JP5971602B2 - コードレスのパワーアシスト医療用焼灼および切断装置 - Google Patents

コードレスのパワーアシスト医療用焼灼および切断装置 Download PDF

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Description

本発明は、医療用焼灼および切断装置の分野に属する。本開示は組織をシールおよび/または切断するためのコードレスの電気外科鉗子に関するものである。
電気外科鉗子は、機械的なクランプ動作および電気エネルギーの両方を利用して、組織および血管を加熱することにより止血を行い、組織を凝固、焼灼および/またはシールする。多くの現代の外科医は、身体開口部またはより小さい穿刺状の切開部を介して臓器に遠隔アクセスするために、切開手術で使用される切開鉗子に代わるものとして、内視鏡、腹腔鏡および内視鏡/腹腔鏡手術器械を使用する。その必然的な結果として、患者は、多くの場合、瘢痕が少なく治癒に要する時間が短いという恩恵を得ることができる。
腹腔鏡手術器械は、トロカールで形成されたカニューレまたはポートを介して患者に挿入される。カニューレの一般的なサイズは、3ミリメートルから12ミリメートルである。通常はより小さなカニューレが好まれるが、当然のことながら、それは最終的に器械製造者に設計課題を与えるものであり、器械製造者は、より小さなカニューレを通り抜ける腹腔鏡手術器械を作成する方法を見つけ出さなければならない。
多くの外科的処置は、血管または血管組織を切断または結紮することを必要とする。外科的キャビティの固有の空間的考慮により、外科医は、しばしば、血管を縫合したり、あるいは出血を制御するその他の伝統的手法、例えば、切断された血管のクランプおよび/または結紮を行うのに困難を伴う。電気外科鉗子の利用によって、外科医は、顎部材により組織に加えられる電気外科エネルギーの強度、周波数および継続時間を単に制御するだけで、焼灼、凝固/乾燥を行うことができ、かつ/または、出血を簡単に減少または遅らせることができる。ほとんどの微小血管、すなわち、直径2ミリメートル未満の範囲内の血管は、多くの場合、標準的な電気外科器械および技術を使用して塞ぐことができる。しかしながら、より大きな血管を結紮する場合には、外科医が内視鏡手術を開腹手術に切り替えて、内視鏡手術の恩恵を断念しなければならないこともある。代替的には、外科医はより大きな血管または組織をシールすることが可能である。
血管を凝固させるプロセスは、電気外科的な血管のシールとは基本的に異なると考えられる。本明細書においては、“coagulation(凝固)”は、組織細胞を破裂および乾燥させる組織乾燥プロセスとして定義される。“Vessel sealing(血管シールまたは血管閉鎖)”または“tissue sealing(組織シールまたは組織閉鎖)”は、組織内のコラーゲンを融合塊に再形成されるように液化するプロセスとして定義される。小血管の凝固はそれらを永続的に閉鎖するのに十分であるが、より大きな血管は、永続的な閉鎖を確保するためにシールする必要がある。
より大きな血管(または組織)を有効にシールするためには、2つの主要な機械的パラメータ、すなわち血管(組織)に加えられる圧力と、電極間のギャップ距離とを正確に制御しなければならず、それらはともに、シールされる血管(この用語は、以降使用されるときに組織のことも指し、逆の場合も同様である)の厚さの影響を受ける。より具体的には、血管壁に向かい合わせること、充分な電気外科エネルギーが組織を通過できるような十分に低い値に組織のインピーダンスを減少させること、組織加熱中の膨張力に打ち勝つこと、並びに、良好なシールの表示を示す目的組織の厚さに寄与することのためには、正確な加圧が重要である。一般的な融合血管壁は、0.001インチと0.006インチとの間が最適条件であることが明らかになっている。この範囲を下回ると、シールは裂けるか、破れる可能性があり、一方、この範囲を上回ると、適切かつ有効に管腔がシールされない可能性がある。
小血管の有効なシールに関しては、組織に加えられる圧力はそれほど重要にはならない傾向があるが、その代わりに、導電面間のギャップ距離がより重要なものとなる。すなわち、血管が小さくなるほど、作動中に2つの導電面が接触する可能性が増加する。
多くの既知の器械は、機械的および/または電気機械的方法で簡単に組織を切断するブレード部材またはせん断部材を含むが、それらは血管シール目的では比較的効果が低い。その他の器械は、クランプ圧のみに依存して、適正なシール厚を得るものであるが、ギャップ公差および/または平行度および平面度のように、適正に制御すれば常に効果的な組織シールを保証することができるパラメータを考慮して設計されていない。例えば、クランプ圧のみを制御して、シールされる組織の厚さを適切に制御することは、以下の2つの理由により、難しいことが知られている。すなわち、1)加えられる力が大き過ぎる場合、2つの電極が接触して、エネルギーが組織を介して伝達されずに、有効なシールが形成されない可能性があり、あるいは2)加えられる力が小さ過ぎる場合、賦活およびシールの前に早過ぎる組織の移動を引き起こし、かつ/または、厚過ぎて信頼性の低いシールが形成される可能性がある。
上述したように、より大きな血管または組織を適切かつ有効にシールするためには、対向する顎部材間のより大きな閉鎖力が必要とされる。顎部間の大きな閉鎖力が、一般に、各顎部の回動軸周りの大きなモーメントを必要とすることが知られている。このことは、設計課題を提示する。それは、顎部材が一般にピンで取り付けられ、それらピンが各顎部材の回動軸に対して小さいモーメントアームを有するように配置されるためである。小さなモーメントアームと組み合わされた大きな力は、ピンをせん断する可能性があるため、望ましくない。そのため、設計者は、機械的故障の可能性を減少させるために、金属ピンを有する器械を設計するか、かつ/または、少なくとも部分的にその大きな閉鎖力を軽減する器械を設計することによって、その大きな閉鎖力を補わなくてはならない。当然のことながら、金属回動ピンを使用する場合には、ピンが顎部材間の交流電流路として機能することを避けるために、金属ピンを絶縁しなければならず、それが有効なシールにとって弊害となる場合がある。
電極間の閉鎖力を増加させることは、その他の望ましくない影響を有する可能性、例えば、両電極が互いに密着して短絡が生じる可能性があり、一方、小さい閉鎖力は、圧迫中および賦活前に、早過ぎる組織の動作を引き起こす可能性がある。そのため、好ましい圧力範囲内で対向電極間に適切な閉鎖力を常に与える器械を提供することにより、シールの成功の可能性が向上することとなる。当然のことながら、外科医に頼って適当な範囲内の適当な閉鎖力を手動で常に与えることは困難であろう。また、結果として得られるシールの有効性および質は変化する可能性がある。有効な組織シール形成の全体の成功は、血管を常に均一に、有効にシールするための適切な閉鎖力を判断する際の利用者の専門技能、洞察力、器用さ、経験に大きく依存している。つまり、シールの成功は、器械の性能というよりも、むしろ外科医の根本的なスキルに大きく依存することとなる。
そのような装置により常に均一に、有効に血管または組織をシールするために必要とされる操作の数は、例えば、外科医のスキルに益々頼ることによって、手術に影響を与える。一般的な作動アセンブリは、少なくとも4つのステップを行なうことを外科医に要求する。すなわち、外科医は、装置顎部が通常の開放位置にある状態で、メインレバーを作動させることにより顎部を閉じる。このレバーは、押して固定し、再度押して解放する(または、引いて固定し、再度引いて解放する)という“ボールペン”動作を有することができ、あるいは、引いて放すだけのレバーとすることもできる。メインレバーの動作により、顎部は閉じて組織または血管にシール力を与える。第2ステップでは、外科医が、電気焼灼器(信号)を作動させて組織をシールするためにボタンを押圧する。装置は、適当な電子測定値または表示により、シールが完了するときを外科医に知らせる。第3ステップでは、外科医が切断トリガを引き、当該トリガが、シールした組織を切断するために、ブレードを物理的に遠位に移動させる。トリガが(例えば、バネにより)開方向に付勢されている場合、トリガは、解放されたときに、組織からブレードを自動的に後退させることができる。ブレードが組織内で立ち往生せずに後退する場合は、外科医は、第4ステップにおいて、再びメインレバーを引くことによりそれを解放して、別のバネなどのより大きな付勢力により、それを元の位置、開放位置に弾性復帰させるか、あるいは単に、それを元の非作動位置に戻すことが必要とされる。ブレードが伸張位置で立ち往生して、その後に顎部を開くことが妨げられる場合には、外科的手術が行われた後に、ブレードを後退させて、顎部を確実に開くことができるようにするために、安全装置を設けることができる。
常に有効なシールを確保するための圧力の範囲は、約3kg/cmと約16kg/cmとの間にあり、好ましくは、7kg/cm〜13kg/cmの動作範囲内にあることが分かっている。また、この動作範囲内の閉鎖圧力を与えることができる器械の製造は、動脈、組織およびその他の脈管束のシールに有効であることが分かっている。
血管シールをもたらす適切な閉鎖力を提供するために、様々な力作動アセンブリが開発されている。例えば、そのような作動アセンブリの1つが、Valleylab社のTyco Healthcare LPの事業部によって開発されており、このアセンブリは、LIGASURE ATLASの登録商標の下で一般に販売されているValleylab社製の血管シールおよび分割器械とともに使用するためのものとなっている。このアセンブリは、4節機械的リンク機構、バネおよび駆動アセンブリを含み、それらが協働して上記動作範囲内の組織圧力を常に与えて、それを維持するものとなっている。LIGASURE ATLAS(登録商標)は、10mmのカニューレを通り抜けるように設計されるとともに、足踏みスイッチによって作動される左右対称の顎部閉鎖機構を含んでいる。トリガアセンブリは、組織シールに沿って組織を分離するためにナイフを遠位に伸張させる。回動機構は、ハンドルの遠位端と関連して、外科医が顎部材を選択的に回転させることを可能とし、それにより組織を掴むのを容易にする。そのようなシステムおよびそれに関連する様々な方法の説明は、米国特許第7,083,618号、第7,101,371号および第7,150,749号において見出すことができる。それら出願のすべての内容は参照により本明細書に援用されるものとする。
先行技術のRF血管シール装置はすべて、扱い難い電力および信号の供給ラインを介して顎部の電極に接続された卓上の電力および信号の供給ボックスを必要とする。供給ボックスは、手術室内の貴重な空間を占有する。さらに、供給ボックスは、生産に費用がかかり、そのユニットを手元に置くのに、外科医/病院は多大な資本が必要となる。さらに、供給ラインは、生産および維持するためのコストを増大させる。重要なことには、供給ラインは、通常、使用中における外科医の動作の完全な自由を妨げる。
大きな卓上用の電源およびコントローラの必要をなくすことは、望ましいことである。特に、卓上用の電力・信号供給ボックスおよび供給ラインに全く依存しない脈管シール器械を開発することは望ましいと考えられる。また、シール器械用の電源およびコントローラを小型化することも望ましいと考えられる。
本発明の例示的な実施形態に係る装置は、外科的パワーアシスト両極性焼灼および切断装置であり、特に、必要なときに組織をシールおよび切断するために使用することができる。装置の実施形態では、焼灼と切断の両方の機能を実行するための手段を、装置内に完全に含ませることができる。本発明は、1またはそれ以上のバッテリにより電力が供給される、より小さくより簡素な血管シール器械を提供することにより、従来技術の上記のまたはその他の不備を解消する。本発明は、シール器械用の電源およびコントローラを小型化することにより、大きな卓上用の電源およびコントローラの必要性を完全になくす。この小型化は、様々な実施形態に現れ、特に、電源または制御コードのない携帯型のシール器械を含むものであり、それは電源内蔵式で、全ての制御回路および電源が器械のハンドル内に存在する。本発明に係る器械は、制御および電源回路を配置するための様々な構成を与え、その幾つかは、回路を装置から完全に取り除いて、その他の回路にモジュール方式で交換することを可能にする。重要なことに、本発明の器械は、受動的に関節動作するエンドエフェクタを組込むことによりシールエンドエフェクタを改良する。その結果、より簡単にシールをもたらすことができ、ここで可能となったカスタマイズされた配置により、シールがより信頼できるものとなる。
本発明のパワーアシスト作動アセンブリは、外科的処置を達成するためにステップ数を減らし、その傍らで、追加の利点を備える。本発明の装置の顎部が通常の開放位置にある状態において、外科医はメインレバーを作動させることにより顎部を閉じる。従来技術のように、このレバーは、引いて固定し、再び引いて解放する作動アセンブリを備えることができる。この最初の引く動作で、顎部は閉じて組織または血管に第1中間シール力を与える。この力は最終圧迫力ではなく、単に、組織を間にしっかりと保持する中間段階である。その後、第2ステップでは、外科医が装置上の単一のボタンを押圧するだけで、全体の処置が自動的に行われる。その処置には、例えば、最適組織圧迫(Optimal Tissue Compression:OTC)の判定、組織のシールを引き起こす電気焼灼プロセス、シールされた組織を通る切断動作、および中間段階に戻る顎部の解放が含まれる。そのプロセスは、メインレバーの2回目の引き動作により顎部を完全に開くことによって、第3のステップで終了する。なお、本発明の別の例示的な実施形態では、自動的にメインレバーを作動させて、シール/切断された組織を解放するために顎部を開き、それにより、次のシール/切断処置に備えるように、電子制御アセンブリを構成することができる。したがって、本発明により、外科医は、僅か2または3ステップでシールおよび切断処置をもたらすことができ、それらステップは、メインレバーの最初の閉鎖を開始させること以外に、外科医が任意の大きな外部力(例えば、トリガを物理的に動かすような力)を与えることを必要としない。
前の段落で述べたように、本発明の装置は、圧迫組織に回復不能な悪影響を与えることなく、有益な治癒を可能にするような予め設定された力で、組織を自動的に圧迫することができる。既知のように、組織が(単層であっても多層であっても)圧迫されているときであって、組織を切断する前は、所望の医学的変化が生じ得るように、組織がある圧迫状態(OTC)にあることが望ましい。またその際に、組織を余計に圧迫して組織壊死を引き起こすべきではない。これまでのところ、圧迫顎部内に置かれている正確な種類の組織を的確に制御する方法が存在しないため、OTC範囲と称される最適組織圧迫範囲内で確実に組織を圧迫することはできない。したがって、従来技術の電気焼灼装置では、組織壊死を排除するのは、困難か、若しくは不可能である。
組織のOTC範囲は、組織を破損または壊死させずに組織から液体が取り除かれる(すなわち、組織を乾燥させる)圧迫範囲である。しかしながら、組織からの液体が(顎部により組織に与えられる圧迫により)組織から流出するときに、組織に与えられている圧迫力は自然に減少する。それは、顎部が定位置に“固定”され、かつ脱水により両顎部間に存在する塊が少なくなるためである。ある実施例では、この減少により、与えられた組織の圧迫がOTC範囲から抜け出ることを可能にすることができる。本発明の装置は、組織を圧迫する電動式の顎部にフィードバックを能動的に与えるOTC検出装置を含む。この自動調整圧迫装置は、乾燥した後であっても、介在する組織上の圧迫力をOTC圧迫範囲内で維持する。より具体的には、本発明の装置は、メインレバーを押し込んで、自動制御スイッチを作動させた後に、組織がOTC範囲内で圧迫されるかどうか判断するために、顎部または組織の一方または両方の特性を監視し始める。その範囲中にある場合、装置はシールおよび切断処置を自動的に開始する。
例示的な一実施形態においては、顎部コントロールレバーが作動されるときに、顎部作動機構内に軸方向に存在する力スイッチが、顎部間の組織に加えられる力が所望のシールおよび切断に十分かどうかを判断する。そうでない場合には、スイッチの電子回路は、エネルギーがエンドエフェクタに供給されるのを防ぐ。あるいは、力スイッチは、顎部間の組織に加えられる力が所望のシールおよび切断に不十分であるかどうかを判断するために使用することができる。その場合には、スイッチの電子回路は、エネルギーがエンドエフェクタに供給されるのを防ぐ。そのような例示的な力スイッチは、米国特許出願公開US20070267281号において見付けることができ、その全体が参照により本明細書に援用される。この力スイッチは、本明細書に記載されるエンドエフェクタの実施形態の何れにも適用することができる。
例示的な実施形態においては、装置/力スイッチは、これからまさにシールおよび切断されようとしている組織が所望のOTC範囲内にあることを外科医に(聞こえるように、視覚的に、または触覚で)示すように構成することができる。外科医がシールおよび切断用のエネルギーを加える前に、必要な場合に、中断する時間を外科医に知らせるために、遅延時間を、インジケータ装置に予めプログラムすることができる。外科医が処置を中断しない場合には、電気焼灼が始まり、組織がシールされる。装置は、外科医による更なる作動または動作無しに、既にシールした組織を切断するために電動式ブレードを遠位に移動させる。ブレードが切断ストロークの遠位端に到達すると、装置は、外科医による更なる作動無しに、組織からブレードを自動的に後退させる。例示的な実施形態では、適切に配置されたリミットスイッチを、後退動作を始動させるために使用することができる。動力で始動する後退動作は、ブレードが組織内で立ち往生せずに、毎回後退することを保証する。この時点で、処置は終了となり、適切な電動式アセンブリが含まれている場合には、装置は、自動的にメインレバーを解放することができ、それにより、元の開放位置に(例えば、バネのような付勢装置の力により)弾性復帰することが可能となる。したがって、外科的処置が行なわれた後にブレードを後退させて顎部を開くことができるように、メインレバーとトリガの間に不要な従来技術の安全装置を設ける必要はない。
