JP2018075372A - 流体の進入を防ぐための手術装置の力覚センサ - Google Patents

流体の進入を防ぐための手術装置の力覚センサ Download PDF

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Abstract

【課題】流体の進入を防ぐための手術装置の力覚センサの提供。【解決手段】力覚センサ１００は、基板１１０、複数の感知素子、シール１２０及びカバープレート１３０を備える。基板は、近位面及び遠位面１１０ｂを備え、複数の感知素子は、基板の遠位面に結合される。シールは、基壁部１２２及び、基壁部から近位に延伸するフランジ１２４を備える。フランジは、基板の遠位面に対して位置決めされ、シールの基壁部及び基板の遠位面間との間に空洞を形成し、その内部に複数の感知素子を配置する。カバープレートは、シール上に位置決めされ、基板に固定される。カバープレートは、シール上に閉め力を加えて、空洞への流体の進入を防ぐ。【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１１月８日出願の米国特許第６２／４１８，９９５号の利点及びその優先権を主張し、その内容は引用にて本明細書にすべて記載される。
本発明は手術装置に関し、詳しくは、電動式手術装置の力覚センサに関する。
従来、力覚センサ（荷重読み取りセンサ等）は、外科用ステープリング器具等の手術装置の機能の調整を向上させる目的で使用されている。力覚センサを使用することで、手術装置のクランプ力、ステープリング力および切断力を監視し、これら様々な機能を調節することが可能である。さらに、力覚センサの使用により、設定荷重が検出され、手術装置がその設定荷重の到達に反応することが可能になる。厚い組織をクランプするとき等、荷重は設定上限値まで上昇・到達後に、手術装置はクランピングを緩め、組織に加わる力が緩和されるようクランプ力を調整する。このクランプ調整により、厚い組織へ損傷を与えることはない（漿膜断裂等）。その一例として、電動式円形ステープラー式手術装置による焼灼現象を利用した吻合形成がある（自動吻合器（ＥＥＡ）等）。このように手術装置が多機能化することは結果、現在利用可能な使い捨て器具よりも製造コストがかかるが、器具の再利用が可能になれば、有益な用途となるであろう。
再利用可能な手術装置は、清潔な状態に保って（高ｐＨ溶液による殺菌消毒等）、殺菌消毒してから使用する必要がある。最も一般的な殺菌消毒法として、高圧過熱蒸気（３７ ＰＳＩを１３７℃で１８分間等）による高圧蒸気滅菌がある。このような環境で滅菌すると、様々な電子部品が損傷することが知られている。例えば、高圧蒸気滅菌方法により、力覚センサは高温高圧の蒸気にさらされ、水蒸気の進入、感知素子（歪みゲージ等）の基板との化学結合を弱める可能性のある熱エポキシ分解、及び／又は保護膜の適切な状態からの破損等の問題が生じる。このため、高ｐＨ洗浄及び殺菌の繰り返しに耐えうる力覚センサのニーズが求められている。
本発明に係る力覚センサは、密閉式で、高ｐＨ洗浄及び殺菌（自動洗浄及び／又は高圧蒸気滅菌等）に関連する環境ストレスに耐えうるよう構成され、そのような過程の間に流体の進入を最小化及び／又は削減することで、力覚センサがより再使用に耐えうる仕様となっている。
本発明の一つの特徴として、力覚センサは、基板、複数の感知素子、シール、及びカバープレートを備える。基板は、近位面及び遠位面を備え、複数の感知素子は、基板の遠位面に結合される。シールは、基壁部及び、基壁部から近位に延伸するフランジを備える。フランジは、基板の遠位面に対して位置決めされ、シールの基壁部及び基板の遠位面との間に空洞を形成し、その内部に複数の感知素子を配置する。カバープレートは、シール上に位置決めされ、基板に固定される。カバープレートは、シール上に閉め力を加えて、空洞への流体の進入を防ぐ。
本実施態様によれば、シールは、低硬度材料で製作される。実施態様によっては、シールはシリコーンで製作される。
基板の遠位面は、第一及び第二の側方半体を備え、複数の感知素子は、遠位面の第一側方半体上に配置する。シールは、基板の遠位面の第一側方半体を覆うように寸法及び形状を決める。カバープレートは、第一及び第二の側方部分を有する面駆体を備え、第一側方部分はシールの基壁部に当接する。
本実施態様によれば、カバープレートは、面駆体から近位に延伸する第一及び第二レールを備え、第一及び第二レールは、基板の遠位面の第一及び第二の平縁にそれぞれ隣接するよう操作可能に固定される。実施態様によっては、カバープレートは、基板の側面に取り付けられる複数の脚を備える。
可撓ケーブルは、複数の感知素子に電気的に結合することができ、シール及び基板の遠位面との間で延伸することができる。実施態様によっては、シールは、フランジから延伸する縁を備え、カバープレートの第一レールは、基板の遠位面の第一平縁に対して縁を固定する。
シールは、シールの基壁部から遠位に延伸する突起部を備え、カバープレートは、シールの突起部に取り付けられた開口部を備える。
