且关节运动锁1390可将外科端部执行器1500保持在关节运动位置。临床医生然后可致动闭合驱动系统510以将砧座1810闭合到目标组织上。闭合驱动系统510的此类致动也可导致移位器组件1100使近侧关节运动驱动器1370与中间击发轴部分1310脱开。因此，一旦目标组织已被捕获在外科端部执行器1500中，临床医生就可再次致动击发驱动系统530，以通过外科钉/紧固件仓1400或RF仓1700轴向推进击发构件1330，以切割被夹持的组织并将钉/紧固件击发到切割组织T中。在不脱离本公开的范围的情况下，也可采用其它闭合和击发驱动布置、致动器布置(手持的、手动的和自动的或机器人的两者)来控制外科工具组件1000的闭合系统部件、关节运动系统部件和/或击发系统部件的轴向移动。
如上所述，外科工具组件1000被配置为能够与常规机械外科钉/紧固件仓1400以及与RF仓1700结合使用。在至少一种形式中，RF仓1700可有利于通过刀构件1330机械切割被夹持在砧座1810和RF仓1700之间的组织，同时将凝固电流递送至电流路径中的组织。用于使用电流机械切割和凝固组织的另选的布置公开于例如美国专利5,403,312；7,780,663和美国专利申请序列号15/142,609中，该专利申请的标题为具有“具有导电间隙设定和组织接合构件的电外科器械(ELECTROSURGICAL INSTRUMENT WITH ELECTRICALLYCONDUCTIVE GAP SETTING AND TISSUE ENGAGING MEMBERS)”，每个所述参考文献的全部公开内容均以引用方式并入本文。此类器械可例如改善止血、降低外科复杂性以及手术室时间。
如图10-12所示，在至少一种布置中，RF外科仓1700包括仓体1710，该仓体的尺寸和形状被设定成可移除地接纳并支撑在细长通道1602中。例如，仓体1710可被配置为能够可移除地保持成与细长通道1602按扣接合。在各种布置中，仓体1710可由聚合物材料制成，诸如例如工程热塑性材料诸如液晶聚合物(LCP)VECTRATM，并且细长通道1602可由金属制成。在至少一个方面，仓体1710包括居中设置的细长狭槽1712，该细长狭槽纵向延伸穿过仓体以容纳刀1330穿过其中的纵向行进。如图10和11所示，一对闭锁接合尾部1714从仓体1710朝近侧延伸。每个闭锁接合尾部1714具有形成在其下侧上的闭锁垫1716，该闭锁垫的尺寸被设定成接纳在通道底部1620中的对应近侧开口部分1642内。因此，当仓1700正确地安装在细长通道1602中时，闭锁接合尾部1714覆盖开口1642和凸缘1654，以将刀1330保持在准备用于击发的解锁位置。
现在转到图10-13，在例示的示例中，仓体1710形成有居中设置的凸起电极垫1720。如在图6中可最具体地看出，细长狭槽1712延伸穿过电极垫1720的中心并且用于将垫1720分成左垫段1720L和右垫段1720R。右柔性电路组件1730R附接到右垫段1720R并且左柔性电路组件1730L附接到左垫段1720L。例如，在至少一种布置中，右柔性电路1730R包括多个电导体1732R，这些电导体可包括例如用于RF目的的较宽电导体/导体和用于常规缝合目的的较薄电导体，这些电导体被支撑或附接到或嵌入附接到右垫1720R的右绝缘体护套/构件1734R中。此外，右柔性电路组件1730R包括“相一”近侧右电极1736R和“相二”远侧右电极1738R。同样，左柔性电路组件1730L包括多个电导体1732L，这些电导体可包括例如用于RF目的的较宽电导体/导体和用于常规缝合目的的较薄电导体，这些电导体被支撑或附接到或嵌入附接到左垫1720L的左绝缘体护套/构件1734L中。此外，左柔性电路组件1730L包括“相一”近侧左电极1736L和“相二”远侧左电极1738L。左电导体1732L和右电导体1732R附接到安装到仓体1710的远侧端部部分的远侧微型芯片1740。在一种布置中，例如，右柔性电路1730R和左柔性电路1730L中的每一个可具有大约0.025英寸的总体宽度“CW”，并且电极1736R、1736L、1738R、1738R中的每一个具有例如大约0.010英寸的宽度“EW”。参见图13。然而，可设想其它宽度/尺寸，并且可用于另选方面。
在至少一种布置中，通过常规RF发生器1000通过供电引线402向外科工具组件400提供RF能量。在至少一种布置中，供电引线402包括凸形插头组件406，该凸形插头组件被配置为能够插入到对应的凹形连接器410中，该凹形连接器连接到板载电路板1152上的分段RF电路1160。参见图15。此类布置有利于轴和端部执行器1500通过旋转喷嘴组件1240而不将供电引线402从发生器400卷绕而围绕轴轴线SA相对于工具底座1210旋转行进。板载开/关电源开关420被支撑在闩锁组件1280和工具底座1210上以用于打开和关闭RF发生器。当工具组件1000操作地联接到柄部组件500或机器人系统时，板载分段RF电路1160通过连接器1154和562与微处理器560通信。如图1所示，柄部组件500还可包括用于观察关于密封、缝合、刀位置、仓的状态、组织、温度等的进度的信息的显示屏430。如还可在图15中见到的，滑环组件1150与包括柔性轴电路条或组件1164的远侧连接器1162交接，该柔性轴电路条或组件可包括用于缝合相关活动的多个窄电导体1166和用于RF目的的较宽电导体1168。如图14和图15所示，柔性轴电路条1164居中地支撑在形成刀杆1320的层合板或杆1322之间。此类布置有利于刀杆1320和柔性轴电路条1164在端部执行器1500的关节运动期间充分挠曲，同时保持足够的刚性，以便使刀构件1330能够朝远侧推进穿过被夹持的组织。
再次参见图10，在至少一个图示布置中，细长通道1602包括支撑在凹槽1621中的通道电路1670，该凹槽从细长通道1602的近侧端部1610延伸至细长通道底部1620中的远侧位置1623。通道电路1670包括近侧接触部分1672，该近侧接触部分接触柔性轴电路条1164的远侧接触部分1169，以与之电接触。通道电路1670的远侧端部1674被接纳在形成于通道壁1622之一中的对应壁凹槽1625内，并且折叠并附接到通道壁1622的上部边缘1627。一系列对应的暴露触点1676设置在通道电路1670的远侧端部1674中，如图10所示。如图10中还可见，柔性仓电路1750的端部1752附接到远侧微型芯片1740并且附连到仓体1710的远侧端部部分。另一端部1754折叠在仓平台表面1711的边缘之上并且包括被配置为能够与通道电路1670的暴露的触点1676电接触的暴露触点1756。因此，当RF仓1700安装在细长通道1602中时，电极以及远侧微型芯片1740通过柔性仓电路1750、柔性通道电路1670、柔性轴电路1164和滑环组件1150之间的接触而被供电并与板载电路板1152通信。
