KR101369236B1 - 전자 로크아웃 및 이 전자 로크아웃을 포함하는 외과용기구 - Google Patents
전자 로크아웃 및 이 전자 로크아웃을 포함하는 외과용기구 Download PDFInfo
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Abstract
외과용 절개 및 스테이플 고정 기구가 공개된다. 기구는 엔드 이펙터 및 핸들을 포함한다. 엔드 이펙터는 채널, 채널에 피봇식으로 부착되는 앤빌, 앤빌과 채널 사이에 위치하는 대상물을 절개하기 위한 가동 절개 기구, 및 채널에 의한 제거가능한 수용을 위해 구성되는 스테이플 카트리지를 포함한다. 스테이플 카트리지는 절개 행정 동안 절개 기구에 의해 결합되는 슬레드를 포함한다. 핸들은 주 구동 드라이브 샤프트 조립체를 경유하여 절개 기구를 작동하기 위한 모터를 포함한다. 기구는 스테이플 카트리지의 위치를 기초로 하여 모터 작동의 시작을 가능하게 하기 위한 제 1 인터로크 회로를 추가로 포함한다.
엔드 이펙터, 핸들, 채널, 앤빌, 절개 기구, 스테이플 카트리지, 슬레드
Description
도 1 및 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 외과용 절개 및 고정 기구의 사시도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 설비의 엔드 이펙터 및 샤프트의 분해도.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 엔드 이펙터의 측면도.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기구의 핸들의 분해도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 핸들의 부분 사시도.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 핸들의 측면도.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기구에서 사용되는 회로의 개략도.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸들의 측면도.
도 14 내지 도 22는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 폐쇄 트리거를 로킹하기 위한 다른 메커니즘을 도시한 도면.
도 23a 및 도 23b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기구의 관절 지점에서 채택될 수 있는 유니버설 조인트(u-조인트)를 도시한 도면.
도 24a 및 도 24b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기구의 관절 지점에서 채택될 수 있는 비틀림 케이블을 도시한 도면.
도 25 내지 도 31은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 파워 보조기를 구비한 외과용 절개 및 고정 기구를 도시한 도면.
도 32 내지 도 36은 본 발명의 여전히 또 다른 실시예에 따라서 파워 보조기를 구비한 외과용 절개 및 고정 기구를 도시한 도면.
도 37 내지 도 40은 본 발명의 실시예에 따른 촉감 피드백을 구비한 외과용 절개 및 고정 기구를 도시한 도면.
도 41 및 도 42는 본 발명의 다양한 실시예에 따라서 사용될 수도 있는 비례 센서(proportional sensor)를 도시한 도면.
도 43a 내지 도 44c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 인터로크 회로의 로크아웃 센서 스위치의 설치 배열 및 구성을 도시한 도면.
본 발명은 현재 출원중이고 참조에 의해 본원 발명에 통합되는 다음의 미국 특허 출원에 관한 것이다:
(1) 사용자 피드백 시스템을 구비한 모터 구동식 외과용 절개 및 고정 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 존 엔. 아워커크, 및 제롬 알. 모르간(대리인 도켓 넘버 050519/END5687USNP)
(2) 장전력(loading force) 피드백을 구비한 모터 구동식 외과용 절개 및 고정 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 존 엔. 아워커크, 제롬 알. 모르간, 및 제프리 에스. 쉐이지(대리인 도켓 넘버 050516/END5692USNP)
(3) 촉감 위치 피드백을 구비한 모터 구동식 외과용 절개 및 고정 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 존 엔. 아워커크, 제롬 알. 모르간, 및 제프리 에스. 쉐이지(대리인 도켓 넘버 050515/END5693USNP)