本実施態様によれば、力覚センサは、遠位コネクタハウジング及び手術装置のアダプタ部品のトロカール接続ハウジングとの間に配置される。手術装置は、電動式ハンドル部品、アダプタ部品、及びアダプタ部品の遠位コネクタハウジングに取外し可能に固定されるエンドエフェクタを備える。力覚センサは、荷重経路に沿ってエンドエフェクタが表示する力を測定するよう構成されてもよい。
本発明の別の特徴として、力覚センサは、基板、複数の感知素子、受けプレート及びカバープレートを備える。基板は、近位面及び遠位面を備え、複数の感知素子は、基板の遠位面に結合される。受けプレートは、本体と、開口部を有しそれを通過するよう形成される突起のある中央部分とを備える。受けプレートは、基板の遠位面に取り付けられ、複数の感知素子は、開口部内に配置され、そこで密閉式にシールされる。カバープレートは、受けプレート上に位置決めされ、基板に溶接される。
本実施態様によれば、基板は、中間壁によって連結される第一及び第二の側方半体を備え、第一側方半体は、第二側方半体よりも高さが低い。実施態様によっては、受けプレートは、基板の第一側方半体に溶接され、受けプレートの本体は、第一及び第二の側方半体間の高さの差と同じ高さである。
シール材は、受けプレートの開口部内の複数の感知素子上に配置される。シールを、追加又は代替品として受けプレート上に配置してもよい。実施態様により、シールは、基壁部及び、基壁部の外周全体周りに配置され、そこから近位に延伸するフランジを備える。フランジは、基板の遠位面に対して位置決めすることができ、受けプレートの突起のある中央部分を収容する空洞を形成し、カバープレートは、シール上に閉め力を加えて、空洞への流体の進入を防ぐ。
可撓ケーブルは、複数の感知素子に電気的に結合することができ、受けプレート及び基板の遠位面との間に延伸することができる。
本実施態様によれば、力覚センサは、遠位コネクタハウジング及び手術装置のアダプタ部品のトロカール接続ハウジングとの間に配置する。手術装置は、電動式ハンドル部品、アダプタ部品、及びアダプタ部品のコネクタハウジングに取外し可能に固定されるエンドエフェクタを備える。力覚センサは、荷重経路に沿って、エンドエフェクタが表示する力を計測するよう構成されてもよい。
他の特徴、特長及び利点は、本明細書、図面及び請求項の記載事項から明らかになるであろう。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
近位面及び遠位面を備える基板と；
前記基板の前記遠位面に結合される複数の感知素子と；
基壁部と前記基壁部から近位に延伸するフランジとを備えたシールであって、
前記フランジが前記基板の前記遠位面に対して位置決めされ、前記シールの前記基壁部及び前記基板の前記遠位面との間に空洞を形成し、その内部に前記複数の感知素子を配置する、前記シールと；
前記シール上に位置決めされ、前記基板に固定されるカバープレートであって、
前記カバープレートは、前記シール上に閉め力を加えて、前記空洞への流体の進入を防ぐ、前記カバープレートと、を備える力覚センサ。
（項目２）
前記シールは、低硬度材料で製作することを特徴とする、上記項目に記載の力覚センサ。
（項目３）
前記シールは、シリコーンで製作することを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目４）
前記基板の前記遠位面は、第一及び第二の側方半体を備え、前記複数の感知素子は、前記遠位面の前記第一側方半体上に配置されることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目５）
前記シールは、前記基板の前記遠位面の前記第一側方半体を覆うように寸法及び形状を決めることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目６）
前記カバープレートは、第一及び第二の側方部分を有する面駆体を備え、前記第一側方部分は、前記シールの前記基壁部に当接することを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目７）
前記カバープレートは、前記面駆体から延伸する第一及び第二レールを備え、前記第一及び第二レールは、前記基板の前記遠位面の第一及び第二の平縁にそれぞれ隣接するように操作可能に固定されることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目８）
前記カバープレートは、前記基板の側面に取り付けられる複数の脚を備えることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目９）
前記複数の感知素子に電気的に結合され、前記シール及び前記基板の前記遠位面との間で延伸する可撓ケーブルをさらに備えることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目１０）
前記シールは、前記フランジから延伸する縁を備え、前記カバープレートの前記第一レールは、前記基板の前記遠位面の第一平縁に対して前記縁を固定することを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目１１）