従って、本発明は、組織のシールと切断を達成するために外科医が取り組む必要のあるステップ数を減らすことにより、従来技術の上記およびその他の問題点を解決する。同時に、本発明は、そのような処置を実行するためにこれまで必要であった肉体的な力の量を大幅に減少させる。顎部を閉鎖させて、かつ/またはブレードを前進および後退させる必要から外科医を解放することによって、外科医は、全体の外科的処置、すなわち、長時間要する可能性があり、あるいは1日のうちに数多くの異なる患者に対して繰り返されるに違いない外科的処置を終えるために、より多くの肉体的な力を使用することができる。
本発明は、大きな卓上用の電源およびコントローラの必要性を完全になくすことにより、従来技術の上記およびその他の問題点を解決し、それをシール器械用の電源とコントローラを小型化することにより解決する。この小型化は、様々な実施形態に現れ、特に、電源または制御コードのない完全に携帯式のシール器械を含むものである。すなわち、すべての制御回路および電源が器械のハンドルの内部に存在する。別の実施形態では、電源は内蔵型であるが、器械から離れて配置される。また、別の実施形態では、電源と制御電子回路が、器械から離れて配置される。
一般に、内視鏡手術の操縦ハンドルは、外科医によって操作されるハンドル部とエンドエフェクタとの間に長いシャフトを含んでいる。この長いシャフトは、シャフトの縦軸まわりの回転と所望深さへの挿入を可能にし、それによって、エンドエフェクタの位置をある程度決める。例えば、別のトロカールによる、トロカールの慎重な配置と捕捉器械の使用により、多くの場合、位置調整はこの程度で十分である。しかしながら、エンドエフェクタの位置調整がトロカールによって制約されることが分かる。したがって、実行される処置の性質によっては、挿入と回転の限定された機能的動作に加えて、エンドエフェクタの位置を調整することが望ましい場合もある。特に、器械のシャフトの縦軸に対して垂直な軸でエンドエフェクタの位置を合わせることが望ましいであろう。一方、従来技術の非関節型のシール器械は、大きな有用性を有しており、多くの外科手術においてうまく行くかもしれないが、それらは挿入と回転動作に制限されている。本発明は、エンドエフェクタを斜めに移動させる能力により、そのような手術を改善する。特に、本発明は、受動的に関節動作するエンドエフェクタをシール器械に与えることにより、従来技術の上記およびその他の問題点を解決する。
従来技術および本明細書で使用されるように、器械シャフトに対する医療エンドエフェクタの横方向の動作は、従来通り“関節動作”と呼ばれる。関節による位置調整は、ある症例では、外科医がより容易に組織に関与することを可能にする。関節動作の制御を含む従来技術の医療装置においては、関節動作が、装置ハンドルより能動的に指示される。この能動的制御は電気的および/または機械的なものとなり得る。例えば、従来技術の装置は操縦ハンドルの上端にレバーを有するものもあり、左に回動されたときに、エンドエフェクタが左に関節動作し、右に回動されたときに、エンドエフェクタが右に関節動作する。反対の動作で作動するものもある。そのような能動的な関節動作を達成するために、一方の手のみを使用することはオペレータにとって非常に難しい。このため、オペレータは、しばしば、一方の手でハンドルを握って、他方の手で関節レバーを回動させなければならない。既知のように、腹腔鏡およびその他の同様の医療装置のトレンドは、それらを一方の手で操作できるようにすることである。これは、それぞれの手で2つの装置を使用する外科医が、第1装置の関節レバーを操作するために第2装置から手を放す必要があるときに、しばしば、他方の手の制御を失うためである。装置の制御を失うことは望ましくなく、それは、装置が執刀者の視界から外れる場合に、外科的処置を長引かせる。1つの従来技術の装置は、能動的に関節動作を制御する電気的な手段を使用する。Wales等を発明者とする米国特許第7,213,736号においては、所望方向にエンドエフェクタを能動的に関節動作させるために、電気的に活性化されるポリマーに電力を供給することが開示されている。Ortiz等を発明者とする米国特許第7,328,828号における装置は、手で関節動作を制御することを外科医に要求する(符号18を参照)。そのような例示的な従来技術装置は、それらを“能動的な関節動作”装置と呼ぶことにより特徴付けることができ、それら装置においては、関節動作制御装置がハンドル上に設けられて、関節接合部を介して延びて関節動作方向の何れかに関節動作を行わせる。すなわち、関節動作を行なうのに必要な力は、装置の内部で生成される。
それとは対照的に、本発明は、能動的な関節動作無しに、外科医が器械のシャフトの縦軸に垂直な軸に沿ってエンドエフェクタの位置を合わせることを可能にする受動的な関節接合部を含んでいる。
本発明の関節アセンブリは、エンドエフェクタの関節動作の直接制御を達成するために、ハンドル内に機械的制御装置を有していない。一方向にエンドエフェクタを関節動作させるために関節接合部を介して延びる関節制御装置もハンドルに存在しない。その代わりに、エンドエフェクタの関節動作は、エンドエフェクタが存在する周囲環境の表面と、例えば、関節接合部の遠位位置にあるエンドエフェクタの外面との間の圧力に依存する。関節動作軸まわりに本発明に係るエンドエフェクタを回動させるトルクは、装置の外部にある力から生じる。一方の力はハンドルを掴むユーザによって与えられる。他方の力は、関節接合部の遠位端部で作用して、周囲環境により与えられるものであり、その周囲環境には、エンドエフェクタが存在するとともに、その周囲環境に接触してエンドエフェクタが保持されている。すなわち、関節動作を行なうのに必要な力は、装置の外側にある。この動作は“受動的関節動作”とすることができ、そのように本明細書で称することとする。そして、本発明の“関節接合部”は、受動的関節動作で動作する。それは、受動的関節接合部の軸まわりにエンドエフェクタを関節動作させるために、装置の外部のトルクを必要とする。
一般に、関節動作する外科器械は、1またはそれ以上の発射バーを使用し、その発射バーは、関節接合部を介して器械シャフト内で縦方向に移動して、エンドエフェクタの機能を果たす。それら外科器械に関する共通の1つの問題点は、関節接合部を介した発射バーの制御である。関節接合部では、シャフトとエンドエフェクタの端部が関節動作中に衝突しないように、エンドエフェクタがシャフトから縦方向に間隔を空けて配置される。単一または複数の発射バーが縦方向の発射負荷に曝されるときには、発射バーが関節接合部の外に歪むのを防ぐために、支持材料または構造でこのギャップを充填しなければならない。必要なものは、関節接合部を介して単一または複数の発射バーをガイドおよび支持するとともに、エンドエフェクタが関節動作されるときに屈曲または湾曲する支持構造である。
Schulze等を発明者とする米国特許第5,673,840号には、フレキシブルジョイントまたは“フレックスネック”で曲がるエラストマーまたはプラスチック材料から形成されるフレキシブルな関節接合部が記載されている。発射バーはフレックスネック内の中空管を介して支持およびガイドされる。フレックスネックは、顎部閉鎖機構の一部であり、顎部が組織上で閉まっているときに、エンドエフェクタ、シャフトおよび発射バーに対して相対的に縦方向に移動する。その後、ステープルが発射されて、組織が切断されるときに、発射バーはフレックスネック内で縦方向に移動する。
Oberlin等を発明者とする(Richard−Allan Medical Industries,Inc.により所有される)米国特許第5,797,537号には、フレックスジョイントのまわりで曲がるのではなく、ピンのまわりで回動する関節接合部が開示されている。この器械においては、発射バーが、間隔を空けて配置された一対の支持板間で支持され、その一端がシャフトに、他端がエンドエフェクタに接続されている。それら接続の少なくとも一方は、スライド可能な接続となっている。支持板は、関節動作の平面内でフレキシブルな駆動部材と隣接する関節接合部を介して延び、その結果、先端がその整列位置から一方向に関節動作するときに、支持板が関節動作の平面内のギャップを介して曲がり、フレキシブルな発射バーが支持板に対して曲がるようになっている。米国外科からのMilliman等を発明者とする米国特許第6,330,965号は、シャフトに固定して取り付けられるとともに、エンドエフェクタにスライド可能に取り付けられる支持板を使用することを教示している。
これらの既知の支持板は関節接合部を介して発射バーをガイドするものであるが、性能も向上すると考えられている。例えば、組織を有効に切断するための十分な運動量を確保するためには、発射時に発射バーが急速に加速されることが望ましいことが多い。強固に取り付けられた支持板は、すぐさま強制的に移動させ易く、発射バーが関節接合部からブローアウトすることを可能にする。さらに別の例として、関節動作するかどうかは別として、器械は同じ方法で作動することが望ましい。関節動作されるときの摩擦の増大は、可変量の発射力を働かせることが必要とされる場合に、不都合であり、臨床医を悩ますことであろう。従って、本発明は、関節接合部を介して発射バーに対する支持を向上させる外科器械用の改良型の関節動作機構を提供する。
本発明の一態様においては、外科器械がハンドル部を有し、このハンドル部が固定を解除して、エンドエフェクタの関節動作を許容するとともに、その関節動作中に切断を可能にする。関節動作式の解放切断機構は、シャフトを介して関節動作機構に移動される。関節動作機構は、利用者がエンドエフェクタに与える力に応答して、シャフトの縦軸から外れるエンドエフェクタの関節動作を可能にする。切断機構は、切断動作に応答して、関節動作機構とエンドエフェクタを通る動作のために結合される。カッター支持装置は、切断機構が支持されて、関節動作が生じるときに、切断機構を定位置に保持することを可能にする。
可動遠位エンドエフェクタは、有利な実施形態において、中央に付勢することができる。これは、遠位端部が(周囲の組織のような周囲環境の特徴部とエンドエフェクタが係合することにより)新しい関節動作位置に受動的に移動した後に、次の作動の関節動作固定解除により、(エンドエフェクタが周囲環境との接触がない場合に)中央付勢装置の付勢下でエンドエフェクタが中心位置に戻るのを可能にする、ということを意味している。一実施形態においては、付勢装置は、少なくとも1つの付勢バネであり、例えば、反対方向に、すなわち中心方向に付勢力を与える2つの付勢バネとすることができる。あるいは、中央付勢装置は、中心位置に向けて独立にエンドエフェクタを付勢するために、クレビスでエンドエフェクタの一方の側部に配置された一組のバネ負荷プランジャーとすることができる。これらの実施形態は、Smith等を発明者とする米国特許第7,404,508号および第7,491,080号に詳細に説明されているが、それらはすべて参照により本明細書に援用されるものとする。
例示的な一実施形態では、受動的動作を許容/禁止するトリガが、通常は固定位置にある。この固定はトリガを引くことにより解除される。遠位エンドエフェクタが所望位置に来ると、利用者はトリガを解放して、その新しい位置で遠位エンドエフェクタを固定する。
本発明の例示的な実施形態に係る装置は、必要なときに組織をシールおよび切断するために特に使用することができる、外科の両極性の焼灼および切断装置である。装置の一実施形態においては、焼灼と切断の両機能を実行する手段を、完全に装置内に含むことができる。
例示的な実施形態においては、装置の作動が少なくとも1のサーボモータを使用して遂行される。
作動アセンブリを主にまたは完全に装置の遠位部に含むことができるような任意の方法で、多数の電動機により、水力学または空気力学により、またはフレキシブルな駆動シャフトによるエネルギーの伝達によって、装置を始動させることもできる。
これら手段の何れかによって行われる仕事は、ネジ駆動、歯車駆動、ウェッジ、トグル、カム、ベルト、プーリー、ケーブル、ベアリングまたはプッシュロッドなどの中の任意の1つまたは組合せにより、所望の動作に変換することができる。特に、ネジ駆動は、電動機の仕事を直線運動で伝達するために使用される。一実施形態では、ネジ駆動装置用のモータがハンドル内に設けられる。フレキシブル回転ケーブルは、モータからネジ軸に接続される。すなわち、モータが何れかの方向に回転するとき、フレキシブルケーブルの回転がネジ駆動軸に伝達され、また、ステープル固定するアクチュエータと切断スライドが駆動シャフトに配置されるため、スライドの遠位動作によって両機能が実行される。第二の実施形態では、モータが完全にエンドエフェクタ内に存在して、スライド駆動シャフトに直接または伝動装置を介して接続されたシャフトを有する。そのような場合においては、オン/オフおよび駆動シャフト方向アクチュエータがハンドル内に必要なすべてであり、そのうち前者は、モータをオンおよびオフに切り替えるためのものであり、後者は、モータをどの方向に回転させるのかを決定するためのものである。
本発明の一態様においては、器械が、隣接支持板または固定支持チャネルの何れかにより関節動作機構を介して有利に支持されて縦方向に平行移動する発射機構によって、エンドエフェクタを始動させる。前の実施形態では、関節動作機構上の発射負荷に良好に応答するために、各支持板の1またはそれ以上の端部が、関節動作機構の一方の側部に弾性的または弾力的に係合し、よって発射機構の座屈を良好に防止することができる。例えば、一対の支持板は、関節動作機構を横切って発射機構の側面に位置し、各支持板が、関節動作機構の内部または外部で発射機構の座屈を防止するのを補助するために関節動作機構内に形成されたフレーム凹部に弾力的に係合する端部を含んでいる。チャネルの実施形態においては、チャネルは関節動作機構内で自由に動くとともに、関節動作が何れかの方向に生じるときに発射機構の何れかの側部を支持する面を有し、その結果、発射機構の座屈を避けることができる。チャネルは床面と2の側面を有する。支持チャネルは、関節動作機構の内部のキャビティで自由に静止する。チャネルの端部はキャビティの曲面と一致させるために曲げられる。支持チャネルは、当該支持チャネルが関節動作機構内で曲げられるときに発射機構と接触して支持する様々な内周面を有し、それにより、関節動作機構の内部または外部で発射機構の座屈を防止するのを補助する。
本発明は、器械の動作領域上の選択位置でハードコート陽極処理を利用して、シール器械の動作端の耐摩耗性および潤滑性を改良することにより、従来技術の上記およびその他の問題点を解決する。
本発明の更なる態様においては、外科器械がハンドル部を有し、このハンドル部が、顎部閉鎖装置、ブレード発射装置および関節動作解放装置を含み、それぞれが、端部がエンドエフェクタとなっているシャフトを介して操作可能となっている。例示的な一実施形態において、エンドエフェクタは、シャフトに固定的に接続される顎部と、シャフトに回動可能に接続されて顎部閉鎖装置により制御されるアンビルとを含む。もちろん、両方の顎部は、共依存的または独立に回転可能とすることができる。ブレード発射装置は、ハンドルからエンドエフェクタにシャフトを経由して、関節動作機構または接合部(接合部が存在する場合)を介して接続される。ブレード装置は作動時に切断を行なう。関節動作機構は、シャフトに対するエンドエフェクタの動作を可能にする。関節動作機構は、シャフトに遠位で接続されるとともに、関節動作解放装置が作動した後(すなわち、解放された後)に、エンドエフェクタの受動的な関節動作(自然な関節動作とも呼ばれる)を可能にする。そのような作動により、エンドエフェクタが、当該エンドエフェクタに作用する力に応答して、自由に関節動作する。すなわち、関節動作の固定が解除されるとき、エンドエフェクタに対する周囲環境の圧力は、シャフトに対するエンドエフェクタの関節動作を引き起こすこととなる。
視野に入る上記およびその他の目的に関して、本発明によれば、外科のハンドルおよび少なくとも1つのモジュールのバッテリを含むコードレスの焼灼・切断用外科装置が提供される。バッテリは、出力カップル(output couple)で出力無線周波数信号を生成するコードレスの無線周波数信号生成アセンブリと、無線周波数信号を提供するために出力カップルに電気的に接続される選択的に除去可能な第1接続部とを備える。外科のハンドルは、両極性の焼灼および切断用のエンドエフェクタを有する第1ハンドル本体部を備え、このエンドエフェクタは、両極性の接点を有する顎部と、それら顎部間に配置された切断ブレードとを備える。また、外科ハンドルは、第2ハンドル本体部も有し、第1ハンドル本体部に接続され、周囲環境に選択的に曝される無菌シール可能なバッテリ保持区画を内部に規定して、内部にバッテリを着脱自在に保持し、さらに第1接続部を着脱自在に保持するように機能する選択的に着脱可能な第2接続部を有する。第2接続部は、第1および第2接続部が互いに着脱可能に固定されるときに、無線周波数信号を両極性接点に提供するために、出力カップルを両極性の接点に電気的に接続する導体を有する。
内視鏡手術および腹腔鏡手術は、医師が両手を独立して使用することができることを要求する。従来の装置は、能動的な関節動作制御により、単一の装置の使用に両手を必要とする。このため、従来の装置は、そのような外科手術を非常に困難あるいは不可能なものとする。本発明の重要な利点は、エンドエフェクタの関節動作が、受動的であり、もう一方の手を必要とせずに固定可能であるということである。すなわち、エンドエフェクタを、解放した後に、所望の関節動作位置に移動させ、その後、新しい位置で保持することができ、それらをすべて片手の操作で行うことができる。
本発明のさらなる利点は、エンドエフェクタの軸方向の動作が、利用者によっていつでも装置の縦軸まわりに動的に回転可能であるということである。回転装置は、軸方向に固定的であるが自由に回転して、シャフト、関節動作機構およびエンドエフェクタを含む遠位の構成要素に、ハンドルを接続する。遠位の構成要素の回転は、所望方向のシャフトの縦軸まわりの回転力を回転装置に与えることにより生じる。受動的な関節動作が存在する実施形態においては、エンドエフェクタから離れる方向に回転装置を引くことにより、エンドエフェクタが解放されて、受動的な関節動作が可能になる(例示的な実施形態では、回転装置が鐘形である)。この回転動作は、エンドエフェクタの軸外の関節動作との組合せにより、装置の遠位端部に合成角を形成し、エンドエフェクタの正確な位置調整を助ける。
ブレード発射機構を支持するために、一組の支持板は、関節動作機構を横切って発射機構の側面に位置することができ、各支持板は、関節動作機構内に形成されたフレーム凹部に弾力的に係合する端部を含む。あるいは、固定チャネル(rigid channel)が関節動作機構を横切って発射機構を囲むことができる。代替的には、U字型またはH字型の固定チャネルを、そのような支持のために(かつ、切断および顎部の動作制御部を電気的に互いに分離するために)設けることができる。このため、改良型のシールおよび切断器械は、ブレード発射装置を組み込むことができ、この装置は、関節動作されるときに、高い発射負荷に耐えるが、発射力の大幅な増加を招くことはない。