图16A-16B为根据本公开的一个方面的跨越两个拉幅片的图1的外科器械10的控制电路700的框图。主要参见图16A-16B，柄部组件702可包括马达714，该马达可由马达驱动器715控制，并可由外科器械10的击发系统采用。在各种形式中，马达714可为具有大约25,000RPM的最大旋转速度的DC有刷驱动马达。在其它布置中，马达714可包括无刷马达、无绳马达、同步马达、步进马达、或任何其它合适的电动马达。马达驱动器715可包括例如包括场效应晶体管(FET)719的H桥驱动器。马达714可由功率组件706供电，该功率组件可释放地安装到柄部组件500，以用于向外科器械10提供控制功率。功率组件706可包括电池，该电池可包括串联连接的、可用作功率源为外科器械10供电的多个电池单元。在某些情况下，功率组件706的电池单元可以是可替换的和/或可再充电的。在至少一个示例中，电池单元可以是可为可分离地联接到功率组件706的锂离子电池。
轴组件704可包括轴组件控制器722，在轴组件704与功率组件706联接到柄部组件702时，该轴组件控制器可通过接口与安全控制器和功率管理控制器716通信。例如，接口可包括第一接口部分725和第二接口部分727，其中第一接口部分可包括一个或多个用于与对应的轴组件电连接器实现联接接合的电连接器，第二接口部分可包括一个或多个用于与对应的功率组件电连接器实现联接接合的电连接器，从而在轴组件704与功率组件706联接到柄部组件702时，允许轴组件控制器722和功率管理控制器716之间进行电通信。可通过接口传递一个或多个通信信号，以将附接的可互换轴组件704的功率要求中的一个或多个传达到功率管理控制器716。作为响应，功率管理控制器可依据附接的轴组件704的功率要求，调制功率组件706的电池的功率输出，如下文更详细地描述。连接器包括开关，这些开关可在柄部组件702机械联接接合到轴组件704和/或功率组件706之后被激活，以允许轴组件控制器722与功率管理控制器716之间进行电通信。
例如，通过将一个或多个通信信号路由通过驻留在柄部组件702中的主控制器717，接口可有利于在功率管理控制器716与轴组件控制器722之间传递此类通信信号。在其它情况下，当轴组件704和功率组件706联接到柄部组件702时，接口可有利于通过柄部组件702的功率管理控制器716和轴组件控制器722之间的直接通信线路。
主控制器717可以是任何单核或多核处理器，诸如由德克萨斯器械公司(TexasInstruments)提供的商品名为ARM Cortex的那些处理器。在一个方面，主控制器717可为例如购自德克萨斯器械公司(Texas Instruments)的LM4F230H5QR ARM Cortex-M4F处理器内核，其包括：256KB的单循环闪存或其它非易失性存储器(至多至40MHZ)的片上存储器、用于使性能改善超过40MHz的预取缓冲器、32KB的单循环串行随机存取存储器(SRAM)、装载有
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软件的内部只读存储器(ROM)、2KB的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、一个或多个脉宽调制(PWM)模块、一个或多个正交编码器输入(QEI)模拟、具有12个模拟输入信道的一个或多个12位模数转换器(ADC)，其细节可得自产品数据表。
安全控制器可以是包括两个基于控制器的系列(诸如TMS570和RM4x)的安全控制器平台，已知同样由德克萨斯器械公司(Texas Instruments)生产的商品名为HerculesARM Cortex R4。安全控制器可被配置为能够专门用于IEC61508和ISO 26262安全关键应用等等，以提供先进的集成安全特征件，同时递送可定标的性能、连接性和存储器选项。
功率组件706可包括功率管理电路，该功率管理电路可包括功率管理控制器716、功率调制器738和电流感测电路736。在轴组件704与功率组件706联接到柄部组件702时，功率管理电路可被配置为能够基于轴组件704的功率要求调制电池的功率输出。例如，功率管理控制器716可被编程以控制功率组件706的功率输出的功率调制器738，并且电流感测电路736可用于监测功率组件706的功率输出，以便为功率管理控制器716提供与电池的功率输出有关的反馈，使得功率管理控制器716可调节功率组件706的功率输出以维持期望的输出。功率管理控制器716和/或轴组件控制器722各自可包括一个或多个可存储多个软件模块的处理器和/或存储器单元。
外科器械10(图1-5)可包括输出装置742，该输出装置可包括一个或多个用于向用户提供感官反馈的装置。此类装置可包括例如视觉反馈装置(例如，LCD显示屏、LED指示器)、音频反馈装置(例如，扬声器、蜂鸣器)或触觉反馈装置(例如，触觉致动器)。在某些情况下，输出装置742可包括显示器743，该显示器可包含在柄部组件702中。轴组件控制器722和/或功率管理控制器716可通过输出装置742向外科器械10的用户提供反馈。接口可被配置为能够将轴组件控制器722和/或功率管理控制器716连接到输出装置742。作为替代，输出装置742可与功率组件706集成。在此类情况下，当轴组件704联接到柄部组件702时，输出装置742与轴组件控制器722之间的通信可通过接口实现。
控制电路700包括被配置为能够控制电动外科器械10的操作的电路段。安全控制器段(段1)包括安全控制器和主控制器717段(段2)。安全控制器和/或主控制器717被配置为能够与一个或多个附加电路段(诸如加速段、显示器段、轴段、编码器段、马达段和功率段)进行交互。电路段中的每个都可联接到安全控制器和/或主控制器717。主控制器717还联接至闪存。主控制器717还包括串行通信接口。主控制器717包括联接到例如一个或多个电路段、电池和/或多个开关的多个输入。分段电路可通过任何合适的电路(诸如电动外科器械10内的印刷电路板组件(PCBA))来实现。应当理解，本文使用的术语“处理器”包括任一种微处理器、处理器、微控制器、控制器，或者将计算机的中央处理单元(CPU)的功能结合到一个集成电路或最多几个集成电路上的其它基础计算装置。主控制器717是多用途的可编程装置，该装置接收数字数据作为输入，根据其存储器中存储的指令来处理输入，并且提供结果作为输出。因为处理器具有内部存储器，所以是顺序数字逻辑的示例。控制电路700可被配置为能够实现本文所述的过程中的一者或多者。
加速段(段3)包括加速度计。加速度计被配置为能够检测电动外科器械10的移动或加速度。来自加速度计的输入可用于例如转变到休眠模式和从休眠模式转变到其它模式、识别电动外科器械的取向，并且/或者识别外科器械何时已被放下。在一些示例中，加速段联接到安全控制器和/或主控制器717。
显示器段(段4)包括联接到主控制器717的显示连接器。显示连接器通过显示器的一个或多个集成电路驱动器将主控制器717联接到显示器。显示器的集成电路驱动器可与显示器集成，并且/或者可与显示器分开定位。显示器可包括任何合适的显示器，诸如例如有机发光二极管(OLED)显示器、液晶显示器(LCD)和/或其它任何合适的显示器。在一些示例中，显示器段联接到安全控制器。