前記シールは、前記シールの前記基壁部から延伸する突起部を備え、前記カバープレートは、前記シールの前記突起部に取り付けられた前記カバープレート内に開口部を備えることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目１２）
電動式ハンドル部品と；
遠位コネクタハウジングとトロカール接続ハウジングとを備えたアダプタ部品と；
前記アダプタ部品の前記遠位コネクタハウジングに取外し可能に固定されたエンドエフェクタと；を備える手術装置であって、
項目１に記載の力覚センサは、前記遠位コネクタハウジング及び前記トロカール接続ハウジングとの間に配置され、荷重経路に沿って前記エンドエフェクタが表示する力を測定するよう構成されることを特徴とする、手術装置。
（項目１３）
近位面と遠位面を備えた基板と；
前記基板の前記遠位面に結合される複数の感知素子と；
本体と、開口部を有しそれを通過するよう形成される突起のある中央部分とを備えた受けプレートであって、
前記受けプレートが、前記基板の前記遠位面に取り付けられ、前記複数の感知素子は、前記開口部内に配置され、そこで密封式にシールされる、前記受けプレートと；
前記受けプレート上に位置決めされ、前記基板に溶接されるカバープレートと、を備える力覚センサ。
（項目１４）
前記基板は、中間壁によって連結される第一及び第二の側方半体を備え、前記第一側方半体は、前記第二の側方半体よりも高さが低いことを特徴とする、上記項目に記載の力覚センサ。
（項目１５）
前記受けプレートは、前記基板の前記第一側方半体に溶接され、前記受けプレートの前記本体は、前記第一及び第二の側方半体の高さの差と同じ高さであることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目１６）
シール材は、前記受けプレートの前記開口部内の前記複数の感知素子上に配置されることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目１７）
シールは、前記受けプレート上に配置され、前記シールは、基壁部及び、前記基壁部の外周全体周りに配置され、そこから近位に延伸するフランジを備え、前記フランジは、前記基板の前記遠位面に対して位置決めされ、前記受けプレートの突起のある中央部分を収容する空洞を形成し、前記カバープレートは、前記シール上に閉め力を加えて、前記空洞への流体の進入を防ぐことを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目１８）
前記複数の感知素子に電気的に結合され、前記受けプレート及び前記基板の前記位面との間に延伸する可撓ケーブルをさらに備えることを特徴とする、上記項目のいずれかに記載の力覚センサ。
（項目１９）
電動式ハンドル部品と；
遠位コネクタハウジングとトロカール接続ハウジングとを備えたアダプタ部品と；
前記アダプタ部品の前記遠位コネクタハウジングに取外し可能に固定されたエンドエフェクタと；を備える手術装置であって、
上記項目に記載の力覚センサは、前記遠位コネクタハウジング及び前記トロカール接続ハウジングとの間で配置され、荷重経路に沿って前記エンドエフェクタが表示する力を測定するよう構成されることを特徴とする、手術装置。
（摘要）
力覚センサは、基板、複数の感知素子、シール及びカバープレートを備える。基板は、近位面及び遠位面を備え、複数の感知素子は、基板の遠位面に結合される。シールは、基壁部及び、基壁部から近位に延伸するフランジを備える。フランジは、基板の遠位面に対して位置決めされ、シールの基壁部及び基板の遠位面間との間に空洞を形成し、その内部に複数の感知素子を配置する。カバープレートは、シール上に位置決めされ、基板に固定される。カバープレートは、シール上に閉め力を加えて、空洞への流体の進入を防ぐ。
本発明の様々な特徴は、本明細書添付され、部分を構成する図面を参照して、以下に記載する：
図１は、本発明の実施態様に係る手術装置の斜視図を示す。 図２は、図１に示す手術装置のアダプタ部品の斜視図を示す。 図３Ａは、図１及び図２のアダプタ部品の遠位端部の斜視図であり、アダプタ部品の外装スリーブをアダプタ部品から取り外した状態を示す。 図３Ｂは、図３Ａに示すアダプタ部品のトロカール接続ハウジングの拡大斜視図を示す。 図３Ｃは、図３Ａに示すアダプタ部品の遠位コネクタハウジングの拡大斜視図を示す。 図４は、図１〜３Ａに示す手術装置の力覚センサの斜視図を示す。 図５Ａ及び図５Ｂは、図４に示す力覚センサの基板の斜視図を示す。 図５Ａ及び図５Ｂは、図４に示す力覚センサの基板の斜視図を示す。 図５Ｃ及び図５Ｄは、図４に示す力覚センサのシールの斜視図を示す。 図５Ｃ及び図５Ｄは、図４に示す力覚センサのシールの斜視図を示す。 図５Ｅは、図５Ｃの切断線５Ｅ−５Ｅにおける、図５Ｃ及び図５Ｄのシールの断面図を示す。 図５Ｆは、図４に示す力覚センサのカバープレートの斜視図を示す。 図６は、図４に示す力覚センサを含む、図１〜３Ａに示す手術装置のアダプタ部品の遠位端部の斜視図であり、アダプタ部品の外装スリーブをアダプタ部品から取り外した状態で、遠位コネクタハウジングを破線で示す。 図７は、本発明の別の実施態様に係る力覚センサの斜視図を示す。 図８Ａは、図７に示す力覚センサの基板の斜視図を示す。 図８Ｂは、図７に示す力覚センサの受けプレートの斜視図を示す。 図９は、図７に示す力覚センサを含む、手術装置のアダプタ部品の遠位端部の斜視図であり、アダプタ部品の外装スリーブをアダプタ部品から取り外した状態で、遠位コネクタハウジングを破線で示す。