上記装置は、異なる長さで製造することができ、かつ/または、腹腔鏡または内視鏡用途の何れか一方または両方に適した直径で製造することができる。交換可能なステープルカートリッジを使用することができる。また、作動デバイスを、フレキシブルな内視鏡の遠位端部に取り付けるように構成することができる。
本発明の特徴と考えられるその他の特徴は、添付の請求項に記載されている。
本発明をコードレスのパワーアシスト医療用焼灼および切断装置で具現化して本明細書に説明および開示したが、云うまでもなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、かつ請求項の均等の範囲および領域内で、様々な変形および構造的な変更を加えることができるため、示された細部構成に限定されることを意図するものではない。
しかしながら、本発明の構成および操作方法は、その追加的な目的および利点とともに、添付の図面と関連して読むことにより、以下の具体的な実施形態の説明から最も良く理解されることであろう。
本発明の特徴と考えられるその他の特徴は、添付の請求項に記載されている。必要に応じて、本発明の詳細な実施形態を本明細書に開示するが、その開示する実施形態は、本発明の単なる例示であり、本発明は様々な形式で具現化できることに留意されたい。したがって、本明細書に開示される特定の構造および機能的な細部構成は限定としてではなく、単に請求の範囲の根拠、並びに、事実上任意の適当な細部構成において本発明を様々に利用する当業者に教示を与える代表的な根拠として解釈すべきである。さらに、本明細書に使用される用語と語句は、限定するものとしてではなく、むしろ本発明の理解可能な説明を与えるものとして解釈すべきである。本明細書は、新規なものとしてみなされる本発明の特徴を定義する請求項で締めくくるものとなっている。本発明は、同様の符号が繰り延べて使用される図面とともに、以下の説明の検討から良好に理解されるであろうと考えられる。図面中の描画は同じ縮尺では描かれていない。
本発明を開示および説明する前に、本明細書で使用される用語は、具体的な実施形態を説明するためのものであって、限定することを意図しているものでないことに留意されたい。用語“a”または“an”は、本明細書で使用されるときは、1または1よりも大きいものとして定義される。用語“plurality”は、本明細書で使用されるときは、2または2よりも大きいものとして定義される。用語“another”は、本明細書で使用されるときは、少なくとも2番目またはそれ以上として定義される。用語“including(含む)”および/または“having(有する)”は、本明細書で使用されるときは、“comprising(備える)”(すなわち、オープンランゲージ)として定義される。用語“coupled”は、本明細書で使用されるときは、必ずしも直接的、あるいは機械的である必要はないが、「接続される」として定義される。
本明細書に使用されるときに、用語“about”または“approximately”(約)は、明示的に示されているか否かに関わらず、すべての数値に適用されるものである。それらの用語は、一般に、当業者が記載された数値と等価であるとみなすであろう(すなわち、同じ機能または結果を有する)数値の範囲を指している。多くの場合、これらの用語は、最も近い有効数字に丸められた数値を含むことができる。この書面において、用語“縦”は、エンドエフェクタと操縦ハンドルとの間の装置の長手方向に対応する方向を意味することに留意されたい。用語“プログラム”、“ソフトウェアアプリケーション”などは、本明細書に使用されるときは、コンピュータシステム上で実行されるように設計される命令のシーケンスとして定義される。“プログラム”、“コンピュータプログラム”または“ソフトウェアアプリケーション”には、サブルーチン、関数、手続き、オブジェクト手法、オブジェクト実装、実行可能なアプリケーション、アプレット、サーブレット、ソースコード、オブジェクトコード、共用ライブラリ/動的負荷ライブラリおよび/またはコンピュータシステム上で実行されるように設計されたその他の命令のシーケンスを含むことができる。
本発明の実施形態の利点は、その好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明白になることであろう。その説明は、次の添付図面とともに考慮すべきである。
図1は、本発明のエンドエフェクタの一部破断した部分斜視図で、この図では、そのシャフトが取り除かれて顎部が閉じた状態にある。 図2は、図1のエンドエフェクタの部分斜視図で、この図では、一方の顎部が最大開放位置を越えた開放状態にあり、下側顎部が取り除かれている。 図3は、図1のエンドエフェクタの部分側面図で、この図では、下側顎部が取り除かれて、上側顎部が最大開放位置を越えた開放状態にある。 図4は、ブレード面と平行な第1縦断面における、図1のエンドエフェクタの部分縦断面図である。 図5は、ブレード面と同一平面上の第3縦断面における、図1のエンドエフェクタの部分縦断面図である。 図6は、図1のエンドエフェクタの一部透明な着色された部分側面図で、この図では、上側顎部が取り除かれて、下側顎部が閉じた状態にある。 図7は、図1のエンドエフェクタの一部透明な着色された部分側面図で、この図では、上側顎部が取り除かれて、下側顎部が部分的に開いた状態にあり、ブレードが後退位置にある。 図8は、図7のエンドエフェクタの一部透明な着色された部分側面図で、この図では、ブレードが伸張位置にある。 図9は、図7のエンドエフェクタの一部透明な着色された部分側面図で、この図では、下側顎部が伸張した開放位置にあってブレード本体およびブレード制御装置の動作を規制している。 図10は、ブレードに及ぶ直線範囲に対して垂直であってブレード本体および顎部の回動突起を通る第2横断面における、図1のエンドエフェクタの部分横断面図である。 図11は、ブレード面に対して垂直であってブレード制御装置を通る第3縦断面における、図1のエンドエフェクタの部分縦断面図である。 図12は、従来の電気焼灼シールおよび切断用外科装置を操作するためのステップを示すプロセスフロー図である。 図13は、本発明に係る受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の例示的な実施形態の部分斜視図で、この図では、顎部が最大開放位置を越えた開放状態にあり、ブレードが部分的伸張位置にあり、関節接合部が整列した関節動作位置にある。 図14は、図13の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分斜視図で、この図では、遠位接合部が取り除かれ、上側近位接合部が取り除かれ、透明な下側近位接合部および透明外側シャフト部が示されている。 図15は、図14の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分斜視図で、この図では、顎部が閉じた状態にあり、下側近位接合部が取り除かれている。 図16は、図13の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な上方から見た部分拡大斜視図で、この図では、透明関節接合部および透明外側シャフト部が示されている。 図17は、図13の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の接合部の一部透明な部分正面図である。 図18は、受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分側面図で、この図では、ハンドルの右側カバーが取り除かれ、バッテリアセンブリがハンドル内に挿入されている。 図19は、図18の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の底面の斜視図で、第1トリガの底面上に配置されたスイッチを示している。 図20は、図18の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の部分側面図で、この図では、バッテリアセンブリがハンドル内に部分的に挿入されている。 図21は、図18のハンドルのバッテリ区画の拡大部分側面図で、この図では、ハンドルの右側カバーが取り除かれ、中間位置にあるドアがバッテリアセンブリをバッテリ区画から部分的に押し出している。 図22は、図18の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分斜視図である。 図23は、図18の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分斜視図で、この図では、ハンドルの両半部が取り除かれ、第1トリガが部分的に押し下げられている。 図24は、図23の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分斜視図で、この図では、第1トリガが完全に押し下げられている。 図25は、図24の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分正面図で、この図では、第1および第2トリガが押し下げられている。 図26は、図25の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分正面図で、この図では、第1および第2トリガが図25の押下げ位置から部分的に解放されている。 図27は、図26の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分正面図で、この図では、第1トリガが図26の押下げ位置から部分的に解放され、第2トリガが完全に解放されている。 図28は、図18の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の第2関節動作トリガの上部の一部透明な拡大部分斜視図で、この図では、ハンドルの左側および右側のカバーが取り除かれている。 図29は、図13乃至図17の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部透明な部分拡大斜視図で、この図では、顎部が開放されている。 図30は、本発明に係る電気焼灼シールおよび切断用外科装置の側面図である。 図31は、図30の電気焼灼シールおよび切断用外科装置の部分側面図で、この図では、ハンドルの左側カバーが取り除かれ、バッテリアセンブリがハンドル内に挿入されている。 図32は、図30の電気焼灼シールおよび切断用外科装置の部分側面図で、この図では、ハンドルの左側カバーが取り除かれ、第1トリガが押し下げられている。 図33は、図30の電気焼灼シールおよび切断用外科装置の部分側面図で、この図では、ハンドルの左側カバーが取り除かれ、バッテリドアが開放されるとともにバッテリチャンバからバッテリアセンブリを自動的に押し出している。 図34は、図30の電気焼灼シールおよび切断用外科装置の部分側面図で、この図では、ハンドルの左側カバーが取り除かれ、バッテリアセンブリがハンドルから分離されている。 図35は、図30のバッテリアセンブリの一部透明な斜視図である。 図36は、本発明に係る独創的なバッテリアセンブリの代替的な実施形態の一部破断した斜視図である。 図37は、図36のバッテリアセンブリの拡大斜視図である。 図38は、本発明に係る受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の代替的な実施形態の部分側面図で、この図では、ハンドルの左側カバーが取り除かれ、バッテリがハンドル内に挿入されている。 図39は、図38の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の部分側面図で、この図では、第1および第2トリガが第1位置に押し下げられている。 図40は、図38の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の部分側面図で、この図では、第1トリガが第1位置に押し下げられ、第2トリガが第2位置に押し下げられている。 図41は、図40の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の部分側面図で、この図では、第1トリガが第1位置に押し下げられ、第2トリガが第3位置に押し下げられている。 図42は、図38の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の側面図である。 図43は、図38の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部展開された部分側面図で、この図では、ハンドルの左側カバーが取り除かれ、バッテリドアが開放され、バッテリがバッテリチャンバの外側にある。 図44は、本発明に係る受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の代替的な別の実施形態の部分側面斜視図で、この図では、ハンドルの左側カバーが取り除かれ、バッテリアセンブリがハンドル内に挿入され、着脱可能でシールされた近位の信号生成回路アセンブリが示されている。 図45は、図44の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一部断面の部分側面図である。 図46は、図44の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科装置の部分側面分解斜視図で、この図では、左側カバーが存在し、近位の信号生成回路アセンブリが取り除かれた位置にある。 図47は、本発明に係る電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタの代替的な別の実施形態の一部透明な部分拡大斜視図で、この図では、鋸歯状の顎部が最大開放位置にある。 図48は、図47の電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタの部分斜視図で、この図では、顎部が最大開放位置を越えて開放されている。 図49は、図48の電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタの遠位端から見た部分拡大斜視図で、この図では、上側顎部の外側部が取り除かれている。 図50は、図47の電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタの近位側から見た部分拡大斜視図である。 図51は、本発明に係る受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタの遠位側から見た部分拡大斜視図で、この図では、顎部が最大開放位置を越え、ブレードが取り除かれている。 図52は、図51の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタの遠位側から見た一部透明な部分拡大斜視図である。 図53は、図52の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタの遠位側から見た一部透明な部分拡大斜視図で、この図では、2つの部品に分かれた近位の関節接合部の上側が取り除かれている。 図54は、本発明に係る電動式ブレード電気焼灼シールおよび切断装置の例示的な実施形態の部分側面図で、右側のカバーおよびエンドエフェクタが取り除かれている。 図55は、図54の装置の顎部制御スライドの側部の上方から見た斜視図である。 図56は、図54の装置のブレード制御スライドの側部の上方から見た斜視図である。 図57は、図55および図56の顎部およびブレード制御スライドの側部の上方から見た斜視図である。 図58は、顎部が開いてブレードが後退した状態における、図54の装置の部分斜視図で、この図では、制御トリガが取り除かれている。 図59は、顎部が閉じてブレードが後退した状態における、図58の装置の部分斜視図である。 図60は、顎部が閉じてブレードが伸張した状態における、図59の装置の部分斜視図である。 図61は、本発明に係る電動式ブレード電気焼灼シールおよび切断装置の別の例示的な実施形態の部分側面図である。 図62は、顎部が開いてブレードが後退した状態における、図61の装置の部分斜視図で、この図では、制御トリガが取り除かれている。 図63は、顎部が閉じてブレードが後退した状態における、図62の装置の部分斜視図である。 図64は、顎部が閉じてブレードが伸張した状態における、図63の装置の部分斜視図である。 図65は、従来の電気焼灼シールおよび切断用外科装置を操作するためのステップを示すプロセスフロー図である。 図66は、本発明に係る電気焼灼シールおよび切断用外科装置の一実施形態を操作するためのステップを示すプロセスフロー図である。 図67は、本発明に係る電気焼灼シールおよび切断用外科装置の別の実施形態を操作するためのステップを示すプロセスフロー図である。
本発明の態様は、本発明の特定の実施形態を対象とする以下の記載および関連する図面に開示される。代替の実施形態は、本発明の趣旨または範囲から逸脱しない範囲で編み出すことができる。さらに、本発明の例示的な実施形態の周知の構成要素については、本発明の重要な細部構成を不明瞭にしないようにするために、詳細には記載しないか、省略することとする。
本発明を開示および記載する前に、本明細書に使用される用語が、単に特定の実施形態を説明するためものであって、限定することを意図するものではないことに留意されたい。なお、本明細書および添付の請求の範囲で使用するときは、単数形“a”“an”および“the”には、文脈上明確に示さない限りは、複数の引用が含まれる。
本明細書が新規なものとしてみなされる本発明の特徴を定義する請求項で締めくくるものとなっている。本発明は、同様の符号が繰り延べて使用される図面とともに、以下の説明の検討から良好に理解されるであろうと考えられる。図面中の描画は同じ縮尺では描かれていない。