(4) 적응성 사용자 피드백을 구비한 모터 구동식 외과용 절개 및 고정 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 존 엔. 아워커크, 및 제롬 알. 모르간(대리인 도켓 넘버 050513/END5694USNP)
(5) 관절화 가능한 엔드 이펙터(end effector)를 구비한 모터 구동식 외과용 절개 및 고정 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 및 크리스토프 엘. 길럼(대리인 도켓 넘버 050692/END5769USNP)
(6) 기계식 폐쇄 시스템을 구비한 모터 구동식 외과용 절개 및 고정 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 및 크리스토퍼 엘. 길럼(대리인 도켓 넘버 050693/END5771USNP)
(7) 폐쇄 트리거 로킹 메커니즘을 구비한 외과용 절개 및 고정 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 및 케빈 알. 돌(대리인 도켓 넘버 050694/END5771USNP)
(8) 동력화된 외과용 절개 및 고정 기구를 위한 기어링 셀렉터: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 제프리 에스. 쉐이지, 및 유진 엘. 팀퍼만(대리인 도켓 넘버 050697/END5772USNP)
(9) 기록 능력을 가지는 외과용 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 존 엔. 아워커크, 및 유진 엘. 팀퍼만(대리인 도켓 넘버 050698/END5773USNP)
(10) 제거 가능한 배터리를 가지는 외과용 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 케빈 알. 돌, 존 엔. 아워커크, 및 유진 엘. 팀퍼만(대리인 도켓 넘버 050699/END5774USNP)
(11) 샤프트에 대해 관절화하는 핸들을 구비한 내시경적 외과용 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 제프리 에스. 쉐이지, 마크 에스. 오티스, 및 레슬리 엠. 후기카와(대리인 도켓 넘버 050701/END5776USNP)
(12) 병렬 폐쇄 및 앤빌 얼라인먼트 부품을 구비한 회전 발사(firing) 및 폐쇄 시스템을 가지는 전자-기계적 외과용 절개 및 고정 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 스테판. 제이. 발레크, 및 유진 엘. 팀퍼만(대리인 도켓 넘버 050702/END5777USNP)
(13) 외과용 절개 및 고정 기구 및 모듈러와 함께 사용하기 위한 조직 로케이터를 구비한 앤빌을 가지는 일회용 스테이플 카트리지 및 이를 위한 엔드 이펙터 시스템: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 미쉘 에스. 크로퍼, 오수나 엠. 베롤, FIS 에스. 크리스프, 제미손 제이. 플로트, 및 유진 엘. 팀퍼만(대리인 도켓 넘버 050703/END5778USNP)
(14) 피드백 시스템을 가지는 외과용 기구: 발명자 : 프레데릭 이. 셀톤 4세, 제롬 알. 모르간, 케빈 알. 돌. 제프리 에스. 쉐이지, 및 유진 엘. 팀퍼만(대리인 도켓 넘버 050705/END5780USNP)
본 발명은 일반적으로 인가된 스테이플 라인들 사이의 조직을 절개하는 동안 스테이플 라인들을 재사용가능한 스테이플 카트리지로부터 조직 안으로 인가하도록 구조 및 구성된 외과용 스테이플링 및 절개 기구에 대한 여러 실시예에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 스테이플 카트리지가 설치되지 않을 때, 또는 부적절하게 설치될 때, 또는 소모될 때, 또는 외과용 스테이플링 및 절개 기구가 안정하거나 및/또는 선택적인 방식으로 스테이플링 및 절개 동작을 실행하기 위한 다른 적절한 상태가 아닐 때, 조직의 절개를 방지하는 동력화된 외과용 스테이플링 및 절개 기구에서 사용하기 위한 전자 인터로크에 관한 것이다. 본 발명은 또한 스테이프링 및 절개 작업이 진행되는 동안 일정 기구 기능의 사용을 금지하는 전자 인터 로크에 관한 것이다.
내시경적 외과용 기구들은 종종 보다 작은 절개가 수술후 회복 시간 및 합병증을 감소시키는 경향이 있기 때문에 전통적인 개구 외과용 기구 이상으로 바람직하다. 결과적으로, 투관침(trocar)의 캐뉼러를 통한 필요한 수술 위치에 원위 엔드 이펙터를 정확하게 배치하는데 적합한 내시경적 수술 범위에 상당한 발전이 있었다. 이러한 원위 엔드 이펙터는 진단 또는 치료 효과를 달성하는 다양한 방식으로 조직을 결합한다(예를 들어, 엔도커터(endocutter), 그래스퍼(grasper), 커터, 스테이플러, 클립 어플라이어, 액서스 디바이스, 약물/유전자 치료 전달 기구, 및 초음파, 무선 주파수(RF), 레이저 등을 사용하는 에너지 기구).