轴段(段5)包括用于联接到外科器械10(图1-5)的可互换的轴组件500的控件，和/或用于联接到可互换的轴组件500的端部执行器1500的一个或多个控件。轴段包括轴连接器，该轴连接器被配置为能够将主控制器717联接到轴PCBA。轴PCBA包括具有铁电随机存取存储器(FRAM)、关节运动开关、轴释放霍尔效应开关和轴PCBA EEPROM的低功率微控制器。轴PCBA EEPROM包括特定于可互换轴组件500和/或轴PCBA的一个或多个参数、例程和/或程序。轴PCBA可联接到可互换轴组件500和/或与外科器械10一体成型。在一些示例中，轴段包括第二轴EEPROM。第二轴EEPROM包括对应于可与电动外科器械10交接的一个或多个轴组件500和/或端部执行器1500的多个算法、例程、参数、和/或其它数据。
位置编码器段(段6)包括一个或多个磁性角旋转位置编码器。一个或多个磁性角旋转位置编码器被配置为能够识别外科器械10(图1-5)的马达714、可互换轴组件500和/或端部执行器1500的旋转位置。在一些示例中，磁性角旋转位置编码器可联接到安全控制器和/或主控制器717。
马达电路段(段7)包括被配置为能够控制电动外科器械10(图1-5)的移动的马达714。马达714通过包括一个或多个H桥场效应晶体管(FET)的H桥驱动器联接到主控制器717。H桥驱动器也联接到安全控制器。马达电流传感器与马达串联联接，用于测量马达的电流消耗。马达电流传感器与主控制器717和/或安全控制器进行信号通信。在一些示例中，马达714联接到马达电磁干扰(EMI)滤波器。
马达控制器控制第一马达标记和第二马达标记，以向主控制器717指示马达714的状态和位置。主控制器717通过缓冲器向马达控制器提供脉宽调制(PWM)高信号、PWM低信号、方向信号、同步信号和马达复位信号。功率段被配置为能够向电路段中的每一个提供区段电压。
功率段(段8)包括联接到安全控制器、主控制器717和附加电路段的电池。电池通过电池连接器和电流传感器联接到分段电路。电流传感器被配置为能够测量分段电路的总电流消耗。在一些示例中，一个或多个电压转换器被配置为能够向一个或多个电路段提供预定的电压值。例如，在一些示例中，分段电路可包括3.3V的电压转换器和/或5V的电压转换器。升压转换器被配置为能够提供至多为预定的量(诸如，至多至13V)的升压电压。升压转换器被配置为能够在功率密集操作期间提供附加的电压和/或电流，并且防止电压降低条件或低功率条件。
多个开关联接到安全控制器和/或主控制器717。开关可被配置为能够控制外科器械10(图1-5)、分段电路的操作，以及/或者指示外科器械10的状态。用于紧急救助的应急门开关和霍尔效应开关被配置为能够指示应急门的状态。多个关节运动开关(诸如例如左侧向左关节运动开关、左侧向右关节运动开关、左侧向中心关节运动开关、右侧向左关节运动开关、右侧向右关节运动开关和右侧向中心关节运动开关)被配置为能够控制可互换轴组件500(图1和图3)和/或端部执行器300(图1和图4)的关节运动。左侧反向开关和右侧反向开关联接到主控制器717。左侧开关(包括左侧向左关节运动开关、左侧向右关节运动开关、左侧向中心关节运动开关和左侧反向开关)通过左挠性连接器联接到主控制器717。右侧开关(包括右侧向左关节运动开关、右侧向右关节运动开关、右侧向中心关节运动开关和右侧反向开关)通过右挠性连接器联接到主控制器717。击发开关、夹持释放开关和轴接合开关联接到主控制器717。
任何合适的机械开关、机电开关或固态开关可任意组合，用于实现多个开关。例如，开关可以是利用与外科器械10(图1-5)相关联的部件的动作或存在某个物体来操作的限位开关。此类开关可用于控制与外科器械10相关联的各种功能。限位开关是由机械地连接到一组触点的致动器构成的机电装置。当某个物体与致动器接触时，该装置操作触点以形成或断开电连接。限位开关不仅耐用、安装简便，还操作可靠，故适用于多种应用和环境。限位开关可确定物体的存在或不存在、经过、定位、以及物体行程的结束。在其它具体实施中，开关可以是在磁场影响下操作的固态开关，诸如霍尔效应装置、磁阻(MR)装置、巨磁阻(GMR)装置、磁力计等。在其它具体实施中，开关可以是在光影响下操作的固态开关，诸如光学传感器、红外线传感器、紫外线传感器等。同样，开关可以是固态装置，诸如晶体管(例如，FET、结型FET、金属氧化物半导体FET(MOSFET)、双极型晶体管等)。其它开关可包括无线开关、超声开关、加速度计、惯性传感器等。
图17为根据本公开的一个方面的图1的外科器械的控制电路700的框图，其示出柄部组件702与功率组件706之间、以及柄部组件702与可互换轴组件704之间的接口。柄部组件702可包括主控制器717、轴组件连接器726和功率组件连接器730。功率组件706可包括功率组件连接器732、功率管理电路734，该功率管理电路可包括功率管理控制器716、功率调制器738和电流感测电路736。轴组件连接器730、732形成接口727。功率管理电路734可被配置为能够在可互换轴组件704与功率组件706联接到柄部组件702时，基于可互换轴组件704的功率要求调制电池707的功率输出。例如，功率管理控制器716可被编程以控制功率组件706的功率输出的功率调制器738，电流感测电路736可用于监测功率组件706的功率输出，以便为功率管理控制器716提供与电池707的功率输出有关的反馈，使得功率管理控制器716可调节功率组件706的功率输出以维持期望的输出。轴组件704包括轴处理器719，该轴处理器联接到非易失性存储器721和轴组件连接器728以将轴组件704电联接到柄部组件702。轴组件连接器726、728形成接口725。主控制器717、轴处理器719和/或功率管理控制器716可被配置为能够实现本文所述的过程中的一者或多者。
外科器械10(图1-5)可包括输出装置742，以向用户提供感觉反馈。此类装置可以包括视觉反馈装置(例如，LCD显示屏、LED指示器)、听觉反馈装置(例如，扬声器、蜂鸣器)或触觉反馈装置(例如，触觉致动器)。在某些情况下，输出装置742可包括显示器743，该显示器可包含在柄部组件702中。轴组件控制器722和/或功率管理控制器716可通过输出装置742向外科器械10的用户提供反馈。接口727可被配置为能够将轴组件控制器722和/或功率管理控制器716连接到输出装置742。存储器装置742可被与电子传感器706集成。当可互换轴组件704联接到柄部组件702时，输出装置742与轴组件控制器722之间的通信可通过接口725实现。已经描述了用于控制外科器械10(图1-5)的操作的控制电路700(图16A-16B和图6)，本公开现在转到外科器械10(图1-5)的各种配置和控制电路700。