ここで詳細に図面、特に、先ず始めに図1を参照すると、本発明の両極性の焼灼および切断用エンドエフェクタ100の例示的な実施形態が示されている。多くの図面においては、例えば、図1乃至図11に示す例示的な実施形態のために、上記装置の近位部(例えば、ハンドル)は、示されないか、あるいは単に概略的に示される。図面においては、切断作動ワイヤ10は、図示省略の切断作動アセンブリの近傍まで延び、このアセンブリは、縦方向(L)に切断作動ワイヤ10を移動させることができる。同様に、一組の顎部作動ワイヤ20,30は、図示省略の顎部作動アセンブリの方に近くに延び、このアセンブリは、縦方向(L)に顎部作動ワイヤ20,30を移動させることができる。ワイヤ20,30は作動アセンブリに至るまで延ばすことができ、それぞれを独立に作動させることができるか、あるいは別個に作動させることができる。若しくは、ワイヤ20,30は中間点で出会うものとすることができ、その後、単一のアクチュエータは、作動アセンブリへと近位に戻って延びることができる。
本発明のこの実施形態の両極性の焼灼および切断用エンドエフェクタ100は、これらの図面においては、その近位端に対してのみ示されている。この近位端と図示省略の作動アセンブリとの間には、(破線により単に概略的に示されている)外側シース40が設けられ、この外側シースは、クレビス110の外形と実質的に類似または同一の外形、または最初の形状からクレビス110の外形になだらかに移行する外形を有している。例えば、フレキシブルな外側シース40の実施形態においては、外側シース40が、コイル上で、例えば、熱収縮するポリマーの外側コーティングを有する可撓内挿コイル(例えば、ステンレス鋼のコイル)で構成することができる。非フレキシブルな外側シース40の例示的な実施形態においては、シース40を、ステンレス鋼からなる1本の管形状のカニューレとすることができる。フレキシブルおよび非フレキシブルエンドなエフェクタ伸張のためのその他の類似の実施形態も想定される。
エンドエフェクタ100は、一組の対向する顎部120,130を有し、その各々がクレビス110に回動可能に接続されている。図1は、クレビスに位置合わせされた、閉じた位置における顎部を示し、図2は、クレビスに位置合わせされた、拡大された開放位置における一方の顎部を示している。より詳細に後述するように、この具体的な開放位置は、顎部120,130の完全に開放された所望位置よりも大きくなっているため、“拡大された”と称する。
切断作動ワイヤ10はその遠位端部で切断アセンブリ140に接続され、この切断アセンブリ140は、図5に最もよく見られるように、ブレード本体150、ブレード固定付勢装置160およびブレード制御装置170を含む。より具体的には、切断作動ワイヤ10の遠位端部はブレード本体150の近位端に接続されている。ブレード本体150の中間部は制御スロット152を規定するが、それについては後でより詳細に述べることとする。ブレード本体150は、切断ブレード154がある遠位端部を有する。ここでは、ブレード154はブレード本体150の縦軸に垂直であるが、その他の例示的な実施形態では、ブレード本体に対してある角度とすることができる。少なくとも1つのブレード突起156がブレード本体150から延びている。例えば、図2を参照されたい。例示的な一実施形態では、2つの対向する同一のブレード突起156が設けられ、それぞれがブレード本体150の何れかの側に設けられている。
ブレード154は、特に、焼灼顎部120,130が切断部の何れかの側の上の組織をシールする前、シール中、かつ/またはシール後に、顎部120,130内に位置して、それらの間の組織を切断する。利用者がそのような伸張を望むまでブレード154が遠位に伸張しないことを確実にするために、作動ハンドル内の図示省略の付勢装置が近位に向かう付勢力を常に与える。利用者がブレード154を遠位に拡張することを望むときは、利用者はブレード伸張制御を作動させて、この作動ハンドル付勢装置の近位に向けられた付勢力に打ち勝つようにする。近位に向けられる付勢力は、エンドエフェクタ100内の最も近位の位置にブレード本体150を保持するのに十分な力であるが、ブレードアセンブリまたはエンドエフェクタ100に損傷を与えるほどの力ではない。
切断アセンブリ140は、顎部120,130の現在位置に応じてブレード本体150を固定するための専用の付勢装置160を含み、これについてはブレード制御装置170とともに説明する。図3に示すように、ブレード制御装置170はブレード本体150の制御スロット152内に存在する。ブレード制御装置170は、ブレード本体150の縦軸に対して垂直に向く近位面172を有し、この例示的な実施形態においては、近位面172がエンドエフェクタ100の縦軸に対しても垂直に向いている。この近位面172の向きは、ブレード固定付勢装置160の遠位端部162に軸受け面を与え、この例示的な実施形態においては、ブレード固定付勢装置160が圧縮バネとなっている。また、ブレード制御装置170は、遠位の軸受け面174を持つ遠位端部も備え、この軸受け面174は、制御スロット152の遠位端部の内部形状に対応する形状を有している。ここで、2つの形状は湾曲しており、特に半円形となっている。これらの形状は、任意の形状をとること、例えば角のある形状または先の尖った形状とすることができ、かつ異なるものとすることもできる。この協働的な係合に必要なのは、ブレード本体150を遠位に移動させてそれによりブレード本体150とともにブレード制御装置170を移動させるときに、制御スロット152の遠位端部が遠位の軸受け面174上に力を与えることができるということである。ブレード固定付勢装置160は、制御スロット152の遠位端部に向けて、かつ/または制御スロット152の遠位端部内に、ブレード制御装置170を付勢するために、位置決めされ、予め張力が与えられている。
エンドエフェクタ100の寸法が直径約3.2mmまたはそれ未満であるため、エンドエフェクタの部品は非常に小さいものとなる。長さが数ミリメートルで高さがそれ未満のブレード154は、顎部120,130の間から容易に押し出され、かつ/または、それが適切に保護されない場合には曲げることが可能となっている。不適当な配置および/または状態が生じるのを防ぐために、顎部120,130の各々には、例えば、図2に示される内部ブレード制御溝部132が設けられている。この溝部132は、ガイド面を与え、このガイド面に沿ってブレード本体150が動くことができるとともに、このガイド面の間でブレード154が移動する。ブレード本体150およびブレード154については、実質的に摩擦なしで、顎部120,130の各溝部内を移動することが望ましい。溝部132がブレード本体150に対して縦方向および横方向の位置制限領域を与える限りにおいては、ブレード本体150の一部が制御溝部132に接触することは必ずしも必要ではない。ブレード154がもはや溝部内にない程度に顎部120,130が開放されている間に、ブレード本体150および/またはブレード154が遠位に移動することが許容されている場合には、例えば、顎部120,130間に存在する組織から与えられる、周囲環境からの力によって、ブレード154またはブレード本体150の望ましくない横方向の運動が引き起こされる場合がある。そのような小さな寸法では、僅かな横方向運動でさえ、ブレード本体150および/またはブレード154に損傷を与える可能性があり、横方向に塑性的に曲げられると、顎部120,130を閉じるのを妨げ、それは、例えば、多重チャネル内視鏡またはトロカールの内腔にあるときなどに、制御シャフトが存在するチャネルから、エンドエフェクタ100を取り除くのを妨げる。突起156およびブレード制御装置170は、その望ましい制御のために設けられている。
図2はエンドエフェクタ100を示すもので、この図では下側顎部120が取り除かれている。この図では、クレビス110の遠位の形状、特に、ブレード154の近くのブレード本体150の遠位端部の突起156の近傍の形状を見ることが可能である。また、この図から、突起係止キャビティ112が形成されて、それが突起156の外部形状に対応する内部形状を有することが分かる。例えば、ブレード154の両側に突起156が存在する場合には、例えば、ブレード154の反対側となるが、図5に示す構成に対応するような形で、対応する突起係止キャビティ112が存在する。突起係止キャビティ112は、ブレード本体150が近位方向に付勢されるときに、ブレード154およびブレード本体150のための固定位置を提供する。キャビティ112は、ブレード154がその平面内で上下に移動するのを防ぎ、ブレード154がクレビス110内に存在する場合に、キャビティ内部のブレード154またはブレード本体150の回転を防止することが分かる。
上述したように、ブレード154は、例えば、図2に示す後退位置から伸張されるときは、顎部120,130の溝部内に常に配置されていることが望ましい。この制御を説明するために、図6〜図9を参照する。図6に示すように、各顎部120,130の内側のブレード伸張制御突起134は、ブロッキング表面136を提供する。このブロッキング表面136は、顎部120,130が実質的に閉じてクレビス110の外面に沿うため、ブレード154が伸張されるときに、ブレード突起156の進行ラインに存在していない。この閉じた配置では、顎部間のブレード本体150を伸張させることが望ましい場合に、突起134がそのような移動を妨げることはない。図6に示すように、ブレード伸張制御突起134は、突起キャビティ112の底部からある距離を置いて顎部最大開放制御面138を有している。このため、顎部130は、図6の閉鎖位置から図7の最大開放位置に移動することができるとともに、さらに、ブレード154の遠位移動を可能にすることができる。顎部の“最大開放位置”とは、本明細書で使用するときは、顎部が開いて、ブレード154が顎部120,130の溝部内で依然保護されている位置のことをいう。したがって、顎部の一方または両方が図7および図8の最大開放位置で開いている場合、ブレード154は、図8に示すその完全に遠位の位置まで伸張することができる。明示されるように、ブレード154は制御溝部132内にまだ存在する。この最も遠位の位置では、顎部130が、当該顎部130の近位端から近位に延びる第2近位制御装置139(図8を参照)を有することが明らかである。ブレード154の任意の伸張位置では、第2近位制御装置139は、それがブレード制御装置170の遠位移動を阻まない位置にある。すなわち、顎部120,130の閉鎖位置から最大開放位置まで、第2近位制御装置139は、ブレード制御装置170の下方(図8で見たときに)に留まる。
上記とは対照的に、顎部120,130が最大開放位置を過ぎて開いているときは、ブレード154がクレビス110から外側に伸張するのを許容すべきではない。そのような伸張が生じるのを防ぐエンドエフェクタ100の機構は、例えばブレード伸張制御突起134である。顎部120,130が最大開放位置を過ぎて開くとき、ブレード伸張制御突起134は、図9に示すように、必然的に、ブレード突起156の直ぐ遠位側(前方)に移動する。この配置において、ブレード154は、ブレード伸張制御突起134によって遠位移動が妨げられる。
ブレード本体150が遠位に移動するときに、ブレード固定付勢装置160によって遠位に押し出されるブレード制御装置170は、制御スロット152の遠位端部の位置とともに遠位に移動する。図4および図11に最も良く示されるように、ブレード制御装置170は、少なくとも1の横方向部分172を有し、この横方向部分は、例えば、ブレード突起156と同じ方向に、エンドエフェクタ100の縦軸に対して垂直に延びる。そのため、ブレード制御装置170は、ブレード本体150とともに、限られた距離だけであるが、遠位に前進することができる。顎部120,130の各々は、図9に示すように、第2近位制御装置139を備える。したがって、第2近位制御装置139が横方向部分172の直ぐ遠位にある状態で、ブレード制御装置170は、図9に示す遠位の位置に移動することができない。顎部120,130がともにそれぞれの最大開放位置内にあるとき、ブレード本体150は遠位に移動することができる。例えば、図8を参照されたい。より詳細には、ブレード制御装置170が、例えば、図7に示される、解放される位置から、例えば、図8に示される、係合される位置に前進するとき、各顎部120,130は、その最大開放位置からさらに開くことが阻止される。顎部120,130の開きが最大開放位置よりも小さいときにブレード本体150が遠位に延びることを可能にする有利な特徴は、ブレード突起156の相対的な位置と、顎部120,130の各々の第2近位制御装置139の半径方向位置とをバランス良く配置することにより与えられる。
エンドエフェクタ100の別の有利な特徴は、ブレード154が伸張している間に、ブレード154の平面内で顎部120,130が回動することができるということである。図8から明らかなように、顎部130は、その延出部の内面137によってさらに上方への移動が妨げられるまで、最も低い位置から上方に“揺動させる”ことができる。この許容された揺動は、例えば、内視鏡のチャネル内で移動撮影するのに特に有利である。また、第2近位制御装置139は、ブレード本体150が大きく伸張されるときに、各顎部の開口範囲を制限する機能も果たす。
本明細書に記載のエンドエフェクタ100は、切断装置として使用するのに加えて、医療焼灼装置としても使用することができる。これは、顎部120,130の間の組織を焼灼するために、2つの対向する顎部の組織接触内面135間に電流を流すことが望ましいことを意味する。顎部120,130に接触する部分が適切に絶縁されない場合には、電流が顎部120,130間を短絡により通過することとなる。この例示的な実施形態においては、そのような短絡が生じるのを防止するために、エンドエフェクタの様々な部位が絶縁される。先ず、図1乃至図11に示される実施形態では、2本の顎部作動ワイヤ20,30の各々が、接続するそれぞれの顎部120,130に電流を流すために使用されることに留意されたい。図示省略の近位の操縦ハンドルからエンドエフェクタ100まで、それらワイヤ20,30の電気的短絡を防ぐために、ワイヤ20,30には、操縦ハンドルの図示省略の接続部と顎部120,130の延出部に隣接する電気接続部32とを除き、全体に亘って絶縁体が設けられている。絶縁体は、任意の適切な電気的に絶縁する材料、例えばコーティングまたは蒸着物とすることができる。クレビス110にも、その外面の全体または一部の上の絶縁体が与えられている。クレビス110全体をそのように被覆すれば、ワイヤ20,30を通る電流の短絡する可能性はなくなる。同様に、少なくともブレード本体150には絶縁体が与えられている。そのような絶縁体により、切断作動ワイヤ10を介した電流通過の可能性は、防止または実質的に除去される。必要な場合には、付勢装置160も同様に電気的に絶縁することができる。この段階では、顎部120,130の全体に電流を与えることができる。絶縁体の選択的な配置によって、顎部120,130の内面135のみに、電流を通過させることができる。より具体的には、顎部の内面135を除く顎部120,130の全体に、絶縁体が与えられる場合、ワイヤ20,30間を通過する任意の電流が、2つの対向面135間のみを通過することとなる。特に、顎部120,130が回動軸突起114と摩擦接触する場合には、顎部回動軸突起114において一方の顎部120,130からクレビス110に電流が確実に流れないようにするために、電気絶縁材料からなる、またはそのような材料に被覆される顎部回動軸ブッシング180が、それぞれの顎部120,130と回動軸突起114との間に設けられる。例えば、図10を参照されたい。
ワイヤ20,30を絶縁するための例示的な一実施形態には、ポリアミドコーティングが含まれる。絶縁された顎部120,130を提供するための例示的な実施形態は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の陽極処理されたハードコートを含み、その際に、顎部内面135がコーティングを除去されるか、または顎部120,130が、面135を除くすべてにコーティングが施される。そのようなコーティングのための別の例示的な実施形態は、その存在する部位に、耐摩耗性と潤滑性を提供することとなるハードコート陽極酸化処理である。
本発明の作動アセンブリは、シールおよび切断用外科的処置を達成するためのステップ数を減少させる。この改善点については、図12に関連して記載および説明されており、この図には、本発明に関する電気焼灼シールおよび切断処置を行なうために4つのステップが示されている。装置顎部が通常開放位置にある状態において、ステップ1では、外科医がメインレバーを作動させることにより顎部を閉じる。最初の引く動作により、顎部は閉じて組織または血管にシール力を与える。ステップ2では、外科医が電気焼灼を作動させて、組織をシールする。ステップ3では、外科医が、切断ブレードを遠位に移動させるためにトリガを引き、シールされた組織が切断される。典型的には、ブレードは、トリガの解放により後退する。ステップ4では、必要な場合に、外科医がプロセス(破線)を繰り返す。
シールおよび切断処置の後に生じる望ましい医療上の変化のために、組織が最適な状態にあるときに、電気焼灼を生じさせることができれば、好都合である。したがって、組織を圧縮して、シールのために電気焼灼を実行する(ただし、切断の前に)ステップ内では、装置はOTC判定ステップを行なうように構成することができる。この判定は様々な方法で実行することができる。本発明に係る例示的な一実施形態では、組織の一方の側面上の電極が、顎部間に(例えば、顎部口表面に)配置された組織のインピーダンスを感知する。OTCは、測定されたインピーダンスと、組織のOTC状態に対応するインピーダンス値の既知の範囲とを比較することにより判定することができる。組織が乾燥するに連れて、組織のインピーダンスが変化する。したがって、能動的フィードバック回路は、シールおよび切断が行われる時まで(シールおよび切断が行われる時を含む)OTC状態が維持されるように、連続的にインピーダンスをモニタし、それに応じて顎部を開放または閉鎖するように、外科医に対して(操縦ハンドルの適当な表示により、例えば、↑が開放、↓が閉鎖として)提示するために、設けることができる。
OTCフィードバック装置は、顎部を開閉する機構に接続されたときに、特に良好に機能する。上側OTC値を正の方向に通過することは、過大な圧力が組織に与えられて、OTC範囲内に測定値を戻す程度に電動顎部が開かれることを意味する。一方、下側OTC値を負の方向に通過することは、過少な圧力が組織に与えられて、OTC範囲内に測定値を戻す程度に電動顎部が閉じられることを意味する。この自己調整式の圧迫器は、乾燥中またはその後に、OTC圧縮範囲内で、間に置かれた組織に加わる圧迫力を維持する。乾燥後にOTC範囲中にあるときは、装置がこの事実を外科医に通知するようになっており、それは“処置準備完了状態”と呼ばれる。この情報により、ある期間が過ぎた後まで、例えば、5秒までの任意の時間が過ぎた後までシールが生じないように、遅延時間を装置内に予めプログラムすることができる。例示的な一実施形態においては、作動装置が再び押される場合に、処置が中断され、外科医は顎部の位置を変えるか、あるいは手術を完全に中止することができる。外科医が遅延期間に何もしない場合には、装置は自動的にシール処置を始める。処置準備完了状態の情報の提示は、外科医に、聞き取れるように(例えば、スピーカで)、視覚的に(例えば、LEDで)、あるいは触覚で(例えば、振動装置で)伝えることができる。