공지된 외과용 스테이플러는, 조직에 길이 방향의 절개부를 만들고 또한 절개부의 양측에 스테이플 라인을 동시에 적용하는 엔드 이펙터를 포함한다. 엔드 이펙터는 한 쌍의 상호 작용 조오(jaw)를 포함하고, 조오는 기구가 내시경적 또는 복강경적 적용을 위하여 의도되면 캐뉼러 통로를 통과할 수 있다. 조오 부재 중 하나 는 적어도 2개의 측방향으로 이격된 조오의 열들을 가지는 스테이플 카트리지를 수용한다. 다른 조오 부재는 카트리지에 있는 스테이플의 열과 정렬된 스테이플 형성 포켓을 가지는 앤빌을 형성한다. 기구는 다수의 웨지(wedge)들을 포함하며, 웨지들은 원위로 구동될 때 스테이플 카트리지에 있는 개구를 통과하고, 앤빌을 향하여 스테이플의 발사를 실행하도록 스테이플을 지지하는 드라이버를 결합한다.
양호하게는, 엔드 이펙터는 외과용 스테이플러와 함께 재사용될 수 있도록 설계된다. 예를 들어, 한 환자는 일련의 절단 및 스테이플링 동작을 필요로 할 수 있다. 특히, 만약 엔드 이펙터가 반복된 동작에 대한 강도 및 신뢰성을 목적으로 제조된다면, 각 동작에 대한 전체 엔드 이펙터를 교체하는 것은 경제적으로 불합리하다. 그 목적을 위해서, 스테이플 카트리지는 통상적으로 임시용으로 구성되어서 외과용 스테이플러의 각 동작 이전에 엔드 이펙터 안으로 설치된다.
내시경적 적용에 적합한 외과용 스테이플러의 한 예가 미국 특허 제5,465,895호에 개시되어 있으며, 이는 별개의 폐쇄 및 발사 작용을 구비한 엔도커터를 개시한다. 이러한 기구를 사용하는 임상의는 발사에 앞서 조직을 위치시키도록 조직위에 조오 부재를 접근시킬 수 있다. 조오 부재들이 적절하게 조직을 파지하는 것을 임상의가 결정하였으면, 임상의는 기구에 따라서 단일 발사 행정 또는 다중 발사 행정을 구비한 외과용 스테이플러를 발사할 수 있다. 외과용 스테이플러를 발사하는 것은 조직을 절개하고 스테이플링한다. 동시적인 절개 및 스테이플링은, 각각으로 단지 절개 및 스테이플링하는 다른 수술 도구를 가지고 이러한 작용을 연속적으로 수행할 때 발생할 수 있는 합병증을 방지한다.
발사 전에 조직에 접근할 수 있는 하나의 특정 이점은, 마주하는 조오들 사이에 포획된 충분한 양의 조직을 포함하는, 절개에 필요한 로케이션이 달성되었던 내시경을 통하여 임상의가 입증할 수 있다는 것이다. 그 밖에, 마주하는 조오들은 서로 너무 가까이 당겨질 수도 있으며, 특히 이것들의 원위 단부들에서 꼬집으므로(pinching), 절개된 조직에서 접근된 스테이플을 형성하지 않는다. 다른 극단적인 예에서, 과잉양의 클램핑된 조직은 발사를 속박하여 불완전하게 할 수도 있다.