图18为根据本公开的一个方面的被配置为能够控制各种功能的外科器械600的示意图。在一个方面，外科器械600被编程为控制位移构件诸如i形梁614的远侧平移。外科器械600包括端部执行器602，该端部执行器可包括砧座616、I形梁614和可移除钉仓618，该可移除钉仓可为可与RF仓609(以虚线示出)互换。端部执行器602、砧座616、I形梁614、钉仓618和RF仓609可如本文所述例如参考图1至图15配置。为了公开的简明和清楚起见，可参考图18描述本公开的多个方面。应当理解，图18中示意性地示出的部件诸如控制电路610、传感器638、位置传感器634、端部执行器602、I形梁614、钉仓618、RF仓609、砧座616结合本公开的图1-17进行描述。
因此，图18中示意性地表示的部件可容易地用结合图1-17所述的物理和功能等同部件来取代。例如，在一个方面，控制电路610可被实现为控制电路700并与图16-17结合进行描述。在一个方面，传感器638可被实现为限位开关、机电装置、固态开关、霍尔效应装置、磁阻(MR)装置、巨磁电阻(GMR)装置、磁力计等等。在其它具体实施中，传感器638可被实现为在光的影响下操作的固态开关，诸如光学传感器、红外线传感器、紫外线传感器等等。同样，开关可以是固态装置，诸如晶体管(例如，FET、结型FET、金属氧化物半导体FET(MOSFET)、双极型晶体管等)。在其它具体实施中，传感器638可包括无电导体开关、超声开关、加速度计、惯性传感器等等。在一个方面，位置传感器634可被实现为绝对定位系统，该绝对定位系统包括被实现为AS5055EQFT单片磁性旋转位置传感器，其可购自奥地利微系统公司(Austria Microsystems,AG)。位置传感器634可与控制电路700交接，以提供绝对定位系统。位置可包括位于磁体上方并联接到CORDIC处理器(用于坐标旋转数字计算机)的多个霍尔效应元件，该CORDIC处理器也被已知为逐位方法和Volder算法，提供该CORDIC处理器以实现用于计算双曲线函数和三角函数的简单有效的算法，双曲线函数和三角函数仅需要加法操作、减法操作、数位位移操作和表格查找操作。在一个方面，端部执行器602可被实现为结合图1、图2和图4所示和所述的外科端部执行器1500。在一个方面，I形梁614可被实现为包括刀主体1332的刀构件1330，该刀主体操作地支撑其上的组织切割刀片1334并且还可包括砧座接合突片或特征件1336以及通道接合特征件或脚部1338，如结合图2-4、图8、图11和图14所示。在一个方面，钉仓618可被实现为结合图4所示和所述的标准(机械)外科紧固件仓1400。在一个方面，RF仓609可被实现为结合图1、图2、图6和图10-13所示和所述的射频(RF)仓1700。在一个方面，砧座616可被实现为结合图1、图2、图4和图6所示和所述的砧座1810。这些和其它传感器布置在共同拥有的美国专利申请15/628,175中有所描述，该专利申请题为“用于外科缝合和切割器械的马达速度的自适应控制的技术(TECHNIQUES FORADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTINGINSTRUMENT)”，该专利申请全文以引用方式并入本文。
线性位移构件诸如I形梁614的位置、移动、位移和/或平移可通过绝对定位系统、传感器布置和被表示为位置传感器634的位置传感器来测量。由于I形梁614联接到纵向可移动的驱动构件540，因此闭合构件614的位置可通过采用位置传感器634测量纵向可移动的驱动构件540的位置来确定。因此，在以下描述中，I形梁614的位置、位移和/或平移可通过本文所述的位置传感器634来实现。控制电路610(诸如在图16A和图16B中描述的控制电路700)可被编程为控制如本文所述的位移构件(诸如I形梁614)的平移。在一些示例中，控制电路610可以包括一个或多个微控制器、微处理器或其它合适的处理器，以用于执行使一个或多个处理器以所述方式控制位移构件(例如，I形梁614)的指令。在一个方面，定时器/计数器631向控制电路610提供输出信号，诸如流逝时间或数字计数，以将如由位置传感器634确定的I形梁614的位置与定时器/计数器631的输出相关联，使得控制电路610可确定I形梁614在相对于起始位置的特定时间(t)处的位置。定时器/计数器631可被配置为能够测量流逝时间、计数外部事件或定时外部事件。
控制电路610可以生成马达设定点信号622。马达设定点信号622可以被提供给马达控制器608。马达控制器608可以包括一个或多个电路，这些电路被配置为能够向马达604提供马达驱动信号624，以驱动马达604，如本文所述。在一些示例中，马达604可为有刷直流马达，诸如图1所示的马达505。例如，马达604的速度可以与马达驱动信号624成比例。在一些示例中，马达604可以是无刷直流(DC)电动马达，并且马达驱动信号624可以包括提供给马达604的一个或多个定子绕组的脉宽调制(PWM)信号。而且，在一些示例中，可以省略马达控制器608，并且控制电路610可以直接生成马达驱动信号624。
马达604可以从能量源612接收电力。能量源612可以是或包括电池、超级电容器或任何其它合适的能量源612。马达604可以经由变速器606机械联接到I形梁614。变速器606可以包括一个或多个齿轮或其它连杆部件，以将马达604联接到I形梁614。位置传感器634可以感测I形梁614的位置。位置传感器634可以是或包括能够生成指示I形梁614的位置的位置数据的任何类型的传感器。在一些示例中，位置传感器634可包括编码器，该编码器被配置为能够在I形梁614朝远侧和近侧平移时向控制电路610提供一系列脉冲。控制电路610可以跟踪脉冲以确定I形梁614的位置。可使用其它合适的位置传感器，包括例如接近传感器。其它类型的位置传感器可提供指示I形梁614的运动的其它信号。而且，在一些示例中，可以省略位置传感器634。在马达604是步进马达的情况下，控制电路610可以通过聚集马达604已被命令执行的步骤的数量和方向来跟踪I形梁614的位置。位置传感器634可以位于端部执行器602中或器械的任何其它部分处。
控制电路610可与一个或多个传感器638通信。传感器638可定位在端部执行器602上并且适于与外科器械600一起操作以测量各种衍生参数，诸如间隙距离与时间、组织压缩与时间、以及砧座应变与时间。传感器638可包括磁性传感器、磁场传感器、应变仪、压力传感器、力传感器、电感式传感器(诸如涡流传感器)、电阻式传感器、电容式传感器、光学传感器、和/或用于测量端部执行器602的一个或多个参数的任何其它合适的传感器。传感器638可包括一个或多个传感器。
一个或多个传感器638可包括应变仪，诸如微应变仪，其被配置为能够在夹持条件期间测量砧座616中的应变的量值。应变仪提供电信号，该电信号的幅值随着应变量值而变化。传感器638可包括压力传感器，该压力传感器被配置为能够检测由砧座616和钉仓618之间的压缩组织的存在所生成的压力。传感器638可被配置为能够检测位于砧座616和钉仓618之间的组织区段的阻抗，该阻抗指示位于其间的组织的厚度和/或填充度。