装置の別の例示的な実施形態では、エンドエフェクタが、前に参照により援用した米国特許第7,404,508号および第7,491,080号に記載されているような装置のシャフト/ハンドルに対して、受動的に関節動作される。図13乃至図16は、本発明の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタ1300の遠位端部の第1の例示的な実施形態を示している。エンドエフェクタ1300は、(左に関節動作された位置に本発明の関節接合部を示している図17と対比すると)整列または中心に配置された関節位置内に関節接合部1302を有している。
この関節動作装置の例示的な実施形態では、遠位の関節接合部1310が、顎部クレビス1312としての機能も果たし、近位の関節接合部1320が、上側および下側の近位の関節動作部1322,1324から形成される。それら部分1322,1324は、外側シャフトまたはスリーブ1330の遠位端部に固定され、このシャフトまたはスリーブは、図示省略の操縦ハンドルをエンドエフェクタ1300に接続する。電気焼灼顎部1340,1342は、顎部クレビス1312に回動自在に取り付けられている。切断ブレード1350は、顎部1340,1342間に配置されて、図1乃至図11の実施形態の溝部132に類似のブレード制御溝部1341,1343内を進み、それにより、当該ブレード1350が容認できない程度まで横方向にずれるのを防止している。顎部1340,1342の各々の制御は、それら顎部1340,1342の各々に回転自在に接続されたそれぞれのリンク1360,1562によって、最初に(近位の方向に)もたらされる。リンク接続点は、軸心1314または実施形態では回動軸突起から、オフセットして配置されている。突起1314は、クレビス1312から、それぞれの顎部1340,1342の回動軸穴を通って、またはその回動軸穴の内部に延びている。適切な締め具により、顎部1340,1342は、軸心1314の周りを回動可能に連結された状態で保たれる。同様の顎部突起は、顎部1340,1342から、回動軸穴の軸と平行に延びている。リンク1360,1562の遠位端部は、この顎部突起の周りに回動可能に取り付けられている。そのような構成においては、リンク1360,1562の近位端に作用する力が、それぞれの顎部を、それ自体の回動軸1314まわりに回動させることとなる。
リンク1360,1562の近位端は、遠位の関節接合部1310内で摺動可能に配置された顎部駆動ブロック1370に、回動可能に接続されている。顎部1340,1342のように、ブロック1370は、リンク1360,1562の近位の突起穴を通って延出する駆動突起を備える。このように固定されたリンク1360,1562により、遠位の関節接合部1310内のブロック1370の如何なる縦方向の動作も、各顎部1340,1342の回動動作を引き起こし、それにより、顎部の開閉動作を引き起こすこととなる。上述した例示的な突起と穴の接続は、単なる接続例として含まれるものであり、反対の接続を含む同様の任意の接続が本発明向けに想定される。
遠位の関節接合部1310を取り除くと、顎部駆動ブロック1370がその近位端で顎部アクチュエータ1390に接続されることが図14において明らかであり、この例では、顎部アクチュエータが矩形断面の駆動バンドとなっている。このバンド1390は、少なくとも関節接合部を含む遠位部内においてフレキシブルであり、その結果、エンドエフェクタ1300の関節動作を生じさせることができる。また、図14においては、ブレード1350の制御部1352も明らかであり、それは、顎部アクチュエータ1390のように、少なくとも関節接合部を含む遠位部においてフレキシブルであり、装置の操縦ハンドルでそれぞれのアクチュエータへと近位に戻って延びる。
近位の関節接合部1320(図14において、部分的に取り除かれ、部分的に透明となっている)内のブレード1350の制御部1352とバンド1390の両方を支持するために、支持ブロック1426が設けられている。この支持ブロック1426は、制御部1352,1390を支持するための(断面Π形状を有することとなる)1つの溝、制御部1352,1390を支持するための(断面H形状を有することとなる)2つの溝、制御部1352,1390を支持するための(上下に2つに分かれて配置された矩形断面形状を有することとなる)2つの穴、またはその他の任意の類似の機能を有する構成を備えることができる。図示例では、支持ブロック1426は最初の例示的な形状となっている。
接合部1302の関節動作部分内のブレード1350の制御部1352とバンド1390の両方を支持するために、関節動作支持部1480が設けられている。好ましい実施形態において、関節動作支持部1480は、米国特許第7,404,508号および第7,491,080号に示される装置の関節接合部内に存在するドッグボーン1080(例えば、図62および図66を参照)と、それを通過するロッド/バンドを支持するための溝を有している点において類似しており、バンドを互いに電気的に絶縁するために、2つの制御部1352,1390の各々のための別個の上側および下側支持チャンバを規定すべく、関節動作支持部1480がH形状である点において少なくとも異なっている。関節動作支持部1480の機能性については、図16および図17において最も良く示されている。
関節接合部1302が整列されるか直線状である場合、図14乃至図16に示すように、制御部1352,1390も関節接合部1302内で直線状となる。この配置では、関節接合部1302内の制御部分は、関節動作支持部1480の内部ベアリング面の何れにも接触しない。これらのベアリング面は、左右の近位面1620,1621、左右の中間面1622,1623、左右の遠位面1624,1625を含む。図17に示すように、関節接合部1302が関節動作されるとき、例えば、制御部1352,1390の各々が、それら面1620−1625の少なくとも1つに接触する。制御部1352,1390の一方は、図17に破線で概略的に示されている。関節動作されるときに、制御部1352,1390の外面は、最大で外側中間面1622,1623の一方のほぼ全体に亘って接触し、この図においては、右側中間面1623に接触している。左側中間面1622は、制御部1352,1390との接触はない。これに対して、制御部1352,1390は、外側の近位面および遠位面1621,1625(この場合は、右)のどちらにも接触しないが、内側の近位面および遠位面1620,1624の両方に接触する。図17に示す位置は、関節接合部1302の左端の関節動作された位置である。
近位の関節接合部1320および遠位の関節接合部1310は、支持ブロック1426が含まれているチャンバを規定する。このチャンバは、図16および図17に最も良く示されており、図17に関連して説明することとする。遠位の関節接合部1310は、2つの対向する内面1712,1714を規定し、その各々が、遠位の関節接合部1310の中心線に対して同様の鋭角で傾斜して、近位方向に開いている。同様に、近位の関節接合部1320の2つの部分1322,1324はともに、2つの対向する同様の内面1722,1724を規定し、その各々が、近位の関節接合部1320の中心線に対して同様の鋭角で傾斜しているが、遠位方向に開いている。
図13乃至図17の配置では、2つの顎部1340,1342を介した電気伝導は、図示省略の操縦ハンドルの顎部制御バンド1390の近位端に一方の電極を接続することにより遂行される。例示的な一実施形態においては、制御バンド1390は、上述した近位接続部と制御バンド1390が接続される顎部駆動ブロック1370の一部とを除いて、その外面の全体に亘って絶縁されている。代替の例示的な実施形態では、制御バンド1390が露出し、その他のすべての面が絶縁されている。リンク1360を介した電気伝導は、リンク1360の近位の回動軸に接触する顎部駆動ブロック1370の表面およびバンド1390の接続部を除いて、顎部駆動ブロック1370をその外面の全体に亘って電気的に絶縁することにより遂行される。例示的な一構成では、顎部駆動ブロック1370突起の外面およびリンク1360の近位の孔内面がともに、絶縁されていない。他方、図面の例示的な構成では、顎部駆動ブロック1370およびリンク1360の近位の孔内面はともに絶縁されている。例えば、顎部回動軸穴の内面を除いて下側顎部1340の全体に亘って絶縁コーティングを設けて、顎部突起1314の外面に絶縁コーティングを設けないことにより、同様の方式で、リンク1360から顎部1340への電気伝導を傍で生じさせることができる。絶縁スリーブ1442が顎部1340をクレビス1312から電気的に分離している状態で、電気を顎部1340に伝達することができる。顎部1340の口部表面1444以外の何れにも顎部1340からの電気が導かれないようにするために、少なくとも口部表面1444の一部の上には絶縁体が存在していない。
第2電極導電路の例示的な一実施形態では、第2電極が、(図14において点線で概略的に示される)ワイヤ1450の近位端に電気的に接続されている。ワイヤ1450は、近位の関節接合部1320の一方の部分内および遠位の関節接合部1310内に存在する任意の適切な内腔により、スリーブ1330および関節接合部1302を通って延びる。顎部1342の軸心の近くのクレビス1312で出ることにより、小さな接触領域には、絶縁体およびそこに接続されるワイヤ1450が無い状態としておくことができる。顎部1340のように、顎部1342の口部表面1446以外の何れにも顎部1342からの電気が導かれないようにするために、少なくとも口部表面1446の一部の上には絶縁体が存在していない。
第2電極導電路の別の例示的な実施形態では、第2電極が、スリーブ1330の近位端に電気的に接続され、スリーブ1330が顎部制御バンド1390から絶縁されている。スリーブ1330は、近位の関節接合部1320の少なくとも一部1322,1324に導電的に接続される。そして、少なくとも一部1322,1324は、遠位の関節接合部1310の非絶縁面に導電的に接続される非絶縁面を有している。例えば、遠位の関節接合部1310の上面を摺動する上側部分1322の下面は、絶縁が無いものとすることができ、接合部が関節動作するときに、電気的接触を維持することができる。顎部1340が遠位の関節接合部1310から絶縁される場合、顎部1342の近位の延出部を向く面および近位の延出部は、ともに絶縁面層を無いものとすることができ、それらの間の直接的なスライド接続によって、顎部1342が第2電極に導電的に接続されるようになる。口部表面を除く顎部1342の外面の残りの部分を絶縁することによって、口部表面は、顎部1342から顎部1340に電気を導くことができる唯一の場所になる。上記構成のための絶縁コーティングの例示的な一実施形態は、テフロン(登録商標)ハードコート陽極酸化である。
図18乃至図28は、本発明の両極性焼灼および切断用装置の操縦ハンドル1800の第1の例示的な実施形態を示している。第1の操縦ハンドルハウジング1802内には、顎部制御トリガ1810、ブレード制御トリガ1820、ブレード発射スプール1822および受動的関節動作固定制御トリガ1830が設けられている。数多くの内腔/装置は、操縦ハンドル1800から本発明のエンドエフェクタまで延在している。最も外側の中空内腔はスリーブ1330である。このスリーブ1330内には、中空の受動的関節動作固定内腔1840が同軸に配置されている。受動的関節動作固定内腔1840内には、中空の顎部制御内腔1850が同軸に配置され、中空の顎部制御内腔1850内には、ブレード1350の制御部1352の遠位端部が同軸に配置されている。それら装置の各々は、必要に応じて任意の代替的な形態のもの(例えばロッド、バンド、中空内腔)とすることができる。
顎部制御トリガ1810は、ハンドル1800の内部で回動可能に接続されている。顎部制御トリガ1810は、カム面1812を有し、そのカム面1812に接触して顎部カムフォロア1860が移動する。顎部カムフォロア1860は、スリーブ1330の縦方向に顎部制御内腔1850に固定して連結されて、顎部制御トリガ1810が把持/解放されるときに、顎部の開閉動作を引き起こす。過剰力保護装置1870は、ハンドル1800内に設けられており、顎部を閉じるときに顎部制御内腔1850に与えられる力の量を制限する。過剰力保護装置1870は、図示の例示的な実施形態においては、顎部カムフォロア1860内に配置されている。図18には、顎部カムフォロア1860と過剰力調節用ノブ1872との間に配置された過剰力圧縮バネが示されていない。顎部制御トリガ1810は、単なる把持トリガまたはクリックオン/クリックオフ装置とすることができる。図19は後者の構成の例示的な実施形態を示している。
図18は、操縦ハンドル1800のグリップ部1804内に含まれるバッテリアセンブリ1880も示している。図20および図21は、バッテリがグリップ部1804内に如何に配置されるのかと、グリップ部1804から如何に取り除かれるのかの例示的な一構成を示している。トラップドア2010は、ハンドル1800のグリップ部1804の底部に回動可能に取り付けられている。トラップドア解除ボタン2020を押圧することによって、トラップドア2010のスプリングは、例えば、図示省略のトーションバネの補助により、開放する。バッテリアセンブリ1880の一方の側(例えば、上側)には、ハンドル1800のグリップ部1804内にバッテリアセンブリ1880を着脱可能に固定するためのコネクタアセンブリの第1部分2080が設けられている。ハンドル1800内には、コネクタアセンブリの第2部分2082が設けられ、この第2部分2082は、第1部分2080とともに、グリップ部1804内にバッテリアセンブリ1880を着脱可能に固定するとともに、無線周波数信号を与えるために、バッテリアセンブリ1880内の回路をエンドエフェクタの顎部に電気的に接続する。
図20および図21に示すように、バッテリアセンブリ1880は、トラップドア2010の回動端部にてバッテリイジェクトフランジ2012と動作可能に相互に作用するトラップドアフランジ2090を有する。この構成においては、トラップドア2010がその閉じた固定位置から解放されるときに、トーションバネが、ばね定数の大きさに応じて、ハンドルグリップ1804から小距離または大距離、バッテリアセンブリ1880を自動的に排出することとなる。前者の構成では、ハンドル1800自体に接触することなく、手術室のスタッフがハンドル1800から排出されたバッテリを容易に掴むことができるように、バッテリが一部分だけ排出されるのが望ましい。後者の構成では、外科医は、バッテリ処分容器の上にハンドルグリップ1804を置くことができ、トラップドア解除ボタン2020を押圧することによって、バッテリアセンブリ1880は、ハンドル1800から完全に排出されて、処分容器内に入ることとなる。そのため、手術室のスタッフは、容易かつ迅速に交換バッテリアセンブリ1880を取り付けることができる。
ここで、ハンドル1800およびその内部構成要素には、電子回路部品が全く無いことに留意されたい。これは本発明の特有で重要な側面である。バッテリアセンブリ1880内に本発明の焼灼装置の発電、調整および制御回路をすべて配置することにより、ハンドル1800およびエンドエフェクタ100,1300を、すべて低コストで使い捨ての構成部品で作成することができる。そのような構成により、少なくとも回路またはバッテリが故障するまで、高価な回路はすべて繰り返し再使用することができる。想定される通常の条件下では、バッテリアセンブリ1880の寿命は何百回もの使用にまで及ぶであろう。
図22乃至図28は、ハンドル1800の動作を示している。図22では、ハンドル1800が静止状態にあり、何れのトリガも作動していない。図23および図24は、中間位置および完全閉鎖位置にある顎部閉鎖トリガ1810をそれぞれ示している。図22に示すように、顎部カムフォロア1860は、顎部制御内腔1850により後方に移動する。顎部カムフォロア1860が図23に示す位置にあるとき、顎部は完全に閉じている。閉鎖トリガ1810が移動する残りの距離は、顎部制御内腔1850をさらに近位へ引き付けることはない。その代わりに、過剰力保護装置1870は、顎部カムフォロア1860と過剰力調節用ノブ1872との間で配置された図示省略の圧縮バネの圧縮により動作を開始する。この構成は、エンドエフェクタの顎部間に配置される組織に対して十分な力が用いられることを確実にする。
図25の図面は、ほぼ完全に押し下げられた位置にある(例えば、図19の装置によって固定された)顎部閉鎖トリガ1810と、同様に完全に押し下げられた位置にあるブレード制御トリガ1820とを示している。ブレード制御トリガ1820が押し下げられるとき、ブレード制御スプール1822の内部で静止するトリガ1820の上端部は、顎部制御内腔1850に沿って遠位にスプール1822を運ぶために、遠位に移動する。スプール1822は、スプール軸に対して垂直なスプール1822を通り抜けるピン1824および制御部1352を介して、ブレード1350の制御部1352に固定して連結されている。このようにして、スプール1822のどのような動作もブレード1350の対応する動作に変換される。ピン1824のためのクリアランスは、例えば、図18、図25および図26に示すように、顎部制御内腔1850の底部から切り取られる。顎部制御内腔1850の例示的な実施形態は、近位端(図25および図26に示される)から関節接合部に至るロッド形状の内腔を有しており、関節接合部の地点において、例えば、図14乃至図17に示すような形状とすることができる。垂直なスロットは、顎部制御内腔1850の底部全体に亘って形成することができ、それにより、顎部制御内腔1850およびスリーブ1330に対するブレード1350の制御部1352のスライド移動が可能になる。垂直なスロットは、顎部制御内腔1850の範囲のすべてに亘って、バンド形状の制御部1352に対して側方の支持も加える。