本発明に係る力覚センサは、自動洗浄及び／又は高圧蒸気滅菌等の過酷な環境から保護する手術装置等の感知素子を備える。力覚センサは、歪みゲージ及びゲージをサポートする電子機器等の、感知素子が上に取り付けられた基板を備え、感知素子は、シール及び／又はプレートで覆われて感知素子を保護するための保護用防漏型バリアを形成する。
本発明の実施態様について、図面を参照して詳細に記載する。図面の参照番号は、別の図においても同じ又は相当する要素を示す。本明細書において、「近位」はユーザーの手に近い装置部分又はその構成部品を指し、「遠位」はユーザーの手から遠い装置部分又はその構成部品を指す。「頂部」、「底部」、「上部」及び「下部」等の方向を表す用語は、本実施態様の記載内容の厳密な定義を避けるためのもので、手術装置の最終的な方向、又はそのいかなる部分を限定して定義することを意図するものではない。
図１に示す本発明の実施態様に係る手術装置１は、手で持つ電動式の電気機械機器であり、電動式ハンドル部品１０、アダプタ部品２０、用具組立部品又は、複数のステープルをその内部に有する負荷装置３２（図示なし）を備えるエンドエフェクタ３０、並びにアンビルヘッド３４ａ及びアンビルロッド３４ｂを備えたアンビル組立部品３４を備える。電動式ハンドル部品１０は、アダプタ部品２０と選択接続するよう構成され、さらにアダプタ部品２０は、エンドエフェクタ３０と選択接続するよう構成される。
アダプタ部品２０及びエンドエフェクタ３０を備えるよう記載があるが、様々な異なるアダプタ部品及びエンドエフェクタが、本発明の手術装置で使用可能であることに留意されたい。例示の手術装置の構造及び機能の詳細について、共通に所有される、２０１６年１月８日出願の米国特許第１４／９９１，１５７（以下、「１５７出願」と記載）及び２０１６年４月１２日出願の米国特許第１５／０９６，３９９（以下、「３９９出願」と記載）を本明細書に引用し、その内容をすべて記載する。
さらに図１を参照すると、ハンドル部品１０は、手術装置１の様々な動作を作動・調整するよう構成する電源函（図示なし）を収容するハンドルハウジング１２、及び手術装置１の様々な機能を作動させる複数のアクチュエータ１４（指作動式調節ボタン、ノブ、トグル、滑り座、インターフェース等）を備える。例示のハンドル部品の詳細について、「３９９出願」を本明細書に引用し、その内容をすべて記載する。
図２を参照すると、図１に関連して、アダプタ部品２０は、ハンドル部品１０（図１）と作動可能に接続するよう構成される近位部分２０ａ及びエンドエフェクタ３０（図１）と作動可能に接続するよう構成される遠位部分２０ｂを備える。アダプタ部品２０は、外装スリーブ２２、及び外装スリーブ２２の遠位端に固定される遠位コネクタハウジング２４を備える。遠位コネクタハウジング２４は、エンドエフェクタ３０（図１）等のエンドエフェクタをアダプタ部品２０に取外し可能に固定するよう構成される。
アダプタ部品２０は、本発明の特徴を完全公開するに要する程度までさらに記載する。 例示のアダプタ部品の詳細について、「１５７出願」を本明細書に引用し、その内容をすべて記載する。
図３Ａを参照すると、図２に関連して、アダプタ部品２０は、力覚センサ１００の中央開口部１０１（図４等参照）及びトロカール接続ハウジング２８の中央開口部２９（図３Ｂ）を通過して延伸するトロカール組立部品２６をさらに備える。トロカール接続ハウジング２８は、アダプタ部品２０の外装スリーブ２２（図２）に対してトロカール組立部品２６を取外し可能に固定する。例示のトロカール接続ハウジングの詳細について、２０１５年９月２５日出願の米国特許第１４／８６５，６０２（「６０２出願」）を本明細書に引用し、その内容をすべて記載する。
力覚センサ１００は、トロカール接続ハウジング２８とアダプタ部品２０の遠位コネクタハウジング２４との間に配置され、荷重経路に沿って力を測定するよう構成される。図３Ｂ及び図５Ａに示すように、トロカール接続ハウジング２８は、近位荷重接触域「Ｃｐ」で、力覚センサ１００の本体又は基板１１０の近位面１１０ａと接し、近位面１１０ａに荷重を加えるよう構成される、少なくとも１つの遠位面２８ａを備える。図３Ｃ及び図５Ｂに示すように、遠位コネクタハウジング２４の近位面２４ａは、遠位荷重接触域「Ｃｄ」で、力覚センサ１００の基板１１０の遠位面１１０ｂと接し、遠位面１１０ｂに荷重を加えるよう構成される、接触面２５を形成する。このように、例えば、アンビル組立部品３４（図１）が、組織がクランプ及び／又はステープリングされる間にエンドエフェクタ３０の負荷装置３２方向に接近するとともに、アンビル組立部品３４のアンビルヘッド３４ａは、矢印「Ａ」（図１）方向に、遠位コネクタハウジング２４の遠位端２４ｂに均一の圧力を加えて、その圧力が力覚センサ１００の遠位荷重接触域「Ｃｄ」に伝達される。