传感器638可被配置为能够测量由闭合驱动系统施加在砧座616上的力。例如，一个或多个传感器638可位于闭合管1910(图1-4)和砧座616之间的交互点处，以检测由闭合管1910施加到砧座616的闭合力。施加在砧座616上的力可表示在砧座616和钉仓618之间捕获的组织区段所经受的组织压缩。一个或多个传感器638可沿闭合驱动系统定位在各种交互点处，以检测由闭合驱动系统施加到砧座616的闭合力。一个或多个传感器638可在夹持操作期间由图16A-16B所示的处理器实时取样。控制电路610接收实时样本测量值以提供和分析基于时间的信息，并实时评估施加到砧座616的闭合力。
可以采用电流传感器636来测量由马达604消耗的电流。推进I形梁614所需的力可对应于例如由马达604消耗的电流。将力转换成数字信号并将其提供给控制电路610。
RF能量源400联接到端部执行器602，并且当RF仓609被加载在端部执行器602中以代替钉仓618时，则该RF能量源被施加到RF仓609。控制电路610控制RF能量到RF电极609的递送。
在柄部组件和端部执行器之间延伸的典型电线可由于关节运动轴的重复弯曲而变得缠结并且可能随时间推移而切断。因此，本公开提供了柔性电路元件，该柔性电路元件可承受重复的轴关节运动和操作电外科装置的端部执行器所需的任何其它机械运动。
如图14所示，柔性轴电路条1164可部分地设置在近侧闭合管1910内并延伸穿过关节运动连接器1920进入外科端部执行器1500中。相似地，刀杆1320也可部分地设置在近侧闭合管1910内并延伸穿过关节运动连接器1920进入外科端部执行器1500中。柔性轴电路条1164可居中地支撑在形成刀杆1320的层合板或杆1322之间。此类布置有利于刀杆1320和柔性轴电路条1164在端部执行器1500的关节运动期间充分挠曲，同时保持足够的刚性，以便使刀构件1330能够朝远侧推进穿过被夹持的组织。总之，柔性轴电路条1164和形成刀杆1320的层合板或杆1322可包括柔性组件以允许刀杆1320在关节运动连接器1920弯曲时往复运动。
图19更详细地示出了柔性组件3500的一个方面。在图19所示的柔性组件3500的方面，刀杆1320由两对层合板1322构成，其中一对层合板1322沿着柔性轴电路条1164的第一侧设置，并且第二对层合板1322沿着柔性轴电路条1164的第二侧设置。虽然刀杆1320被公开为具有两对层合板1322，但可以认识到，刀杆1320可由任何偶数目的层合板1322构成，其中偶数数目的层合板1322的第一半部沿着柔性轴电路条1164的第一侧设置，并且偶数数目的层合板1322的第二半部沿着柔性轴电路条1164的第二侧设置。
如图10所示，柔性轴电路条1164包括远侧接触部分1169，该远侧接触部分可与通道电路1670的近侧接触部分1672电连通，该通道电路设置在形成于细长通道1602的通道壁1622之一中的壁凹槽1625内。因此，柔性轴电路条1164的远侧端部可相对于外科端部执行器1500的细长通道1602处于固定位置。如图15所示，柔性轴电路条1164的近侧端部可与设置在工具框架组件1200中的滑环组件1150的远侧连接器1162电连通。因此，柔性轴电路条1164的近侧端部可相对于工具框架组件1200处于固定位置。如图14所示，柔性轴电路条1164可因此横穿关节运动连接器1920并且因此可在关节运动连接器1920的关节运动时弯曲。
刀杆1320可类似地从与设置在喷嘴组件1240中的中间击发轴部分1310的近侧连接到刀构件1330处的远侧连接横穿关节运动连接器1920，如图3所示。因此，刀杆1320可被配置为能够进行往复运动以便激活刀构件1330，同时在关节运动连接器1920进行关节运动时具有足够的柔性以弯曲。
可以认识到，刀杆1320沿柔性轴电路条1164的侧面的往复动作可引起设置在柔性轴电路条1164上的任何电迹线或线材的摩擦和/或磨损。电迹线或线材可包括用于RF目的的较宽线材/导体和用于常规缝合目的的较薄线材(例如，用于传导电控制或感测信号)。此类磨损可导致电线上的撕裂或间隙，这些撕裂或间隙可损害电线传导电(包括RF)信号的能力。因此，可需要对柔性轴电路条1164的附加保护。
如图19所示，此类保护可由设置在柔性轴电路条1164的相对侧上的一个或多个片簧3505提供。每个片簧3505可设置在柔性轴电路条1164的一侧和层合板1322的内侧之间。片簧3505可相对于柔性轴电路条1164保持固定，并且可因此保护柔性轴电路条1164的每一侧在刀构件1320展开期间免受来自刀杆1330的磨损。每个片簧3505还可为柔性轴电路条1164提供物理支撑。此外，一旦端部执行器1500返回至与电外科装置的轴同轴的位置，每个片簧3505可向柔性轴电路条1164提供恢复力，以将柔性轴电路条1164返回至基本纵向(或未弯曲)几何形状。可以认识到，在一些方面，除了柔性轴电路条1164和多个层合板1322之外，柔性组件3500还可包括此类片簧3505中的一个或多个。
图20A描绘了设置在电外科装置内的柔性组件3500，其中刀构件1330设置在近侧刀位置3530处。图20B描绘了设置在电外科装置内的柔性组件3500，其中刀构件1330设置在远侧刀位置3531处。尽管电外科装置的轴的关节运动在图20A和图20B中以右方向(从装置的使用的角度来看)示出，但是应当认识到，电外科装置轴的关节运动也可处于左方向(从装置的使用的角度来看)，其中柔性组件3500的部件在左方向上适当弯曲。
图20A与图14类似，并进一步指出了附加的细节。例如，柔性组件3500的近侧端部可在设置在近侧闭合管(1910，参见图14)内的脊组件1250内稳定。柔性组件2500的远侧端部可在细长通道(1602，参见图4)的近侧端部部分1610内稳定。柔性轴电路条1164的远侧接触部分1169既可电联接也可物理地联接到通道电路(1670，参见图10)的近侧接触部分1672。
如图20A所示，刀构件可位于近侧刀位置3530处。在一个非限制性方面，刀构件的近侧刀位置3530可具有例如从刀构件的近侧端部至柔性轴电路条1164的远侧接触部分1169的远侧端部测量的近侧刀距离(PKD)。图20B描绘了位于远侧刀位置3531处的刀构件。在一个非限制性方面，刀构件的远侧刀位置3531可具有例如从刀构件的近侧端部至柔性轴电路条1164的远侧接触部分1169的远侧端部测量的远侧刀距离(DKD)。对于近侧刀距离PKD或远侧刀距离DKD的任何显式测量均不隐含任何限制。然而，出于本公开的目的，可以接受的是，远侧刀距离DKD大于近侧刀距离PKD。在电外科系统的使用期间可认识到，刀构件1330可从近侧刀位置3530向远侧刀位置3531或从远侧刀位置3531向近侧刀位置3530横穿。
如上所述，柔性轴电路条1164的远侧端部可相对于外科端部执行器1500处于固定位置，并且柔性轴电路条1164的近侧端部可相对于工具框架组件1200处于固定位置。另外，片簧3505可相对于柔性轴电路条1164保持在固定位置。在一个非限制性方面，第一片簧3505可邻近或抵靠柔性轴电路条1164的第一侧设置，并且第二片簧3505可邻近或抵靠柔性轴电路条1164的第二侧或相对侧设置。当刀杆1320将刀构件1330移动到远侧刀位置3531或近侧刀位置3530时，刀杆1320的层合板1322在纵向上相对于柔性轴电路条1164和片簧3505的固定位置以滑动方式移动。