図25に示すように、ブレード制御トリガ1820には、両方のトリガ1810,1820が図18および図27に示すような静止状態にあるときにカム凹部2512に入る近位カム面2532が設けられている。しかしながら、図25に示すように、顎部閉鎖トリガ1810が押し下げられるときは、カム面2532はカム凹部2512内に留まることができない。この構成はブレード1350の後退を助けるのに効果的である。仮に、例えば、ブレード1350が切断後に顎部間の組織の内部で動かなくなった場合には、制御部1352上の近位に向けられる力が、ブレード1350を取り除くのに必要とされることとなる。個別のブレード復帰付勢装置の必要性をなくすために、本発明は、顎部閉鎖トリガ1810用の比較的強力な復帰付勢装置(図示省略)を利用する。カム面2532およびカム凹部2512のこの意図的なの“不整合”は、顎部閉鎖トリガ1810がその静止位置に戻ることが可能であるときに、顎部閉鎖復帰付勢装置が自動的にブレード1350を後退させるのを可能にする。図25から図26への遷移で見られるように、押し下げられた顎部閉鎖トリガ1810の復帰により、図27に示すようにカム面2532がカム凹部2512内に再び戻るまで、カム面2532に対してトリガ1810が押圧される。
本発明の焼灼/切断用装置による、組織のクランプ、組織の切断およびトリガの復帰のステップの間はいつでも、外科医は、必要なときにエンドエフェクタ100,1300を関節動作させることができる。図28は、関節接合部を解放して、その後にエンドエフェクタ100,1300の受動的関節動作を可能にするための例示的な構成を示している。受動的関節動作固定制御トリガ1830は、中空の関節動作スプール2832に動作可能に連結され、この関節動作スプール2832は、受動的関節動作固定内腔1840に縦方向に固定して連結されるとともに、顎部制御内腔1850に対して、縦方向にスライド可能で、かつ同軸上に配置されている。受動的関節動作固定制御トリガ1830が押し下げられるときは、関節動作スプール2832が近位に平行移動して、それに応じて受動的関節動作固定内腔1840を移動させ、それにより、受動的関節動作に対する障害を取り除く。そのような障害の例示的な実施形態が図29に描かれている。この図では、受動的関節動作固定内腔1840はスリーブ1330内に示されている。受動的関節動作固定内腔1840の遠位端部は、関節動作固定鍵2944の近位端に対応するように形成された関節動作固定切欠部2942を規定する。固定鍵2944は、切欠部2942内に圧入するか、あるいは任意の同様の方法で取り付けることができる。固定鍵2944が受動的関節動作固定内腔1840の端部に取り付けられた状態では、受動的関節動作固定内腔1840のどのような平行移動も、それに応じて固定鍵2944を移動させることとなる。図示の例示的な実施形態では、固定鍵2944の遠位端部に、遠位の関節接合部1310の近位端に位置する少なくとも1の鍵孔と結合するように成形された突部2946が設けられている。この実施形態では、エンドエフェクタ100,1300を3配置のうちの1つに固定し得るように、3つの鍵孔2912,2913,2914が設けられている。当然のことながら、その数は限定的なものではなく、鍵孔2912,2913,2914の配置も同様である。さらに、鍵と鍵孔の構成は必要に応じて逆にすることができる。
図30乃至図37は、本発明に係るコードレスで完全に内蔵式の焼灼および切断用装置のその他の例示的な構成を示している。第2操縦ハンドル3000は、第1操縦ハンドル1800と同様に、顎部制御トリガ3010およびブレード制御トリガ3020を備える。操縦ハンドル3000のこの例示的な実施形態は、シャフト回転ノブ3030を有し、このシャフト回転ノブは、外科医がシャフトを回転させて、それにより、装置の遠位端部でエンドエフェクタアセンブリ全体を回転させることを可能にする。さらに、この例示的な実施形態は、受動的関節動作エンドエフェクタ無しで示されるが、これは、本明細書に記載のように含むことができる。そのような実施形態では、ノブ3030は、上述した固定鍵2944のような受動的関節動作固定を解放するために、近位に向けて十分遠くに引くことができる。(その機構は、参照により本明細書に既に援用している、Smith等を発明者とする米国特許第7,491,080号に詳細に記載されており、よって、この開示を再び説明する必要はないと考える。)簡単に言うと、ノブ3030の小さな近位の移動は、固定鍵2944を後退させて、関節接合部1302の受動的な関節動作を可能にし、ノブ3030の解放は、ノブ3030が(復帰付勢装置、例えば圧縮バネの力の下で)遠位に弾かれて、固定鍵2944を遠位の関節接合部1310に再係合させることを可能にし、それにより更なる受動的な関節動作を防止する。
また、このハンドル3000上には、焼灼発射トリガ3040も存在する。ブレード制御トリガ3020の直上の焼灼発射トリガ3040により、装置の動作は大幅に単純化されて人間工学的なものとなる。このハンドル3000を操作するときは、図32に示すように、外科医は顎部制御トリガ3010を押し下げて、顎部間の組織を圧迫する。顎部制御トリガ3010は、ブレードカムフランジ3112および近位レバー3114を有している。図31から図32への遷移で見られるように、顎部制御トリガ3010の押下げは、ブレードカムフランジ3112を反時計回りにブレードシャトル3144のブレードシャトル柱3142から離れて回動させる。さらに、この押下げは、近位レバー3114を反時計回りに回動させるとともに、リンク3146を介して、トリガスレッド3118を遠位に移動させる。ブレードカムフランジ3112が図31に示す静止位置から移動されることなく、カム面3113は、ブレードシャトル3144が遠位に移動するのを防止して、顎部制御トリガ3010が押し下げられるまで、エンドエフェクタブレードのあらゆる動作を防止するような位置にある。
しかしながら、顎部制御トリガ3010が押し下げられた状態では、ブレードシャトル3144は遠位に自由に移動することができる。そのような押下げおよび動作は図34に示されている。この状態においては、ブレードシャトル柱3142が、カム面3113により形成されたスロット内にあり、さらに遠位に移動することが防止される。ブレードシャトル3144の遠位端部は、溝部内にピンを備え、この溝部は、図34に示す位置を越えるブレードシャトル3144の遠位移動を制限する。図示省略の圧縮バネは、圧力がそこから取り除かれるときに、ブレード制御トリガ3020を遠位に移動させるように配置されている。形はどうであれブレードが動かなくなる場合には、例えば、図32に示す静止位置に戻る前に、ブレードおよびブレードシャトル3144の近位への移動を停止させることができる。しかしながら、カム面3113は、例えば、図30に示す静止位置に顎部制御トリガ3010が戻るときはいつでも、ブレードシャトル柱3142を近位に押し出すような形状とされている。これは、顎部制御トリガ3010がブレードおよびその作動アセンブリのための復帰補助として機能することを意味している。
顎部が間に組織を圧迫する状態で、焼灼発射トリガ3040に(例えば)人差し指を置いて焼灼発射トリガ3040を押し下げることにより、焼灼が生じる。外科医の一方の手の任意の部分をそれ以上動かすことなく、人差し指を、焼灼発射トリガ3040に沿って下方にスライドさせて、直ちに、ブレード制御トリガ3020の表面と接触させることができる。この指のスライド動作は、ブレード制御トリガ3020の押下げ動作にすぐに変換して、図34に示すように、顎部間の既に焼灼された組織を切断することができる。この時点では、外科医の指は、相対的に互いに整列した状態で、ブレード発射トリガ3020、顎部制御トリガ3010およびグリップ部3004を握っている。プロセスを再開するために、外科医がしなければならないことは、ブレード発射トリガ3020および顎部制御トリガ3010を保持している指を離して、焼灼および切断される新しい組織の周囲に顎部を再配置することだけである。その後、必要に応じてそのプロセスが繰り返される。
本発明のバッテリアセンブリは単なる両極性焼灼電源装置ではない。従来の両極性焼灼装置では、発電および調整回路がすべて高価なカウンタトップボックス内にあり、その各々が、機能するように配電線に接続される必要がある。配電コードは、従来の焼灼装置をカウンタトップボックスに接続するが、そのコードは、外科医の移動範囲を制限し、それら装置のコストを増大させる。それとは対照的に、本発明は、図34および図35に関連して説明される本明細書でバッテリアセンブリとも呼ばれる内蔵式電源および調整装置1880,3500を与えることにより、コードおよびカウンタトップボックスの必要性を完全になくすものとなっている。
図34は、エンドエフェクタ顎部の各々について調整電力線を分電パネル3410から2つの電極に連結する図示省略の導電性配線を備えるバッテリ接続アセンブリを示している。分電パネル3410には、供給アレイ3510の個々の供給ポート3512に電気的に接続される導体3420のセットが設けられている。定格貯蔵容量(10−15Cとして知られている)の10乃至15倍程度の高い放電電流容量を有する少なくとも1の電池3520(例えば2乃至6個のリチウムポリマー電池のセット)は、電圧制御回路3530に電気的に接続され、それは、例えば出力信号電圧を制御するバック電源装置とすることができる。無線周波数信号生成回路3540は、出力信号を受け取りそれを高周波数の交流信号に変換し、その交流信号は、導電性供給ポート3512および分電パネル3410を通ってエンドエフェクタ顎部に供給される。
そのような構成により、操縦ハンドル3000には、如何なる電源装置または電源回路も完全に存在しなくなる。これは、本発明に係る交換可能なバッテリアセンブリ3500に比較的高価な電源および回路を再使用することができ、シャフトおよびエンドエフェクタを有する機械的制御ハンドル3000の比較的安価なハンドル部分は、1回の操作使用後に捨てることができることを意味している。必要に応じて、図36および図37に示すように、比較的高価な部品はさらにもっと細分化することもできる。これら図面のバッテリアセンブリ3600はバッテリアセンブリ3500と機能および形状が類似している。しかしながら、無線周波数信号生成回路3540は、1または複数の信号接続面3642上に図示省略の回路接続リードのセットを有する分離可能な信号処理サブアセンブリ3640内に含まれ、そのリードは無線周波数信号生成回路3540に接続されている。バッテリアセンブリ3600の2つのサブアセンブリ3620,3640の各々に、図37に示すような隆起と溝部の構成など、接続装置の適当な部分が設けられている場合には、利用者は、必要に応じて、バッテリ/電圧上昇サブアセンブリ3620または信号処理サブアセンブリ3640の何れかを交換することができる。
バッテリアセンブリ3500を医療用途のために気密にシールする場合に有益である可能性があったとしても、(操縦ハンドルが、無菌の操作環境から隔離することができる内部バッテリチャンバ3406を規定するため)バッテリアセンブリ3500はオートクレーブ可能である必要はない。“無菌シール”または“無菌シールされる”は、本明細書で使用されるときに、シールの一方の側から他方の側に微生物学的生命体が移動することができないように、ハンドルが導入されている操作環境の無菌領域から、その内部に配置される1の区画(例えば、ハンドルの内部)および複数の区画を十分に隔離するシールを意味している。また、“気密”または“気密シールされた”は、実質的に気密で、微生物がシールを通って、または容器内に、または容器から移動するのを防止するシールまたは容器を意味している。
操縦ハンドル3000が手術室内にある状態で、手術スタッフは、無菌領域の外側を移動するスタッフに、バッテリアセンブリ3500をチャンバ3406内に挿入することを要求することができる。バッテリアセンブリが挿入された無菌の操縦ハンドル3000は、気密シールを持つバッテリドア3430を手術スタッフが閉じた後に、手術室における利用のために完全に無菌なものとすることができる。当然のことながら、バッテリアセンブリ3500はオートクレーブするように作成することができ、それにより、バッテリアセンブリを必要に応じて無菌のファイル(sterile file)に持ち込むことができる。
第2操縦ハンドル3400には、第1操縦ハンドル1800のように、バッテリアセンブリイジェクト装置を設けることができる。図33および図34に示すように、バッテリドア3430は、操縦ハンドル3400のグリップ部3004の下側部に回動可能に取り付けられる。トラップドア解除ボタン3320を押圧することによって、バッテリドア3430のスプリングは、例えば、図示省略のトーションバネの補助により、開放する。図33および図34に示すように、バッテリアセンブリ3500は、バッテリドア3430の回動端部にてバッテリイジェクトフランジ3312と動作可能に相互に作用するドアーカム面3390を有する。この構成においては、バッテリドア3430がその閉じた固定位置から解放されるときに、トーションバネが、ばね定数の大きさに応じて、ハンドルグリップ3004から小距離または大距離、バッテリアセンブリ3500を自動的に排出することとなる。上記のように、ハンドル1800自体に接触せずに、巡回するスタッフがハンドル1800からの排出されたバッテリを容易に掴むことができるように、バッテリアセンブリ3500は、一部のみを排出することができる。若しくは、手術スタッフは誰でも、バッテリ処分容器の上にハンドルグリップ3004を置くことができ、トラップドア解除ボタン3320を押圧することにより、バッテリアセンブリ3500を、ハンドル3000から完全に排出して、処分容器内に入れることができる。そのため、手術/巡回スタッフは、容易かつ迅速に交換バッテリアセンブリ3500を取り付けることができる。
図38乃至図43の第3操縦ハンドル3800の実施形態の機能的要素は、第2操縦ハンドル3000と類似している。しかしながら、この実施形態では、トリガ機構は、異なる方法で作動し、無線周波数信号生成回路3840は、バッテリアセンブリ3880内にではなく、使い捨ての操縦ハンドル3800に位置する。
第3操縦ハンドル3800は、第1操縦ハンドル1800と同様に、顎部制御トリガ3810、ブレード制御トリガ3820およびグリップ部3804を備える。ここで、ブレード戻しバネ3826は、ブレード制御スプール4022を近位位置(例えば、図40に示される)に保持して、ブレードを後退位置に保持するために、遠位に向けられた付勢力を与える。
この実施形態では、関節動作固定トリガ1830の代わりに、回転可能なノブ3830が設けられている。シャフト回転ノブ3830は、外科医がシャフトを回転させて、それによりエンドエフェクタアセンブリ全体を装置の遠位端部で回転させることを可能にする。この例示的な実施形態は、受動的関節動作エンドエフェクタ無しで示されるが、これは、本明細書に記載のように含むことができる。
また、このハンドル3800上には、焼灼発射トリガ4240も存在する。この実施形態では、焼灼発射トリガ4240が、操縦ハンドル3800のグリップ部3804の側部上の親指台4204の直ぐ上にある。焼灼発射トリガ4240および親指台4204はグリップ部3804の両側部上に鏡面対称的なものとすることができる。
図38から図41までの遷移は、顎部が閉じられない限り、かつ顎部が閉じられるまで、ブレードが発射するのを防ぐ新規な多重安全トリガアセンブリを明らかにする。この安全性トリガアセンブリは、顎部制御トリガ3810、ブレード制御トリガ3820、顎部トリガリンク3812、顎部トリガスライド3814、顎部スプール3816、ブレード制御回動軸3822、ブレード規制ピン3824、ブレード制御スプール4022および顎部過剰力保護装置3850を含んでいる。この例示的な実施形態は、受動的関節動作エンドエフェクタ無しで示されるが、これは、本明細書に記載のように含むことができる。
顎部制御トリガ3810は、上部フランジ3811および回動軸3912を備え、この回動軸3912の周囲を顎部制御トリガ3810が回転することができる。上部フランジ3811の近位端は、顎部トリガリンク3812の近位端に回動可能に連結されている。顎部トリガリンク3812の遠位端部は、顎部トリガスライド3814の近位部分に回動可能に連結されている。顎部トリガスライド3814は、回動軸3912が内部に配置されるガイドトラック3914を備える。顎部トリガスライド3814の近位端には、当該顎部トリガスライド3814が縦方向に平行移動するときに顎部スプール3816を縦方向に平行移動させるために、顎部スプール3816と係合する、上方に突出するスプール制御フランジ3918が設けられている。外科医は、顎部動作運動(開放/閉鎖)を行うために、グリップ3804に向けて顎部制御トリガ3810上に圧力を加えて、図39に示す位置へと、回動軸3912まわりに顎部制御トリガ3810を回動させる。同時に、顎部リンク3812が回動して、顎部トリガスライド3814に近位方向の力を与え、図39に示す近位位置へ顎部トリガスライド3814を移動させる。顎部リンク3812の動作が終わるとき、顎部リンク3812の遠位端部が、顎部リンク3812の近位端よりも高くなる。この顎部トリガスライド3814の動作は、それに対応する量だけ、顎部スプール3816を近位方向に平行移動させる。顎部スプール3816が顎部動作内腔3990に縦方向に連結されるため、顎部の閉鎖動作がもたらされる。図1乃至図11に示す構成においては、顎部動作内腔3990が顎部作動ワイヤ20,30であり、図13乃至図17に示す構成においては、顎部動作内腔3900が顎部アクチュエータ1390である。
ブレード制御トリガ3820は、始めに、顎部制御トリガ3810の図38から図39への動作とともに移動するが、如何なるブレードの動作も引き起こさない。ガイド溝3921は、顎部が開いている間、ナイフの発射を防止するために存在し、ブレード制御トリガ3820は、ガイド溝3921の遠位の垂直部から移動する必要がある。図41で最も良く見ることができるように、ガイド溝3921は、ブレード制御トリガ3820がガイド溝3921の下側の水平部分に進入するまで、ブレード制御トリガ3820が近位へ移動するのを許容せず、顎部制御トリガ3810が図39乃至図41に示す水平状態となるまでは、進入することができない。このため、本発明にあっては、ブレードが動作する必要があるときに顎部が確実に閉じた状態となる。図39に示す位置から図40に示す位置までのブレード制御トリガ3820の作動は、ブレードの発射を防ぐための安全性を排除する。ブレード制御トリガ3820は、図40の位置にあるとき、図40に示す位置から図41に示す位置に縦方向に遠位に(すなわち、回転軸周りの円運動ではなく)平行移動することができる。