図４を参照すると、力覚センサ１００は、基板１１０、少なくとも１つのシール１２０及びカバープレート１３０を備える。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、図４に関連して、基板１１０は、近位面及び遠位面１１０ａ、１１０ｂを通過し、基板１１０の中央縦軸「Ｘ」（図５Ｂ）に沿って延伸して形成される、中央開口部１０１を備える。基板１１０の近位面１１０ａ（図５Ａ）及び遠位面１１０ｂ（図５Ｂ）は、上記記載の通り、近位及び遠位荷重接触域「Ｃｐ」、「Ｃｄ」をそれぞれ有する荷重受け面であって、手術装置１（図１）により負荷を受ける際、基板１１０が曲がるように作用する。基板１１０の遠位面１１０ａは、基板１１０の縦軸「Ｘ」に交差する平面「Ｐ」（図５Ｂ）により、第一及び第二の側方領域又は半体１１１ａ、１１１ｂに分割される、作業面積 （遠位荷重接触域「Ｃｄ」を除く遠位面１１０ｂの残り部分等）を備える。
図５Ｂに特に示すように、歪みゲージ等の感知素子「Ｓｅ」は、基板１１０の遠位面１１０ｂの第一側方半体１１１ａに、その関連部品（図示なし）とともに接合される。関連部品の例としては、媒質層、フィルム、保護膜、抵抗器、並びに導電線及び／又は導電性トレース、電子及び／又ははんだコネクタ等の電子部品を備えた電子回路があげられる。感知素子「Ｓｅ」は、電線又は電線用導管（図示なし）一式と接続して、当業者が理解できる範囲で、圧縮力が作用する時、基板１１０の線形歪み応答を読み取れるホイートストンブリッジ等の抵抗ブリッジを形成する。
図５Ｃ〜図５Ｅに示す通り、図４に関連して、力覚センサ１００のシール１２０は、略平面の基壁部又は端壁部１２２及び、そこから近位に延伸し、基壁部１２２の全外周周りのフランジ又はリム１２４を備える。縁１２６は、シール１２０の上端で基壁部１２２により形成される平面に平行な面に沿って、フランジ１２４から垂直に延伸する一方、フランジ１２４から他の方向にも延伸することもできる。シール１２０は、基壁部１２２上に配置され、カバープレート１３０内で形成される開口部１３１（図５Ｆ等を参照）とかみ合うように構成される、遠位に延伸する突起部１２８を備える。
シール１２０は、基板１１０の遠位面１１０ｂの第一側方半体１１１ａを実質的に覆うように寸法及び形状を決め、上下又は第一及び第二の平縁「Ｌ１」、「Ｌ２」（図４）をそれぞれ基板１１０の遠位面１１０ｂ上に固定せず配置し、その上にカバープレート１３０を固定する。遠位荷重接触域「Ｃｄ」は、上記記載通り、遠位コネクタハウジング２４（図３Ａ等を参照）と連通するため覆いをせずに部品接触がないように留意されたい。フランジ１２４は、基板１１０の遠位面１１０ｂに隣接して位置決めし、シール１２０の基壁部１２２及び基板１１０の遠位面１１０ｂとの間に空洞「Ｃ」（図５Ｅ）を形成し、上記記載の通り、基板１１０の遠位面１１０ｂ上に取り付けられる、感知素子「Ｓｅ」（図５Ｂ）及び関連部品に空間及び隙間が形成される。
シール１２０は、硬度計の表示が望ましくは、２０〜８０と数値の低い、シリコーン等の材料で製作されてもよい。低硬度材料は、カバープレート１３０により与えられる比較的低い閉め力により流体密の状態で、基板１１０の覆いのある遠位面１１０ｂを効果的にシールする。
図５Ｆに示すように、図４に関連して、力覚センサ１００のカバープレート１３０は、面駆体１３２を備え、それを通過して形成される中央開口部１３３を備え、基板１１０の中央開口部１０１と形状及び寸法が一致するように決める。面駆体１３２は、シール１２０の基壁部１２２の部分と各々相補形状であり、基壁部１２２と当接し、シール１２０に圧力を加えるよう構成される、第一及び第二の側方部分１３２ａ、１３２ｂを有する。カバープレート１３０の側方部分１３２ａ、１３２ｂの一つ又は両方は、開口部１３１を備え、上記記載の通り、シール１２０の突起部１２８がそこを通過するよう形成され、両者がかみ合うように構成される。側方部分１３２ａ、１３２ｂは各々、遠位に延伸する突起部１３４ａ、１３４ｂをその外部末端に備え、アダプタ部品２０の遠位コネクタハウジング２４（図６等を参照）に取り付けられるように構成される。
上下又は第一及び第二レール１３６ａ、１３６ｂは、面駆体１３２の側方部分１３２ａ、１３２ｂから近位に延伸し、連結する。上下レール１３６ａ、１３６ｂは、基板１１０の遠位面１１０ｂ上に上下平縁「Ｌ１」、「Ｌ２」に対して固定されるよう構成され、シール１２０が縁１２６を備える本実施態様によれば、上部平縁「Ｌ１」に対して縁１２６を押圧し固定するよう構成される。脚１３８ａ、１３８ｂは、上部レール１３６ａから延伸し、脚１３８ｃは、下部レール１３６ｂから延伸する。脚１３８ａ〜１３８ｃは、基板１１０の側面１００ｃとかみ合うよう構成される。