当刀杆1320处于近侧方面并且刀构件1330处于近侧刀位置3530时，第一对层合板1322的一部分可位于沿第一片簧3505的外侧的第一近侧位置3522a处，并且第二对层合板1322的一部分可位于沿着第二片簧3505的外侧的第二近侧位置3522b处。在该配置中，柔性轴电路条1164的一部分和片簧3505的一部分将位于第一近侧位置3522a和第二近侧位置3522b处的层合板1322的那些部分分开。当刀杆1320朝远侧移动使得刀构件1330处于远侧刀位置3531时，位于第一近侧位置3522a处的第一对层合板1322的该部分可在远侧方向上横穿至第一远侧位置3522c。相似地，当刀杆1320朝远侧移动使得刀构件1330处于远侧刀位置3531时，位于第二近侧位置3522b处的第二对层合板1322的该部分可在远侧方向上横穿至第二远侧位置3522d。这样，层合板1322的至少一些部分相对于片簧3505以滑动方式移动。
由于刀杆1320在远侧方向上的运动，第一远侧位置3522c中第一对层合板的部分和第二远侧位置3522d中第二对层合板的部分不再被柔性轴电路条1164和片簧3505分开。因此，当刀杆1320在远侧方向上移动时，第一远侧位置3522c中的第一对层合板的该部分的内表面可接触第二远侧位置3522d中的第二对层合板的该部分的内表面。
类似地应当理解，当刀杆1320在近侧方向上移动，从而将刀构件1330从远侧刀位置3531移动到近侧刀位置3530时，位于第一远侧位置3522c处的第一对层合板1322的该部分可在近侧方向上横穿至第一近侧位置3522a。相似地，当刀杆1320在近侧方向上移动时，位于第二远侧位置3522d处的第二对层合板1322的部分可在近侧方向上横穿至第二近侧位置3522b。由于刀杆1320在近侧方向上的运动，第一近侧位置3522a中的第一对层合板的该部分和第二近侧位置3522b中的第二对层合板的该部分可由片簧3505和柔性轴电路条1164分开。
图21A和图21B描绘了图20A和图20B的柔性组件3500，其独立于可在电外科装置中安放柔性组件3500的结构。具体地，图21A描绘了在右关节运动RA之后的未关节运动的柔性组件3501(点划线)和关节运动的柔性组件3502。图21B描绘了刀杆1320在远侧方向DD上的运动的效果，从而将刀构件1330从近侧刀位置3530移动到远侧刀位置3531。图21B另外描绘了刀杆1320在近侧方向PD上的运动的效果，从而将刀构件1330从远侧刀位置3531移动到近侧刀位置3530。
如上关于图16和图20A、图20B所公开的，柔性组件3500可包括设置在一对片簧3505之间的柔性轴电路条1164，和包括两对层合板1322的刀杆1320，其中一对层合板1322沿着片簧3505中的每一者的外表面设置。此类片簧3505可提供对柔性轴电路条1164的表面的保护，以防止由层合板1322的往复运动引起的磨耗和磨损。在另选的方面，柔性组件3500可缺少一对片簧3505，并且层合板1322可直接抵靠柔性轴电路条1164的侧面设置。层合板1322抵靠柔性轴电路条1164的侧面的运动可包括如上文关于图20A、图20B详细公开的此类运动。缺乏片簧3505的柔性组件3500的此另选方面可用于柔性组件3500，其中柔性轴电路条1164在其侧面上包括保护性涂层，从而消除对保护片簧3505的需要。
还可认识到，上文公开的柔性组件3500可用于电外科装置中，该电外科装置包括端部执行器，该端部执行器被配置为能够包括外科钉/紧固件仓、射频(RF)仓，或者被配置为能够可释放地接收外科钉/紧固件仓或射频(RF)仓。
上文公开了被配置为能够用于在包括关节运动轴的电外科系统内使用的柔性组件的各方面。柔性组件可跨越关节运动连接器并且包括柔性轴电路条，该柔性轴电路条被配置为能够根据关节运动连接器的弯曲而弯曲。柔性轴电路条可被配置为能够允许电信号从关节运动轴的近侧端部处的柄部组件传达到关节运动轴的远侧端部处的端部执行器。柔性组件还可包括被配置为能够沿关节运动轴的纵向轴线以横向方式移动以控制端部执行器的一个或多个操作的一个或多个部件。柔性组件还可包括附加部件，该附加部件被配置为能够支撑或保护柔性轴电路条和/或被配置为能够沿关节运动轴的纵向轴线以横向方式移动的部件。
尽管相对于如图1-15所描绘且如上文所公开的马达驱动的外科系统描述了柔性组件，但是可认识到，柔性组件可不限于具有此马达驱动的外科系统的特定部件或功能的外科系统。此柔性组件可结合到包括至少关节运动轴的任何外科系统中，该关节运动轴在关节运动轴的近侧端部处具有主体或柄部组件，并且在关节运动轴的远侧端部处具有端部执行器。
因此，柔性组件的柔性轴电路条可被配置为能够传导任何一个或多个电信号，包括DC电信号、AC电信号、数字电信号、模拟电信号、RF电信号或此类电信号的任何一个或多个组合。柔性轴电路条可包括在其上或其中设置有任何数量、类型或尺寸的导线或迹线的任何柔性非导电材料。柔性轴电路条可包括任何数量的层。柔性轴电路条还可包括任何一个或多个电子部件，诸如分立电路(例如，电阻器、电容器和电感器)或集成电路。柔性屏蔽电路条还可包括保护层以覆盖一条或多条导线或迹线，和/或电子部件。柔性组件可包括设置在柔性轴电路条的一个或多个侧面上的一个或多个弹簧，诸如片簧，以在外科系统从关节运动位置返回之后提供恢复力。另选地，柔性轴电路条可将此类片簧结合到柔性轴电路条的主体中。
被配置为能够沿关节运动轴的纵向轴线以横向方式移动的部件可包括能够横向运动和柔性弯曲运动两者的任何数量或类型的一个或多个部件。此类部件的非限制性示例可包括线材、带、板和柔性轴。柔性组件中可包括被配置为能够以横向方式移动的一个或多个此类部件。多个部件可协同移动或可独立地移动。多个部件可沿柔性轴电路条的单个侧设置。另选地，多个部件中的一些可沿着柔性轴电路条的第一侧设置，而不同数量的多个部件可沿着柔性轴电路条的第二侧设置。被配置为能够以横向方式移动的部件操作地联接到关节运动轴的近侧端部或远侧端部中的任何可移动部件，而不限于此类可运动部件的功能。
柔性组件也可包括被配置为能够保护或支撑柔性轴电路条和/或被配置为能够以横向方式移动的部件的任何数量或类型的部件。例如，附加部件可包括被配置为能够保护柔性轴电路条的一个或多个表面(包括例如防护片材或护套)的任何数量或类型的部件。附加部件可包括框架以支撑柔性轴电路条。附加部件还可包括用于被配置为能够以横向方式诸如套管移动的组件的保护罩。
可在没有本文所公开的具体细节的情况下实施外科器械的各方面。一些方面已被显示为框图而不是详细信息。本公开的部件可根据对存储在计算机存储器中的数据进行操作的指令来呈现。一般来讲，可以用多种硬件、软件、固件或它们的任何组合单独和/或共同实施的本文所述的各方面可以被看作是由多种类型的“电子电路系统”组成。因此，“电子电路系统”包括具有至少一个分立电路的电子电路系统、具有至少一个集成电路的电子电路系统、具有至少一个专用集成电路的电子电路系统、形成由计算机程序配置的通用计算装置的电子电路系统(例如，至少部分地实施本文描述的方法和/或设备的由计算机程序配置的通用计算机)、形成存储器装置(例如，形成随机存取存储器)的电子电路系统，和/或形成通信装置(例如，调制解调器、通信开关或光电设备)的电子电路系统。这些方面可采用模拟或数字形式或它们的组合来实现。