顎部制御トリガ3810上には、ブレード作動突起3813(それは、図40のブレード制御回動軸3822の下側部分の背後に隠れた突起溝4024内に示される)が存在する。ブレード制御トリガ3820が(顎部制御トリガ3810とともに)近位に移動するときに、ブレード作動突起3813は、反時計方向に、回転軸周りにブレード制御回動軸3822の下端を搬送/移送/移動させる。それに応じて、ブレード制御回動軸3822の上側部分は、ピン溝4026がブレード規制ピン3824を運ぶ間に、ブレード制御回動軸3822を軸心として反時計方向に移動される。ブレード規制ピン3824が移動するときにブレード制御スプール4022が遠位に移動するように、ブレード制御回動軸3822は、上側部分で分岐して、ブレード制御スプール4022をその中に受け入れるとともに、ブレード制御スプール4022を捕捉する。ブレード制御スプール4022は、ブレードの遠位/近位の動作を引き起こすブレード動作内腔4052に、縦方向に連結されている。図1乃至図11に示す構成においては、ブレード動作内腔4052が切断作動ワイヤ10であり、図13乃至図17に示す構成においては、ブレード動作内腔4052がブレード1350の制御部分1352である。
装置の動作は大幅に単純化され、人間工学的なものとなっている。外科医は、このハンドル3800を操作するとき、図39に示す顎部制御トリガ3810を押し下げる。ブレード制御トリガ3820は、ブレードを作動させることなく、顎部制御トリガ3810の動作に追従する。顎部が間に組織を圧迫する状態で、焼灼発射トリガ4240に(例えば)親指を置いて焼灼発射トリガ4240を押し下げることにより、焼灼が生じる。次に、図39から図40までの遷移に示されるように、ブレード制御トリガ3820が押し下げられる。しかしながら、この動作によりブレードが移動することはない。その代わりに、それは単に、ブレードを移動させる機能を解放するために作用する。これは本質的には、安全解除である。ブレード制御トリガ3820が押し下げられた位置にあるときは、顎部制御トリガ3810およびブレード制御トリガ3820の組み合わされたサブアセンブリを、図40から図41までの遷移で示されるように、近位へ移動させることができる。そのような動作は、(上述したその他の実施形態のように)円を描くものではない。むしろ、その動作は直線的である。そのような直線運動により、ブレードの対応する動作および顎部間の既に焼灼された組織の切断が行われる。この時点では、外科医の指は、相対的に互いに整列した状態で、ブレード発射トリガ3020、顎部制御トリガ3010およびグリップ部3004を握っている。プロセスを再開するために、外科医がしなければならないことは、ブレード発射トリガおよび顎部制御トリガ3020,3010を保持している指を離して(またはトリガ3020,3010を保持している指を遠位に押圧して)、焼灼および切断される新しい組織の周囲に顎部を再配置することだけである。その後、必要に応じてそのプロセスが繰り返される。
図30乃至図34の構成と同様に、バッテリアセンブリ3880は、操縦ハンドル3800のグリップ部3804内の区画4305から除去可能で、その他の同様のバッテリアセンブリ3880で交換可能である。バッテリアセンブリ3880の取り出しは、例えば、図20および図21に示すバッテリイジェクトアセンブリ2010,2012,2090と類似のバッテリイジェクトアセンブリにより行うことができるが、その他の同様の機能を有するアセンブリを使用することもできる。図30乃至図34の構成とは異なり、無線周波数信号生成回路3840は、バッテリアセンブリ3880内に含まれていない。その代わりに、それは、操縦ハンドル3800の上側部分内の近位の位置に配置される。(当然のことながら、回路3840は、この実施形態の操縦ハンドル3800の如何なる位置にも配置することができる。)そのような構成では、操縦ハンドル3800を廃棄するときに、無線周波数信号生成回路3840を配置することができる。
無線周波数信号生成回路3840および使い捨ての操縦ハンドル3800の有利な代替の例示的な実施形態では、操縦ハンドル4400が、着脱可能で交換可能な回路ケーシング4406を有し、このケーシングが、気密シールされて、オートクレーブ可能となっている。回路ケーシング4406は、無線周波数信号生成回路3840を収容し、よって、この回路3840の再使用を可能にする。無線周波数信号生成回路3840の電気接続は、リード4608、例えば金メッキが施された銅により達成することができる。回路ケーシング4406の着脱自在な接続は、多くの機械的な構成によって行うことができる。例えば、Tスライド接続、隆起と溝部の接続、圧入接続があり、磁気接続であってもよい。
図47乃至図50は、本発明の電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタ4700の遠位端部の別の例示的な実施形態を示している。この実施形態においても同様に本発明の関節接合部を使用することができるが、このエンドエフェクタ4700は関節接合部を有するものとしては示されていない。この実施形態では、固体の材料片からの顎部4710,4720の形成特性を確認し、それに基づいて、二片の異なる材料から顎部4710,4720の各々を形成し、二片のうち、外側片4712,4722は良好な断熱特性を有する材料とし、内側片4714,4724は良好な強度特性を有する材料とする。顎部4710,4720間に配置された組織に無線周波数信号を与えるために、内側片4714,4724の各々は導電性材料で被覆された口部表面4716,4726を備える。例えば、導電性材料は、ステンレス鋼または金被覆銅のプレートとすることができる。電気は、前述した実施形態または図示の例示的な実施形態のようなエンドエフェクタ4700の部分を介して、異なる破線でそれぞれ示される2つの絶縁ワイヤ4730,4740を通って、口部表面4716,4726に与えられる。ワイヤ4730,4740の各々は、顎部接続4718,5028で終了し、ワイヤは、口部表面4716,4726の導電性コーティングに電気的に接続される。
図51乃至図53は、本発明の受動的関節動作電気焼灼シールおよび切断用外科エンドエフェクタ5100の遠位端部の別の例示的な実施形態を示している。このエンドエフェクタ5100は、関節接合部を有するものとして示されているが、関節接合部は必要に応じて取り除くことができる。図47乃至図50の実施形態と同様に、この実施形態では、固体の材料片からの顎部5110,5120の形成特性を確認し、その代わりに、二片の異なる材料から顎部5110,5120の各々を形成し、二片のうち、外側片5112,5122は良好な断熱特性を有する材料とし、内側片5114,5124は良好な強度特性を有する材料とする。内側片5114,5124の各々は、顎部5110,5120間に配置された組織に無線周波数信号を与える導電性の口部表面を備える。例えば、導電性材料はステンレス鋼のプレートとすることができ、外側片5112,5122は、絶縁被覆を有するステンレス鋼とすることができる。電気は、前述した実施形態または図示の例示的な実施形態のようなエンドエフェクタ5100の部分を介して、異なる破線でそれぞれ示される2つの絶縁ワイヤ5140を通って、口部表面に与えられる。ワイヤ5140の各々は、顎部接続部5118,5128で終了し、内側片5114,5124の口部表面の導電性コーティングに電気的に接続される。
顎部が独立した回動装置を有する前のエンドエフェクタの実施形態とは対照的に、エンドエフェクタ5100は、単一の顎部回動アセンブリを含む。この実施形態では、クレビス5130の各側部は、顎部回動軸スロット5132を有し、その内部を顎部回動軸ロッド5134がスライドする。図53に最も良く示されるように、顎部5110,5120の各々の近位の部分は、顎部回動軸ロッド5134がスライドする制御スロット5326,5328を規定する。顎部制御ロッド5330は、顎部回動軸ロッド5134に縦方向に連結され、顎部制御ロッド5330の縦方向の運動は、顎部回動軸スロット5132に沿って顎部回動軸ロッド5134をスライドさせ、それに応じて顎部5110,5120の制御スロット5326,5328内で移動させる。図51乃至図53に示すように、顎部制御ロッド5330の遠位移動は、顎部5110,5120を開き、顎部制御ロッド5330の近位移動は、顎部5110,5120を閉じる。
エンドエフェクタ5100の関節動作は操縦ハンドルで実行される。受動的関節動作固定制御トリガを作動させるとき、受動的関節動作固定内腔5340は、受動的な関節動作の障害を取り除くために、近位へ移動される。そのような障害の例示的な実施形態が図52および図53に描かれている。この図では、受動的関節動作固定内腔5340はスリーブ1330内に示されている。受動的関節動作固定内腔5340の遠位端部は、関節動作固定鍵5344の近位端に対応する形状とされた関節動作固定切欠部5342を規定する。固定鍵5344は、切欠部5342内に圧入するか、あるいは任意の同様の方法で取り付けることができる。固定鍵5344が受動的関節動作固定内腔5340の端部に取り付けられた状態では、受動的関節動作固定内腔5340のどのような平行移動も、それに応じて固定鍵5344を移動させることとなる。図示の例示的な実施形態では、固定鍵5344の遠位端部に、クレビス5130の近位端に位置する少なくとも1の鍵孔と結合する形状とされた突部5346が設けられている。この実施形態では、エンドエフェクタ5100を3配置のうちの1つに固定し得るように、3つの鍵孔5332,5333,5334が設けられている。当然のことながら、その数は限定的なものではなく、鍵孔5332,5333,5334の配置も同様である。さらに、鍵と鍵孔の構成は必要に応じて逆にすることができる。
上述した実施形態は、把持および切断サブアセンブリの手動による作動をそれぞれ含んでいる。図54乃至図60は、顎部動作機構が手動で、ブレード動作機構が電気的に動力供給されて制御される実施形態を示している。図61乃至図64は、顎部およびブレード動作機構がともに電気的に動力供給されて制御される実施形態を示している。したがって、従来の装置の焼灼/切断処置中に必要とされていた外科医による骨の折れる手を使う如何なる作業も、大幅に低減され、若しくは完全に除去される。これら図面においては、分かり易くするために、すべてエンドエフェクタが省略されている。図65乃至図67は、本発明の電子的に制御される把持および切断装置が、単一の焼灼/切断処置を行なうのに必要なステップ数を如何に減少させるのかを示している。
図54乃至図57のブレード電動式装置5400の例示的な実施形態では、図示省略の着脱可能なバッテリが、装置5400のハンドル部5404内のバッテリ区画5405に挿入される。顎部制御トリガ5410は、装置5400に回動可能に連結され、顎部制御ロッド5490の端部に回動可能に連結されたフランジ5412を有する。このため、顎部制御トリガ5410の回動動作は、顎部制御ロッド5490の縦方向の平行移動を引き起こす。顎部制御ロッド5490は、図55に単独で示されている手動顎部スライド5492に、縦方向に連結されている。マウント5494の後ろには、手動顎部スライド5492の任意の移動とともに、顎部アクチュエータ1390の対応する平行移動を引き起こす接続部が設けられている。
手動顎部スライド5492は、図56に単独で示されるブレード制御スライド5422上にスライド可能に配置されている。手動顎部スライド5492およびブレード制御スライド5422はともに、図57の装置5400から離れて示されている。図57に示すように、ブレード制御スライド5422は、当該ブレード制御スライド5422と手動顎部スライド5492との相互作用を可能にする、突出するボス5426を備える。特に、手動顎部スライド5492の遠位移動による顎部の閉鎖は、ブレード制御スライド5422の部分的な遠位移動をもたらす。
図58乃至図60には、それら部分の動作と、ブレードおよび顎部の機構の双方の制御が示されている。図58では、顎部制御トリガ5410が省略されている。図58の手動顎部スライド5492およびブレード制御スライド5422の双方が近位に配置された幾何学的配置では、顎部が開いて、ブレードが後退している。顎部制御トリガ5410の押下げにより、顎部制御ロッド5490は遠位に移動し、その結果、顎部アクチュエータ1390が遠位に移動して、顎部を閉じる。顎部制御トリガ5410は、その完全に押し下げられた位置を検知するセンサ5414を備える。このセンサ5414(例えば、マイクロスイッチ)が作動されるか、あるいは完全に押し下げられた位置を検知すると、顎部の閉鎖状態が認識され、それにより、エンドエフェクタの顎部内にブレードを安全に移動させることができる、ということを示す。そのため、センサ5414に接続された電子回路5440は、焼灼装置に電力を供給して、顎部間に配置された組織にエネルギーを送る。焼灼プロセスが完了したら、組織切断を開始することができる。電子回路5440は、この状態を検知して、ブレード制御サーボモータ5420を始動させる。図示の例示的な実施形態では、ブレード制御サーボモータ5420の作動が、ブレード動作クランク5424の反時計回りの回転を引き起こし、それは、手動顎部スライド5492の安定した位置調整により、ブレード制御スライド5422を(ブレード制御サーボモータ5420とともに)図59に示すブレード後退位置から図60に示すブレード伸張位置まで遠位に移動させることを可能にする。その他の図示省略のマイクロスイッチおよび/または回路は、ブレード伸張の完了を検知して、その後に、ブレード制御サーボモータ5420を反転(時計回りに動作)させ、それにより、顎部間に配置された焼灼済みの組織からブレードを退避させて組織切断プロセスを完了することができる。図示のように、顎部が閉じたときも、ブレード移動クランク5424は実質的に静止したままである。
戻しバネ5496は、顎部制御ロッド5490を遠位に付勢するように配置することができ、それにより外科医が顎部制御トリガ5410を押し下げていないときに、顎部の分離を生じさせることができる。同様に、ブレード制御スライド5422は、近位方向に付勢する(バネ負荷をかける)ことができ、それにより、定常状態のときにブレードを後退位置で保持するとともに、顎部間の焼灼済みの組織で動かなくなったときに、その組織から取り除くのを補助する。
図61乃至図64の顎部およびブレード電動式装置6100の例示的な実施形態では、図示省略の着脱可能なバッテリが、装置6100のハンドル部6104内のバッテリ区画6105に挿入される。顎部制御トリガ6110は、装置6100に回動可能に連結されるが、この実施形態では、顎部の制御に対する機械的な接続部を有していない。その代わりに、顎部のすべての制御が、顎部制御トリガ6110の1またはそれ以上の押し下げられた位置を検知するセンサ6114によって生じる。このセンサ6114(例えば、単一または複数の位置マイクロスイッチ)は、作動されるか、部分的に押し下げられた位置を検知するときに、顎部制御回路6142に圧縮状態に対応する信号を送り、顎部制御回路6142は、顎部動作サーボモータ6144の動作を制御する。
顎部制御が完全に閉じた顎部制御トリガの位置にのみ依存する場合には、サーボモータ6144は、顎部制御トリガ6110が完全に押し下げられるときに、開位置から閉位置に顎部を移動させる。一方、顎部制御が相対的な顎部制御トリガの位置に依存する場合には、サーボモータ6144は、顎部制御トリガ6110の押下げの度合いに対応して顎部開放位置と顎部閉鎖位置との間で顎部を移動させる。どちらにしても、回路6142は、顎部制御サーボモータ6144に、顎部動作クランク6146を(例えば、反時計回りに)回転させるとともに、自動顎部スライド6192を遠位に移動させて、顎部アクチュエータ1390の遠位移動を生じさせ、この顎部アクチュエータ1390により顎部が閉じられる。このため、顎部制御トリガ6110の回転動作は、対応する顎部アクチュエータ1390の電子的に制御および調整された平行移動を引き起こす。適切に配置した図示省略の力センサにより、顎部動作サーボモータ6144の制御は、顎部間に位置する組織上に加わる圧迫力が、予め設定されたある最大値を越えるのを防止するように調整される(反対に、顎部間に位置する組織上に加わる圧迫力が、予め設定されたある最小値を確実に越えるように調整される)ものとすることができる。
自動顎部スライド6192は、装置6100内のブレード制御スライド5422上にスライド可能に配置されている。図54乃至図60のブレード電動式アセンブリでのように、自動顎部スライド6192の遠位移動による顎部の閉鎖は、ブレード制御スライド5422の部分的な遠位移動をもたらす。
図62乃至図64には、それら部分の動作と、ブレードおよび顎部機構の双方の制御が示され、それら図面においては、明瞭にするために、顎部制御トリガ6110が省略されている。図62の自動顎部スライド6192およびブレード制御スライド5422の双方の近位に配置された幾何学的配置では、顎部が開いて、ブレードが後退している。図62から図63までの遷移で示されるように、顎部制御トリガ6110の押下げにより、顎部制御回路6142は、顎部制御サーボモータ6144に、自動顎部スライド6192を遠位に移動させて、それにより、顎部アクチュエータ1390を遠位に移動させて顎部を閉じさせる。
焼灼電子回路6140は、センサ6114および/または顎部動作回路6142に接続されるが、この焼灼電子回路6140は、顎部が閉鎖位置にある状態で(それは回路6142によって検知することができる)、その間に位置する組織にエネルギーを送るために顎部の焼灼部分に電力を供給する。焼灼プロセスが完了したら、組織切断を開始することができる。焼灼電子回路6140は、この最終状態を検知して、ブレード制御サーボモータ5420を始動させる。図示の例示的な実施形態では、ブレード制御サーボモータ5420の作動が、ブレード動作クランク5424の反時計回りの回転を引き起こし、それは、自動顎部スライド6192の安定した位置調整により、ブレード制御スライド5422を(ブレード制御サーボモータ5420とともに)図63に示すブレード後退位置から図64に示すブレード伸張位置まで遠位に移動させることを可能にする。その他の図示省略のマイクロスイッチおよび/または回路は、ブレード伸張の完了を検知して、その後に、ブレード制御サーボモータ5420を反転(時計回りに動作)させ、それにより、顎部間に配置された焼灼済みの組織からブレードを退避させて組織切断プロセスを完了することができる。図示のように、顎部が閉じたときも、ブレード移動クランク5424は実質的に静止したままである。
戻しバネは、顎部およびブレードサーボモータ5402,6144を近位に付勢するように配置することができ、それにより、外科医が顎部制御トリガ6110を押し下げていないときに、顎部の分離とブレードの後退を生じさせ、かつ/または顎部間の焼灼済みの組織で動かなくなったときに、その組織からブレードを取り除くのを補助する。