図４及び図６に示すように、力覚センサ１００の基板１１０の第一側方半体１１１ａは、感知素子「Ｓｅ」（図５Ｂ）を備え、シール１２０により覆われ、シール１２０のフランジ１２４は、基板１１０の遠位面１１０ｂに当接する。可撓ケーブル「Ｆ」は、感知素子に電気的に結合され、シール１２０及び基板１１０の遠位面１１０ｂとの間で力覚センサ１００から外れて、電源供給や力覚センサ１００から力の応答を読み取る等、手術装置１（図１）の電子部品と電気接続する。このように、手術装置１（図１）を力覚センサ１００に圧縮力を作用するように使用すると、手術装置１は力の測定値に関して機能を果たすようプログラムが可能である。
カバープレート１３０は、シール１２０及び基板１１０上に位置決めすることで、シールの突起部１２８が、面駆体１３２の第一側方部分１３２ａ内の開口部１３１を通って延伸し、上下レール１３６ａ、１３６ｂが基板１１０の上下平縁「Ｌ１」、「Ｌ２」に対して又は隣接して操作可能に固定され、脚１３８ａ〜１３８ｃが、基板１１０の側面１００ｃとかみ合う。
カバープレート１３０を基板１１０（溶接等により）に固定する方法は、シール１２０に常に圧力を加えることで、シール１２０が基板１１０にしっかりと取り付けられ、洗浄又は殺菌サイクル中に流体（気体又は液体等）の進入を防ぎ、感知素子及び関連部品を外部環境から保護する。本実施態様によれば、カバープレート１３０は、脚１３８ａ〜１３８ｃ及び／又は上下レール１３６ａ、１３６ｂの外周周りの基板１１０に、例えば、レーザ溶接又は電子ビーム溶接される。カバープレート１３０の上部レール１３６ａは、シール１２０の縁１２６を基板１１０の上部平縁「Ｌ１」に押圧することで、シールが基板１１０の遠位面１１０ｂと接触し、その間に可撓ケーブル「Ｆ」が入ることで、シール強度の保持が実現する。
力覚センサは、基板の遠位面の第一側方半体上に感知素子を備えるよう示されているが、力覚センサが、基板の遠位面の第二の側方半体上で感知素子を、追加又は代替品として備えてもよいことに留意すべきであろう。少なくとも基板の遠位面の第一及び第二の側方半体が、互いに鏡像でもよいことから、当業者は、シール及びカバープレートは各々、基板上の感知素子のそのような代替又は追加の形状を収容するように構成されることは容易に理解できるであろう。感知素子が基板の第一及び第二の側方半体それぞれの上に配置される本実施態様によれば、２つのシールは、当業者が容易に理解されるように、力覚センサとともに利用される。
図７を参照すると、力覚センサ２００は、本発明の別の実施態様に従って示される。力覚センサ２００は、力覚センサ１００と略同一であるため、その差のみを本明細書に記載する。力覚センサ２００は、基板２１０、カバープレート１３０及び受けプレート２４０を備える。
図８Ａに示すように、図７に関連して、基板２１０は、基板２０１の近位面及び遠位面２１０ａ、２１０ｂを通過して形成される、中央開口部２０１を備える。近位面２１０ａは、力覚センサ１００（図５Ａ等参照）の近位面１１０ａと略同一である。遠位面２１０ｂは、中間壁又は張り出し部２１２により連結される第一及び第二の側方半体２１１ａ、２１１ｂを有する段付き面である。遠位面１１０ａの第一側方半体２１１ａは、遠位面２１０の第二の側方半体２１１ｂよりも低いため、基板２１０には厚さが２つある。実施態様によっては、第一側方半体２１１ａは、第二の側方半体２１１ｂに関して所定の深さで基板２１０から材料を削り取ることで形成される。本実施態様によれば、第一及び第二の側方半体２１１ａ、２１１ｂ間の高さ又は厚さの差は、約０．０２インチ〜約０．０６インチで、実施態様によっては、約０．０４インチである。
図８Ｂを参照すると、図７及び図８Ａに関連して、受けプレート２４０は段状構造であり、本体２４２（受けプレート２４０の第一層等）及び突起のある中央部分２４４（受けプレート２４０の第二層等）を備える。本体２４２は、基板２１０の遠位面２１０ｂの第一側方半体２１１ａを覆うように寸法を決める。受けプレート２４０の本体２４２は、中間壁２１２と相補的な形状及び、基板２１０の第一及び第二の側方半体２１１ａ、２１１ｂとの間の高さの差に等しい高さ又は厚さを有する、端部２４２ａを有する。突起のある中央部分２４４は、本体２４２から遠位に延伸し、そこを通過するよう開口部２４３を形成する。第一側方半体２１１ａは、力覚センサ１００の第一側方半体１１１ａに関して上記記載のように、感知素子「Ｓｅ」（図５Ｂ）を設置することができる作業面積を与えるが、感知素子及びその関連部品は、受けプレート２４０の開口部２４３内に収容する。
受けプレート２４０は、感知素子及び可撓ケーブル「Ｆ」上の基板２１０の遠位面２１０ｂの第一側方半体２１１ａ上に取り付けられ、受けプレート２４０の端部２４２ａを基板２１０の中間壁２１２に対して設置する。次に、受けプレート２４０は、例えば、受けプレート２４０の全外周にわたって基板２１０の遠位面２１０ｂに（溶接等で）固定され、受けプレート２４０を基板２１０に密閉式にシールする。
受けプレート２４０は、当業者の理解できる範囲で、荷重を加えた後、曲がりが生じ、基板１１０から反応信号が発信されるよう、望ましい歩留りを達成することができる他の材料のうち、ステンレス鋼等の金属で製作されてもよい。受けプレート２４０の本体２４２が、第一及び第二の側方半体２１１ａ、２１１ｂ間で段差を効率的に除去することで、本体２４２及び基板２１０の第二の側方半体２１１ｂが、同じ高さで配置する。本体２４２は、基板２１０の第一側方半体２１１ａ上に遠位荷重接触域「Ｃｄ」を形成する。