조오(jaw)를 폐쇄하고 동시에 절개 및 스테이플링 동작을 실행하는데 필요한 작용력(force-to-fire, FTF)은 상당하기 때문에, 상술한 것과 같은 수동식 절개 및 스테이플링 기구는 필요한 FTF를 발생할 수 없는 자격 없는 사용자에 의해서는 사용될 수 없다. 따라서, FTF를 감소시키기 위하여 동력화된 절개 및 스테이플링 기구가 개발되었다. 이러한 기구들은 통상적으로 절개 및 스테이플링 동작을 실행하기 위한 사용자 발생력을 대체하거나 또는 보충하기에 적당한 모터 또는 다른 작동 메카니즘을 통합한다.
비록, 동력화된 기구들은 많은 장점을 제공하지만, 특정 상태에서 기구의 부적절한 발사 동작을 방지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 소위 스테이플 카트리지를 구비하지 않고 기구를 발사하거나 또는 스테이플 카트리지가 소모된 상태에서 기구를 발사하는 것은 출혈을 최소화하는 동시 스테이플링 없이 조직을 절개하는 결과가 발생한다. 또한, 조오의 적절한 폐쇄없이 기구를 발사하는 것은 허용될 수 없는 절개 및 스테이플링 동작을 유발할 수 있고 및/또는 기구에 대한 기계적인 손 상을 유발할 수 있다. 만약, 조오 부재들이 절개 및 스테이플링 동작이 진행되는 동안 부주의하게 개방될 때에는 유사한 결과가 발생할 수 있다. 부적절한 발사 및 조오 조작을 방지하기 위한 인터로크 형태가 오동작이 개입하지 않게 신뢰성있는 방식으로 달성되는 것이 바람직하다. 또한, 조립체 제조의 용이성을 위하여, 인터로크 형태부는 최소 부품으로 이루어지는 것이 바람직하다. 결과적으로, 상술한 조건 동안 부적절한 발사(즉, 절개 및 스테이플링) 및 조오 조작을 방지하는 동력화된 절개 및 스테이플링 기구들에서 사용하기 위한 전자식 인터로크 형태부에 대한 중요 필요성이 상존한다.
본 발명은 여러 실시예에 따른 외과용 절개 및 스테이플링 기구를 공개한다. 이 기구는 엔드 이펙터 및 핸들을 구비한다. 엔드 이펙터는 채널, 상기 채널에 피봇식으로 부착되는 앤빌, 상기 앤빌과 상기 채널 사이에 위치설정되는 대상물을 절개하기 위한 가동 절개 기구, 및 상기 채널에 의해 제거가능하게 수용되도록 구성된 스테이플 카트리지를 포함한다. 스테이플 카트리지는 절개 행정 동안 절개 기구에 의해서 결합된 슬레드를 포함한다. 핸들은 주 구동 샤프트 조립체를 통해서 상기 절개 기구를 작동시키기 위한 모터를 포함한다. 기구는 상기 스테이플 카트리지의 위치를 기초로 하여 모터 작동의 시작을 가능하게 하는 제 1 인터로크 회로를 추가로 포함한다. 특정 실시예에서, 기구는 상기 절개 기구의 이동 동안 채널에 대한 앤빌의 피봇 운동을 방지하기 위한 제 2 인터로크 회로를 더 포함할 수 있다. 제 2 인터로크 회로는 절개 기구의 이동 동안 채널에 대한 앤빌의 개방을 방지하도록 구성된 전자기계적 액추에이터를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 외과용 절개 및 고정 기 구(10)를 도시한다. 도시된 실시예는 내시경적 기구이며, 일반적으로 본 명세서에 개시된 기구(10)의 실시예들은 내시경적 외과용 절개 및 고정 기구들이다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기구는 복강경적 기구와 같은 비내시경적 외과용 절개 및 고정 기구일 수도 있다는 것을 유의해야 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 외과용 기구(10)는 핸들(6), 샤프트(8), 및 관절 피봇부(14)에서 샤프트(8)에 피봇 가능하게 연결되는 관절 엔드 이펙터(12)를 포함한다. 관절 제어부(16)는 관절 피봇부(14)를 중심으로 엔드 이펙터(12)의 회전을 실행하도록 핸들(6)에 인접하여 제공될 수도 있다. 도시된 실시예에서, 엔드 이펙터(12)는, 비록 다른 실시예에서, 그래스퍼, 커터, 클립 어플라이어, 접근 기구, 약물/유전자 치료 기구 및 초음파, 무선 주파수 또는 레이저 기구 등과 같은 다른 형태의 외과용 기구를 위한 엔드 이펙터와 같은 상이한 형태의 엔드 이펙터(12)들이 사용될 수도 있을지라도, 조직을 클램핑, 절개, 스테이플링하기 위한 엔도커터로서 작용하도록 구성된다.