上述描述经由使用框图、流程图和/或示例来阐述设备和/或过程的方面，这些框图，流程图和/或示例可包含一个或多个功能和/或操作。此类框图、流程图或示例内的每个功能和/或操作可单独地和/或集体地由范围广泛的硬件、软件、固件、或它们的任何组合来实现。在一个方面，本文所述的主题的若干部分可经由专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(DSP)、电路、寄存器和/或软件部件(例如，程序、子例程、逻辑和/或硬件和软件部件、逻辑门或其它集成格式的组合)来实现。本文公开的一些方面可作为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，作为在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序)，作为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，作为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，作为固件，或作为实际上它们的任何组合全部或部分地在集成电路中等效地实现，并且根据本发明，设计电路系统和/或编写软件和/或硬件的代码将在本领域技术人员的技术范围内。
所公开主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分布，并且本文所述主题的示例性方面适用，而不管用于实际进行分布的信号承载介质的具体类型是什么。信号承载介质的示例包括如下：可录式媒体，诸如软盘、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；和传输式介质，诸如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤缆线、波导、有线通信链路、无线通信链路(例如，发射器、接收器、传输逻辑、接收逻辑)等)。
为了举例说明和描述的目的，已经提供了这些方面的上述说明。这些具体实施方式并非意图为详尽的或限定到本发明所公开的精确形式。可以按照上述教导内容对本发明进行修改或变型。所选择和描述的这些方面是为了示出本发明的原理和实际应用，从而使得本领域的普通技术人员能够利用多个方面，在适合设想的具体应用的情况下进行各种修改。与此一同提交的权利要求书旨在限定完整范围。
本文所述主题的各个方面在以下编号的实施例中陈述：
实施例1.一种马达驱动的外科系统，包括：柄部组件；和可互换的外科工具组件，所述可互换的外科工具操作地联接到所述柄部组件，所述可互换的外科工具组件包括：喷嘴组件；近侧闭合管，所述近侧闭合管具有操作地联接到所述喷嘴组件的远侧端部的近侧端部；关节运动连接器，所述关节运动连接器具有操作地联接到所述近侧闭合管的远侧端部的近侧端部；外科端部执行器，所述外科端部执行器包括第一钳口和第二钳口，并且具有操作地联接到所述关节运动连接器的远侧端部的近侧端部；柔性轴电路条，所述柔性轴电路条设置在所述近侧闭合管的至少一部分、所述关节运动连接器的至少一部分和所述外科端部执行器的至少一部分内；刀构件，所述刀构件可滑动地设置在所述外科端部执行器内；和刀杆，所述刀杆操作地连接到所述刀构件的近侧端部，其中所述刀杆包括设置在所述柔性轴电路条的第一侧上的第一层合板和设置在所述柔性轴电路条的第二侧上的第二层合板，并且其中所述刀杆被配置为能够沿着所述近侧闭合管的纵向轴线往复运动。
实施例2.根据实施例1所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一层合板包括第一对层合板，并且所述第二层合板包括第二对层合板。
实施例3.根据实施例1至实施例2中的一项或多项所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一层合板被配置为能够沿着所述柔性轴电路条的所述第一侧往复运动，并且所述第二层合板被配置为能够沿着所述柔性轴电路条的所述第二侧往复运动。
实施例4.根据实施例1至实施例3中的一项或多项所述的马达驱动的外科系统，还包括设置在所述柔性轴电路条的所述第一侧和所述第一层合板之间的第一片簧，以及设置在所述柔性轴电路条的所述第二侧和所述第二层合板之间的第二片簧。
实施例5.根据实施例4所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一层合板被配置为能够沿着所述第一片簧的第一侧往复运动，并且所述第二层合板被配置为能够沿着所述第二片簧的第一侧往复运动。
实施例6.根据实施例4至实施例5中的一项或多项所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一片簧和所述第二片簧设置在所述关节运动连接器的至少一部分和所述外科端部执行器的至少一部分内。
实施例7.根据实施例4至实施例6中的一项或多项所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一片簧和所述第二片簧被配置为能够围绕横向于所述近侧闭合管的纵向轴线的关节运动轴线弯曲。
实施例8.根据实施例1至实施例7中的一项或多项所述的马达驱动的外科系统，还包括设置在所述第一钳口内的细长通道，其中所述细长通道被配置为能够可释放地接纳外科紧固件仓。
实施例9.根据实施例1至实施例8中的一项或多项所述的马达驱动的外科系统，还包括设置在所述第一钳口内的细长通道，其中所述细长通道被配置为能够可释放地接纳射频仓。
实施例10.根据实施例9所述的马达驱动的外科系统，还包括沿着所述细长通道的内纵向侧设置的通道电路，其中所述通道电路包括近侧收缩部分，所述近侧收缩部分被配置为能够电联接到所述柔性轴电路条的远侧接触部分，并且其中所述通道电路包括远侧收缩部分，所述远侧收缩部分被配置为能够电联接到设置在所述射频仓的表面上的柔性仓电路。
实施例11.一种用于在马达驱动的外科系统的关节运动部件内使用的柔性组件，所述柔性组件包括：柔性轴电路条；和刀杆，所述刀杆包括沿着所述柔性轴电路条的第一侧设置的第一层合板和沿着所述柔性轴电路条的第二侧设置的第二层合板，其中所述刀杆被配置为能够沿着所述柔性轴电路条的纵向轴线往复运动。
实施例12.根据实施例11所述的柔性组件，其中，所述柔性组件被配置为能够围绕横向于所述柔性轴电路条的纵向轴线的关节运动轴线弯曲。
实施例13.根据实施例11至实施例12中的一项或多项所述的柔性组件，其中，所述第一层合板包括第一对层合板，并且所述第二层合板包括第二对层合板。