受けプレート２４０の開口部２４３は、感知素子を保護する空洞を提供し、密流体の状態で、シール材（図示なし）で満たし、感知素子を密封式でシールし、空洞への流体の進入を防ぐ。シール材は、当業者の理解できる範囲で、エポキシ、室温加硫（ＲＴＶ）シール材、ウレタン、アクリル等が特にあげられ、並びに／あるいは殺菌、消毒、及び／又はアダプタ部品２０（図１）の洗浄方法に耐えるカプセルであってよい。
実施態様によって、シール１２０（図５Ｃ等参照）は、受けプレート２４０及びカバー１３０間で配置され、シール材の使用に追加して又はシール材の使用の代替品として使用される。カバープレート１３０は、上述した力覚センサ１００と同様の方法で、受けプレート２４０上に配置され、基板２１０に溶接される。
図９に示すように、力覚センサ２００は、力覚センサ１００と同様の方法で、トロカール接続ハウジング２８及び手術装置１（図１）のアダプタ部品２０’の遠位コネクタハウジング２４との間で配置し、荷重経路に沿って力を測定し、以下さらに詳細に記載するように、手術装置１の機能の調整を向上させる。
手術装置１は、二つの管状又は中空組織部分（腸部分等）を効果接合するための吻合処置等で使用される。一般的に、図１を再度参照すると、アンビル組立部品３４は、外科切開又は経肛門により手術部位にあてて、第一腸部分（図示なし）内に位置決めして、（巾着縫合等により）一時的にそこで固定し、負荷装置３２及びアダプタ部品２０の外装スリーブ２２を第二腸部分（図示なし）に経肛門で挿入し、一時的にそこで固定する。その後、担当医はアンビル組立部品３４を操作し、アンビルロッド３４ｂの近位端が、アダプタ部品２０の遠位端に挿入され、アダプタ部品２０の遠位端内の取付構造物（図示なし）がアンビルロッド３４ｂとかみ合い取付が完了するまで操作を続ける。アンビル組立部品３４及び負荷装置３２はその後、第一及び第二腸部分に近づくよう近接する。手術装置１はその後、焼灼され、負荷装置３２から第一及び第二腸部分を通してステープルを放出し、ナイフ（図示なし）でナイフ内側に放射状に配置される組織部分を切除し、吻合を完了する。
本発明に係る力覚センサ１００、２００は、手術装置１の機能を調整して、吻合処置を向上させるために使用する。例えば、力覚センサは、アンビル組立部品３４及び負荷装置３２により、組織に加わる力及び／又は組織の圧縮率を調整するために使用することができる。組織の圧縮が速すぎ又は過大な力が加われば、組織は圧縮工程で傷、裂け目、損傷等がおこる。ある特定理論に拘束されない見解としては、組織に一定の圧縮力を加えることで、組織は安定的ではあるが急速に圧縮され、最適なステープル隙間が、ステープル及び切削機能を果たすまで、継続する。力覚センサは、組織への圧縮力を最初に読み取るために使用する。一度圧縮されると、力覚センサは、ステープル機能も監視する。そのような監視により、ステープル機能のプログラミングが可能になる。本実施態様によれば、手術装置は、選択するアンビルによって、所定の荷重又は力を与えるためにプログラミングされる。例えば、アンビルが小さいと、大きいアンビルに比べ必要な荷重又は力は少なくて済む。本実施態様によれば、切除機能は、所定の荷重又は力で止まるよう調整される。これにより、電子機器やソフトウェアが、厳しい機械停止を不要にする機能を調整可能にする。
当業者は、本明細書に具体的に記載され添付図面で示される構造及び方法は、例示の実施態様に限定されることなく、また明細書及び図面は、特定の実施態様を例示するものとしてのみ解釈されるものと理解する。したがって、本発明は、記載のある実施態様のみには限定されず、本発明内容から逸脱しない範囲で、さらに他の様々な変更が当業者により可能であることを理解されたい。例えば、本発明に係る力覚センサは、内部に力覚センサが配置され、及び／又は殺菌処置（高圧蒸気滅菌及び／又は自動洗浄等）を受ける、ロボット式又は電動式の手術装置／機器等の他の手術装置で使用してもよい。さらに、特定の実施態様に関連して記載される要素及び特長は、本発明内容から逸脱しない範囲で、他の特定の実施態様の要素及び特長と組み合わされ、さらにそのような変更は本発明の範囲に含まれるものとする。したがって、本発明の主題は、特別に記載される内容により限定を受けないものとする。

Claims (19)

  1. 近位面及び遠位面を備える基板と；
    前記基板の前記遠位面に結合される複数の感知素子と；
    基壁部と前記基壁部から近位に延伸するフランジとを備えたシールであって、
    前記フランジが前記基板の前記遠位面に対して位置決めされ、前記シールの前記基壁部及び前記基板の前記遠位面との間に空洞を形成し、その内部に前記複数の感知素子を配置する、前記シールと；
    前記シール上に位置決めされ、前記基板に固定されるカバープレートであって、
    前記カバープレートは、前記シール上に閉め力を加えて、前記空洞への流体の進入を防ぐ、前記カバープレートと、を備える力覚センサ。