기구(10)의 핸들(6)은 폐쇄 트리거(18)와 엔드 이펙터(12)를 작동시키기 위한 발사 트리거(20, firing trigger)를 포함할 수도 있다. 상이한 수술 업무에 관련된 엔드 이펙터를 가지는 기구가 상이한 수의 또는 형태의 트리거, 또는 엔드 이펙터(12)를 동작시키기 위한 다른 적절한 제어부들을 포함한다는 것은 자명한 것이다. 엔드 이펙터(12)는 바람직하게 가늘고 긴 샤프트(8)에 의하여 핸들(6)로부터 분리되어 도시되어 있다. 하나의 실시예에서, 임상의 또는 기구(10)의 작업자는 참조에 의해 본 발명에 통합되는 휴일 등에 의해 "관절 엔드 이펙터를 가지는 외과용 기구"라는 명칭으로 2006년 1월 26일 출원되어 계류중인 미국 특허출원 제11/39,020호에 보다 상세하게 기술된 바와 같은 관절 제어부(16)를 이용하는 것에 의하여 샤프트(8)에 관련하여 엔드 이펙터(12)에 관절화할 수도 있다.
엔드 이펙터(12)는 이 예에서 무엇보다도 스테이플 채널(22)과, 앤빌(24)과 같은 피봇 가능하게 전달될 수 있는 클램핑 부재를 포함하고, 이것들은 엔드 이펙터(12)에 클램핑된 조직의 효과적인 스테이플링 및 절개을 보장하는 공간에서 유지된다. 핸들(6)은 피스톨 파지부(26)를 포함하고, 폐쇄 트리거(18)는, 앤빌(24)과 채널(22) 사이에 위치된 조직을 클램핑하도록 엔드 이펙터(12)의 스테이플 채널(22)을 향한 앤빌(24)의 클램핑 또는 폐쇄를 유발하도록 피스톨 파지부(26)를 향하여 임상의에 의해 피봇 가능하게 당겨진다. 발사 트리거(20)는 폐쇄 트리거(18)보다 더 외측에 있다. 폐쇄 트리거(18)가 추후에 기술되는 바와 같이 폐쇄 위치에서 로킹되면, 발사 트리거(20)가 피스톨 파지부(26)를 향하여 약간 회전할 수도 있어서, 발사 트리거(20)는 작업자가 한 손을 사용하여 도달될 수 있다. 그런 다음, 작업자는 엔드 이펙터(12)에서 클램핑된 조직의 스테이플링 및 절개을 유발하도록 피스톨 파지부(26)를 향하여 발사 트리거(20)를 피봇 가능하게 당길 수도 있다. 다른 실시예에서, 예를 들어, 마주하는 조오와 같은 앤빌(24) 이외의 상이한 형태의 클램핑 부재들이 사용될 수 있다.
용어 "근위" 및 "원위"는 기구(10)의 핸들(6)을 파지하는 임상의를 기준으로 하여 본 명세서에 사용되고 있음을 알 것다. 그러므로, 엔드 이펙터(12)는 더 근위측의 핸들(6)에 대해 원위측에 있다. 편의 및 명료성을 위하여, "수직" 및 "수평" 과 같은 공간적인 용어들이 도면을 참조하여 본 명세서에서 사용되는 것을 예상할 수 있다. 그러나, 외과용 기구들은 다양한 정위 및 위치에서 사용되며, 이러한 용어들은 제한 및 절대적인 것으로 의도되지 않는다.