实施例14.根据实施例11至实施例13中的一项或多项所述的柔性组件，其中，当所述柔性组件处于第一状态时，所述第一层合板的第一部分的一侧沿着所述柔性轴电路条的所述第一侧设置，并且所述第二层合板的第一部分的一侧沿着所述柔性轴电路条的所述第二侧设置，并且其中当所述柔性组件处于第二状态时，所述第一层合板的所述第一部分的所述侧沿所述第二层合板的所述第一部分的所述侧设置。
实施例15.根据实施例11至实施例14中的一项或多项所述的柔性组件，还包括设置在所述柔性轴电路条的所述第一侧和所述第一层合板之间的第一片簧，以及设置在所述柔性轴电路条的所述第二侧和所述第二层合板之间的第二片簧。
实施例16.根据实施例15所述的柔性组件，其中，所述第一层合板被配置为能够沿着所述第一片簧的第一侧往复运动，并且所述第二层合板被配置为能够沿着所述第二片簧的第一侧往复运动。
实施例17.根据实施例15至实施例16中的一项或多项所述的柔性组件，其中，当所述柔性组件处于第一状态时，所述第一层合板的第一部分的一侧沿着所述第一片簧的第一侧设置，并且所述第二层合板的第一部分的一侧沿着所述第二片簧的第一侧设置，并且其中当所述柔性组件处于第二状态时，所述第一层合板的所述第一部分的所述侧沿所述第二层合板的所述第一部分的所述侧设置。
实施例18.根据实施例11至实施例17中的一项或多项所述的柔性组件，其中，所述柔性轴电路条包括远侧接触部分。
实施例19.根据实施例11至实施例18中的一项或多项所述的柔性组件，其中，所述柔性轴电路条包括多个窄线材和多个较宽的线材。
实施例20.根据实施例19所述的柔性组件，其中，所述多个较宽线材被配置为能够传导射频信号。

Claims (20)

1.一种马达驱动的外科系统，包括：
柄部组件；和
可互换的外科工具组件，所述可互换的外科工具组件操作地联接到所述柄部组件，包括：
喷嘴组件；
近侧闭合管，所述近侧闭合管具有操作地联接到所述喷嘴组件的远侧端部的近侧端部；
关节运动连接器，所述关节运动连接器具有操作地联接到所述近侧闭合管的远侧端部的近侧端部；
外科端部执行器，所述外科端部执行器包括第一钳口和第二钳口，并且具有操作地联接到所述关节运动连接器的远侧端部的近侧端部；
柔性轴电路条，所述柔性轴电路条设置在所述近侧闭合管的至少一部分、所述关节运动连接器的至少一部分和所述外科端部执行器的至少一部分内；
刀构件，所述刀构件可滑动地设置在所述外科端部执行器内；和
刀杆，所述刀杆操作地连接到所述刀构件的近侧端部，
其中所述刀杆包括设置在所述柔性轴电路条的第一侧上的第一层合板和设置在所述柔性轴电路条的第二侧上的第二层合板，并且
其中所述刀杆被配置为能够沿着所述近侧闭合管的纵向轴线往复运动。
2.根据权利要求1所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一层合板包括第一对层合板，并且所述第二层合板包括第二对层合板。
3.根据权利要求1所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一层合板被配置为能够沿着所述柔性轴电路条的所述第一侧往复运动，并且所述第二层合板被配置为能够沿着所述柔性轴电路条的所述第二侧往复运动。
4.根据权利要求1所述的马达驱动的外科系统，还包括设置在所述柔性轴电路条的所述第一侧和所述第一层合板之间的第一片簧，以及设置在所述柔性轴电路条的所述第二侧和所述第二层合板之间的第二片簧。
5.根据权利要求4所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一层合板被配置为能够沿着所述第一片簧的第一侧往复运动，并且所述第二层合板被配置为能够沿着所述第二片簧的第一侧往复运动。
6.根据权利要求4所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一片簧和所述第二片簧设置在所述关节运动连接器的至少一部分和所述外科端部执行器的至少一部分内。
7.根据权利要求4所述的马达驱动的外科系统，其中，所述第一片簧和所述第二片簧被配置为能够围绕横向于所述近侧闭合管的纵向轴线的关节运动轴线弯曲。
8.根据权利要求1所述的马达驱动的外科系统，还包括设置在所述第一钳口内的细长通道，其中所述细长通道被配置为能够可释放地接纳外科紧固件仓。
9.根据权利要求1所述的马达驱动的外科系统，还包括设置在所述第一钳口内的细长通道，其中所述细长通道被配置为能够可释放地接纳射频仓。
10.根据权利要求9所述的马达驱动的外科系统，还包括沿着所述细长通道的内纵向侧设置的通道电路，
其中所述通道电路包括近侧收缩部分，所述近侧收缩部分被配置为能够电联接到所述柔性轴电路条的远侧接触部分，并且
其中所述通道电路包括远侧收缩部分，所述远侧收缩部分被配置为能够电联接到设置在所述射频仓的表面上的柔性仓电路。
11.一种用于在马达驱动的外科系统的关节运动部件内使用的柔性组件，所述柔性组件包括：
柔性轴电路条；和
刀杆，所述刀杆包括沿着所述柔性轴电路条的第一侧设置的第一层合板和沿着所述柔性轴电路条的第二侧设置的第二层合板，
其中所述刀杆被配置为能够沿着所述柔性轴电路条的纵向轴线往复运动。
12.根据权利要求11所述的柔性组件，其中，所述柔性组件被配置为能够围绕横向于所述柔性轴电路条的纵向轴线的关节运动轴线弯曲。
13.根据权利要求11所述的柔性组件，其中，所述第一层合板包括第一对层合板，并且所述第二层合板包括第二对层合板。
14.根据权利要求11所述的柔性组件，其中，当所述柔性组件处于第一状态时，所述第一层合板的第一部分的一侧沿着所述柔性轴电路条的所述第一侧设置，并且所述第二层合板的第一部分的一侧沿着所述柔性轴电路条的所述第二侧设置，并且
其中当所述柔性组件处于第二状态时，所述第一层合板的所述第一部分的所述侧沿所述第二层合板的所述第一部分的所述侧设置。
15.根据权利要求11所述的柔性组件，还包括设置在所述柔性轴电路条的所述第一侧和所述第一层合板之间的第一片簧，以及设置在所述柔性轴电路条的所述第二侧和所述第二层合板之间的第二片簧。
16.根据权利要求15所述的柔性组件，其中，所述第一层合板被配置为能够沿着所述第一片簧的第一侧往复运动，并且所述第二层合板被配置为能够沿着所述第二片簧的第一侧往复运动。
17.根据权利要求15所述的柔性组件，其中，当所述柔性组件处于第一状态时，所述第一层合板的第一部分的一侧沿着所述第一片簧的第一侧设置，并且所述第二层合板的第一部分的一侧沿着所述第二片簧的第一侧设置，并且
其中当所述柔性组件处于第二状态时，所述第一层合板的所述第一部分的所述侧沿所述第二层合板的所述第一部分的所述侧设置。
18.根据权利要求11所述的柔性组件，其中，所述柔性轴电路条包括远侧接触部分。
19.根据权利要求11所述的柔性组件，其中，所述柔性轴电路条包括多个窄线材和多个较宽的线材。
20.根据权利要求19所述的柔性组件，其中，所述多个较宽线材被配置为能够传导射频信号。
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