  2. 前記シールは、低硬度材料で製作することを特徴とする、請求項１に記載の力覚センサ。
  3. 前記シールは、シリコーンで製作することを特徴とする、請求項２に記載の力覚センサ。
  4. 前記基板の前記遠位面は、第一及び第二の側方半体を備え、前記複数の感知素子は、前記遠位面の前記第一側方半体上に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の力覚センサ。
  5. 前記シールは、前記基板の前記遠位面の前記第一側方半体を覆うように寸法及び形状を決めることを特徴とする、請求項４に記載の力覚センサ。
  6. 前記カバープレートは、第一及び第二の側方部分を有する面駆体を備え、前記第一側方部分は、前記シールの前記基壁部に当接することを特徴とする、請求項５に記載の力覚センサ。
  7. 前記カバープレートは、前記面駆体から延伸する第一及び第二レールを備え、前記第一及び第二レールは、前記基板の前記遠位面の第一及び第二の平縁にそれぞれ隣接するように操作可能に固定されることを特徴とする、請求項６に記載の力覚センサ。
  8. 前記カバープレートは、前記基板の側面に取り付けられる複数の脚を備えることを特徴とする、請求項６に記載の力覚センサ。
  9. 前記複数の感知素子に電気的に結合され、前記シール及び前記基板の前記遠位面との間で延伸する可撓ケーブルをさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載の力覚センサ。
  10. 前記シールは、前記フランジから延伸する縁を備え、前記カバープレートの前記第一レールは、前記基板の前記遠位面の第一平縁に対して前記縁を固定することを特徴とする、請求項６に記載の力覚センサ。
  11. 前記シールは、前記シールの前記基壁部から延伸する突起部を備え、前記カバープレートは、前記シールの前記突起部に取り付けられた前記カバープレート内に開口部を備えることを特徴とする、請求項６に記載の力覚センサ。
  12. 電動式ハンドル部品と；
    遠位コネクタハウジングとトロカール接続ハウジングとを備えたアダプタ部品と；
    前記アダプタ部品の前記遠位コネクタハウジングに取外し可能に固定されたエンドエフェクタと；を備える手術装置であって、
    請求項１に記載の力覚センサは、前記遠位コネクタハウジング及び前記トロカール接続ハウジングとの間に配置され、荷重経路に沿って前記エンドエフェクタが表示する力を測定するよう構成されることを特徴とする、手術装置。
  13. 近位面と遠位面を備えた基板と；
    前記基板の前記遠位面に結合される複数の感知素子と；
    本体と、開口部を有しそれを通過するよう形成される突起のある中央部分とを備えた受けプレートであって、
    前記受けプレートが、前記基板の前記遠位面に取り付けられ、前記複数の感知素子は、前記開口部内に配置され、そこで密封式にシールされる、前記受けプレートと；
    前記受けプレート上に位置決めされ、前記基板に溶接されるカバープレートと、を備える力覚センサ。
  14. 前記基板は、中間壁によって連結される第一及び第二の側方半体を備え、前記第一側方半体は、前記第二の側方半体よりも高さが低いことを特徴とする、請求項１３に記載の力覚センサ。
  15. 前記受けプレートは、前記基板の前記第一側方半体に溶接され、前記受けプレートの前記本体は、前記第一及び第二の側方半体の高さの差と同じ高さであることを特徴とする、請求項１４に記載の力覚センサ。
  16. シール材は、前記受けプレートの前記開口部内の前記複数の感知素子上に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の力覚センサ。
  17. シールは、前記受けプレート上に配置され、前記シールは、基壁部及び、前記基壁部の外周全体周りに配置され、そこから近位に延伸するフランジを備え、前記フランジは、前記基板の前記遠位面に対して位置決めされ、前記受けプレートの突起のある中央部分を収容する空洞を形成し、前記カバープレートは、前記シール上に閉め力を加えて、前記空洞への流体の進入を防ぐことを特徴とする、請求項１３に記載の力覚センサ。
  18. 前記複数の感知素子に電気的に結合され、前記受けプレート及び前記基板の前記位面との間に延伸する可撓ケーブルをさらに備えることを特徴とする、請求項１７に記載の力覚センサ。
  19. 電動式ハンドル部品と；
    遠位コネクタハウジングとトロカール接続ハウジングとを備えたアダプタ部品と；
    前記アダプタ部品の前記遠位コネクタハウジングに取外し可能に固定されたエンドエフェクタと；を備える手術装置であって、
    請求項１３に記載の力覚センサは、前記遠位コネクタハウジング及び前記トロカール接続ハウジングとの間で配置され、荷重経路に沿って前記エンドエフェクタが表示する力を測定するよう構成されることを特徴とする、手術装置。
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