本明細書には、ハンドル内の発電回路のみにより、サーボ制御ブレードおよび/または顎部アセンブリを伴う例示的な実施形態が示されている。とはいえ、それらの実施形態は限定とみなすべきでない。本明細書に述べられた追加および/または代替の実施形態のすべては、それら実施形態の各々に対する任意の組合せに適用可能であり、例えば、ある回路は、バッテリ自体または着脱自在なカートリッジ内に配置することも可能である。
本発明の作動アセンブリは、シールおよび切断外科的処置を達成するためのステップ数を減少させる。この改善は図65乃至図67に関連して図示および説明される。先ず、図67は、従来の電気焼灼シールおよび切断処置を行なうために必要な4ステップを示している。装置顎部が通常開放位置にある状態において、ステップ1では、外科医がメインレバーを作動させることにより顎部を閉じる。最初の引く動作により、顎部は閉じて組織または血管にシール力を与える。ステップ2では、外科医が電気焼灼を作動させて、組織をシールする。ステップ3では、外科医が、切断ブレードを遠位に移動させるためにトリガーを引き、シールされた組織が切断される。典型的には、ブレードは、トリガーの解放で後退する。ステップ4では、外科医がメインレバーを開放し、必要な場合に、プロセス(破線)を繰り返す。ステップ1,3および4の各々は、外科医に対して、非常に大きなエネルギーを彼/彼女の手で費やすことを要求する。外科医は、そのようなシール/切断を数多く必要とし、かつ長時間を要する外科的手術のために、疲労することがある。
これに対して、本発明の装置は、外科的処置を行うのに必要な力を劇的に低減し、同時に、その処置を終えるための総ステップ数を低減し、その組合せにより、長時間にわたる処置を行なうために必要とされるエネルギーを節約する。この低減は図66乃至図67に関連して図示および説明される。本発明に係る処置を始めるために、外科医は、ステップ1において、装置のメインレバー5410,6110を作動させることにより、顎部を閉鎖させる。この最初の引く動作により、顎部は閉じて組織または血管に第1中間シール力を与える。その後、ステップ2においては、外科医が装置に単一の動作を与え(例えば、ボタンを押し、トグルを移動させ、ホイールを回転させ)、それにより、外科的処置がすべて自動的に行なわれる。メインレバーの解放が手動の構成では、シールおよび切断のみが、ステップ2で自動的に行なわれる。メインレバーはステップ3で外科医によって解放される。一方、メインレバーも電気的に操作されるときは、図66のステップ2および3はともに、処置作動スイッチを押圧する以外の動作は無しで行なわれる。処置作動スイッチは、図示しないが、図42のボタン4240と同様にハンドル本体の側部に配置することができる。
シールおよび切断処置の後に生じる望ましい医療上の変化のために、組織が最適な状態にあるときに、電気焼灼を生じさせることができれば、好都合である。したがって、組織を圧縮して、シールのために電気焼灼を実行する(ただし、切断の前に)ステップ内では、それら例示的装置はOTC判定ステップを行なうように構成することができる。この判定は様々な方法で実行することができる。本発明に係る例示的な一実施形態では、組織の一方の側面上の電極が、顎部間に(例えば、顎部口表面に)配置された組織のインピーダンスを感知する。OTCは、測定されたインピーダンスと、組織のOTC状態に対応するインピーダンス値の既知の範囲とを比較することにより判定することができる。組織が乾燥するに連れて、組織のインピーダンスが変化する。したがって、能動的フィードバック回路は、連続的にインピーダンスをモニタするとともに、それに応じて顎部を開放または閉鎖するように、外科医に対して(操縦ハンドルの適当な表示により、例えば、↑が開放、↓が閉鎖として)提示するために、設けることができ、それにより、シールおよび切断が行われる時まで(シールおよび切断が行われる時を含む)OTC状態が維持される。しかしながら、図61乃至図64に示すサーボ制御顎部動作アセンブリにより、顎部動作回路6142は、速度、精度および正確度とともに、顎部を開くか閉じるようにプログラムすることができる。
OTCフィードバック装置は、顎部を開閉する機構に接続されたときに、特に良好に機能する。上側OTC値を正の方向に通過することは、過大な圧力が組織に与えられ、OTC範囲内に測定値を戻す程度に電動顎部が開かれることを意味する。一方、下側OTC値を負の方向に通過することは、過少な圧力が組織に与えられ、OTC範囲内に測定値を戻す程度に電動顎部が閉じられることを意味する。この自己調整式の圧迫装置は、乾燥中またはその後に、OTC圧縮範囲内で、間に置かれた組織に加わる圧迫力を維持する。乾燥後にOTC範囲中にあるときは、装置がこの事実を外科医に通知するようになっており、それは“処置準備完了状態”と呼ばれる。この情報により、ある期間が過ぎた後まで、例えば、5秒までの任意の時間が過ぎた後までシールが生じないように、遅延時間を装置内に予めプログラムすることができる。例示的な一実施形態においては、作動装置が再び押される場合に、処置は中断され、外科医は顎部の位置を変えるか、あるいは手術を完全に中止することができる。外科医が遅延期間に何もしない場合には、装置は自動的にシール処置を始める。処置準備完了状態の情報の提示は、外科医に、聞き取れるように(例えば、スピーカで)、視覚的に(例えば、LEDで)、あるいは触覚で(例えば、振動装置で)伝えることができる。
組織がシールされた直後に、装置の実施形態は、ブレードに対して、その後退位置からその伸張位置へ動力を供給することにより、自動的に切断処置を始める。その後、外科医によるそれ以上の作動または動作無しで、ブレードはその後退位置に戻されて、シール/切断処置を完了する。例示的な実施形態では、後退は、適切に配置されたリミットスイッチによって始動させることができ、このリミットスイッチは、ブレード移動エリア内に配置されて然るべきときに接触を受ける。若しくは、動力が供給された伸張/後退装置のストロークは、所望の限界よりも先に行かないように制限することができる。終点スイッチは、機械的変速装置と接続することができるが、サーボモータの使用は、サーボモータが速度と進行距離をパルス変調することができるため、利点を有する。電動による後退は、切断された組織内にブレードが留まらないこと、並びに、ブレードが完全に後退することの両方を確実なものとする。必要に応じて、電動アセンブリは、ブレード後退の後にメインレバーを解放して、メインレバーが(例えば、バネなどの付勢装置の力により)その元の開放位置に弾性復帰することを可能にするために含むことができる。
例示的な実施形態においては、顎部の閉鎖およびブレードの移動が、1またはそれ以上のサーボモータを利用して実行される。上述した一実施形態は、部分的なサーボモータアセンブリを含むものとなっており、この実施形態では、顎部が手動により制御され、ナイフがサーボモータにより制御される。しかしながら、部分的なサーボモータの別の例示的な実施形態は、顎部がサーボモータにより制御されて、ナイフが手動で制御されるようなアセンブリを提供することができる。両方の動作は、装置の縦軸に沿って、ロッドまたはビームのような目標物を移動させることにより実行される。1またはそれ以上のサーボモータの適切な配置により、それら目標物は、直接(または、中間のリンクシステムを介して)サーボモータアームの遠位端部に連結される。このため、それぞれのサーボモータの作動は、装置の軸に沿って制御ロッドを縦方向に移動させる。顎部サーボモータの範囲は、顎部の完全に閉じる配置と完全に開く配置との間の範囲とすることができる。装置が単一の移動顎部アセンブリと二重の移動顎部アセンブリの何れであっても、顎部サーボモータは、顎部を制御することができる。必要に応じて、2つの顎部サーボモータは、二重の移動顎部アセンブリを独立に操作することができる。どちらにしても、サーボモータで1または複数の顎部を制御することによって、顎部の正確な制御が可能になり、また、OTCフィードバック装置への接続により、測定値、例えば、2〜3例を挙げると、電圧、電流、組織圧迫、組織インピーダンスに応じて、正確で迅速な顎部位置制御が可能になる。サーボ制御顎部動作の別の効果的な利点は、OTC範囲が確実に維持されるようにするためにサーボモータが切断処置の全体を通じて顎部の圧迫力を変えることができるということである。
サーボモータで切断ブレードを調整することにより得られる有利な特徴は、設計者だけでなく外科医もが正確に切断速度を調整することができるということである。したがって、例えば、特に丈夫な圧迫組織に対して切断速度を増加させることが有効であることを外科医が知っている場合には、外科医はブレード速度を変化させる図示省略の(例えば)ダイヤルを回転させることができる。
本発明のパワーアシスト作動アセンブリは、外科の焼灼/切断処置を行なうためのステップ数を低減する。本発明の装置の顎部が通常の開放位置にある状態において、外科医は顎部閉鎖トリガ5410,6110を作動させることにより顎部を閉じる。従来技術のように、このレバー5410,6110は、引いて固定し、再び引いて解放する形式の作動アセンブリを備えることができる。この最初の引く動作により、顎部は閉じて組織または血管に第1中間シール力を与える。この力は最終圧迫力である必要はないが、単に、組織を間にしっかりと保持する中間段階とすることができる。その後、第2ステップでは、外科医が装置上の単一のボタンを押圧するだけで、全体の処置が自動的に行われる。その処置には、例えば、最適組織圧迫(OTC)の判定、組織のシールを引き起こす電気焼灼プロセス、シールされた組織を通る切断動作、および中間段階に戻る顎部の解放が含まれる。そのプロセスは、メインレバーの2回目の引き動作により顎部を完全に開くことによって、第3ステップで終了する。なお、本発明の別の例示的な実施形態では、自動的にメインレバーを作動させて、シール/切断された組織を解放するために顎部を開き、それにより、次のシール/切断処置を準備するように、電子制御アセンブリを構成することができる。したがって、本発明により、外科医は、僅か2または3ステップでシールおよび切断処置を達成することができ、それらステップは、メインレバーの最初の閉鎖を開始させること以外に、外科医が任意の大きな外部力(例えば、トリガーを物理的に動かすような力)を与えることを必要としない。
前の段落で述べたように、本発明の装置は、圧迫組織を回復不能に傷つけることなく、有益な治癒を可能にするような予め設定された力で、組織を自動的に圧迫することができる。既知のように、組織が(単層であっても多層であっても)圧迫されているときであって、組織を切断する前は、所望の医学的変化が生じ得るように、組織がある圧迫状態(OTC)にあることが望ましく、またその際に、組織を余計に圧迫して組織壊死を引き起こすべきではない。圧迫顎部内に置かれている正確な種類の組織を正確に制御する方法が存在しないため、組織がOTC範囲と称される最適組織圧迫範囲内で組織を手動で確実に圧迫することはできない。したがって、従来の電気焼灼装置では、組織壊死を排除するのは、困難か、若しくは不可能である。
上記説明および添付の図面は、本発明の原理、好ましい実施形態および運転モードを示している。より具体的には、本発明に係る暗号化識別システムおよび方法を在庫システムおよびプロセスと関連して述べてきた。しかしながら、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものとして解釈すべきでない。上述した実施形態の追加的な変形は、部品の暗号化識別を必要とする、在庫に無関係の応用に対しても、当業者には明らかであろう。
上記実施形態は、限定的なものではなく、むしろ例示的なものと見なされるべきである。よって、当然のことながら、以下の請求項によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者により、それら実施形態に対して変形を加えることができる。

Claims (12)

  1. コードレスの焼灼および切断用外科装置であって、
    少なくとも1のモジュール式のバッテリと、外科ハンドルとを備え、
    前記バッテリが、出力無線周波数信号を生成するコードレスの無線周波数信号生成アセンブリと、前記コードレスの無線周波数信号生成アセンブリに電気的に接続された第1接続部とを備え、前記コードレスの無線周波数信号生成アセンブリが、前記第1接続部に無線周波数信号を提供するように機能し、
    前記外科ハンドルが、
    両極性の焼灼および切断用エンドエフェクタを有する第1ハンドル本体部であって、前記エンドエフェクタが、両極性接点を持つ顎部と、それら顎部間に配置された切断ブレードとを有する第1ハンドル本体部と、
    前記第1ハンドル本体部に連結される第2ハンドル本体部であって、前記バッテリを着脱自在に保持するように機能する無菌シール可能なバッテリ保持区画を内部に規定するとともに、前記第1接続部を着脱自在に保持するように機能する第2接続部を有する第2ハンドル本体部とを備え、
    前記第2接続部は、前記第1および第2接続部が互いに着脱可能に固定されるときに前記無線周波数信号を前記両極性接点に提供するために、前記第1接続部を前記両極性接点に電気的に接続することを特徴とする装置。
  2. 請求項1に記載の装置において、
    前記第2ハンドル本体部が、前記無菌シール可能なバッテリ保持区画を内部に規定する、相互接続された複数の側壁部を含むことを特徴とする装置。
  3. 請求項に記載の装置において、
    前記相互接続された複数の側壁部のうちの少なくとも一つが、その底部に回動可能に取り付けられたトラップドアを含み、前記トラップドアが、閉じた位置と、開いた位置との間で移動して、前記無菌シール可能なバッテリ保持区画の内部へのアクセスを選択的に許容するように機能することを特徴とする装置。
  4. 請求項に記載の装置において、
    前記相互接続された複数の側壁部のうちの別の一つが、前記閉じた位置から前記トラップドアを解放するように機能するトラップドア解除ボタンを含むことを特徴とする装置。
  5. 請求項に記載の装置において、
    バッテリイジェクトアセンブリをさらに含み、前記バッテリイジェクトアセンブリは、前記無菌シール可能なバッテリ保持区画の内部への選択的なアクセスのために、閉じた位置と、開いた位置との間で移動するように機能する外科ハンドルトラップドアを含み、
    前記トラップドアは、
    前記相互接続された複数の側壁部のうちの第1側壁部の底部に回動可能に取り付けられた第1回動端部と、
    前記閉じた位置において、前記相互接続された複数の側壁部のうちの第2側壁部と固定的に係合するように機能する、前記第1回動端部と反対側の第2端部とを備え、
    前記バッテリイジェクトアセンブリはさらに、
    前記トラップドアの第1回動端部にある第1フランジと、
    前記バッテリの底部から延出する第2フランジと、
    前記第2側壁部に取り付けられたトラップドア解除ボタンであって、前記第2側壁部との係合から前記トラップドアの第2端部を解放して前記トラップドアを前記閉じた位置から前記開いた位置に移動させるように機能するトラップドア解除ボタンとを備え、
    前記閉じた位置から前記トラップドアが解放されるときに、前記第1フランジが、前記第2フランジと相互作用して、前記無菌シール可能なバッテリ保持区画内から前記バッテリを外に押し出すように機能することを特徴とする装置。
  6. 請求項1に記載の装置において、
    前記無菌シール可能なバッテリ保持区画が、前記外科ハンドルのグリップ部として機能することを特徴とする装置。
  7. 請求項1に記載の装置において、
    前記出力無線周波数信号の電圧を制御するように機能する電圧制御アセンブリと、
    前記電圧制御アセンブリに電気的に接続された少なくとも1の電池とをさらに備え、
    前記第1接続部が、前記電圧制御アセンブリに電気的に接続された少なくとも1の導電性供給ポートを含むことを特徴とする装置。
  8. 請求項に記載の装置において、
    前記第2接続部が、前記少なくとも1の導電性供給ポートと電気的に接続されるように機能する少なくとも1の導体を含むことを特徴とする装置。
  9. 請求項に記載の装置において、
    前記少なくとも1の導体が、分電パネルに電気的に接続され、
    前記分電パネルは、前記両極性接点に電気的に接続され、前記分電パネルは、前記少なくとも1の導体が前記少なくとも1の導電性供給ポートに電気的に接続されたときに、前記無線周波数信号を前記両極性接点に提供するように機能することを特徴とする装置。
  10. 請求項1に記載の装置において、
    前記コードレスの無線周波数信号生成アセンブリが、前記バッテリに着脱可能に連結された信号処理サブアセンブリの一部であることを特徴とする装置。
  11. 請求項1に記載の装置において、
    前記外科ハンドルが使い捨てであることを特徴とする装置。
  12. コードレスの焼灼および切断用外科装置であって、
    少なくとも1のモジュール式のバッテリと、外科ハンドルとを備え、
    前記バッテリが、出力無線周波数信号を生成するコードレスの無線周波数信号生成アセンブリと、前記コードレスの無線周波数信号生成アセンブリに電気的に接続された第1接続部とを備え、前記コードレスの無線周波数信号生成アセンブリが、前記第1接続部に無線周波数信号を提供するように機能し、
    前記外科ハンドルが、
    両極性の焼灼および切断用エンドエフェクタを有する第1ハンドル本体部であって、前記エンドエフェクタが、両極性接点を持つ顎部と、それら顎部間に配置された切断ブレードとを有する第1ハンドル本体部と、
    前記第1ハンドル本体部に連結される第2ハンドル本体部であって、前記バッテリを着脱自在に保持するように機能する無菌シール可能なバッテリ保持区画を内部に規定するとともに、前記第1接続部を着脱自在に保持するように機能する第2接続部を有する第2ハンドル本体部とを備え、
    前記第2接続部は、前記第1および第2接続部が互いに着脱可能に固定されるときに前記無線周波数信号を前記両極性接点に提供するために、前記第1接続部を前記両極性接点に電気的に接続し、
    当該コードレスの焼灼および切断用外科装置はさらに、前記バッテリの選択的な交換のために前記外科ハンドルから前記バッテリを排出するように機能するバッテリイジェクトアセンブリを備えることを特徴とする装置。
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