폐쇄 트리거(18)는 먼저 작동될 수도 있다. 임상의가 엔드 이펙터(12)의 위치 선정이 만족되면, 임상의는 피스톨 파지부(26)에 인접한 폐쇄 트리거의 완전 폐쇄, 로킹 위치로 폐쇄 트리거(18)를 다시 당길 수도 있다. 발사 트리거(20)는 그런 다음 작동된다. 발사 트리거(20)는 임상의가 이후에 보다 상세하게 도시되는 바와 같이 압력을 제거할 때 개방 위치(도 1 및 도 2에 도시됨)로 복귀한다. 핸들(6)에 있는 해제 버튼은 눌려졌을 때 로킹된 폐쇄 트리거(18)를 해제할 수도 있다. 해제 버튼은 예를 들어 도 4에 도시된 슬라이드 해제 버튼(160), 및/또는 도 6에 도시된 버튼(172)과 같이 다양한 형태로 실시될 수도 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 엔드 이펙터(12)의 분해도이다. 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 엔드 이펙터(12)는 이전에 언급된 채널(22) 및 앤빌(24)에 더하여, 절개 기구(32), 슬레드(33, sled), 채널(22)에 제거 가능하게 안치된 스테이플 카트리지(34), 및 나선형 스크류 샤프트(36)를 포함할 수도 있다. 절개 기구(32)는 예를 들어 칼일 수 있다. 앤빌(24)은 채널(22)의 근위 단부에 연결된 피봇 지점(25)에서 피봇 가능하게 개방 및 폐쇄된다. 앤빌(24)은 또한 그 근위 단부에 있는 탭(27)을 포함하며, 탭은 앤빌(24)을 개방 및 폐쇄하도록 기계적인 폐쇄 시스템(이후에 기술됨)의 부품으로 삽입된다. 폐쇄 트리거(18)가 작동될 때, 즉 기구(10)의 사용자에 의해 안으로 당겨질 때, 앤빌(24)은 피봇 지점(25)을 중심으로 클램핑 또는 폐쇄 위치로 피봇될 수도 있다. 엔드 이펙터(12)의 클램핑이 충분하면, 작업자는 발사 트리거(20)를 작동시키고, 이후에 보다 상세하게 기술되는 바와 같이, 이러한 것은 칼(32)과 슬레드(33)가 채널(22)을 따라서 길이 방향으로 횡단하도록 하여, 엔드 이펙터(12) 내에서 클램핑된 조직을 절개하도록 한다. 채널(22)을 따르는 슬레드(33)의 움직임은 스테이플 카트리지(34)의 스테이플들을 절개된 조직을 통하여 폐쇄된 앤빌(24)을 향하여 구동시키고, 절개된 조직을 고정하도록 스테이플을 회전시킨다. 다양한 실시예에 있어서, 슬레드(33)는 카트리지(34)의 일체형 부품일 수도 있다. 참조에 의해 본 발명에 통합되는 "E-빔 발사 메커니즘을 통합한 외과용 스테이플링 기구"라는 명칭의 미국 특허 제6,978,921호는 2-행정 절개 및 고정 기구에 관한 상세한 설명을 제공한다. 슬레드(33)는 카트리지(34)의 부분일 수도 있어서, 칼(32)이 절개 작업 후에 후퇴할 때, 슬레드(33)는 후퇴하지 않는다.
비록 본 명세서에 개시된 기구(10)의 실시예들이 절개된 조직을 스테이플링하는 엔드 이펙터(12)를 채택할지라도, 다른 실시예에서, 절개된 조직을 고정 또는 밀봉하기 위하여 다른 기술이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 절개된 조직을 고정하도록 무선 주파수 에너지 또는 접착제들을 사용하는 엔드 이펙터가 또한 사용될 수도 있다. 참조에 의해 본 발명에 통합되는 "전자 수술의 지혈 기구"라는 명칭의 예이트 등의 미국특허 제5,709,680호 및 "오목 및/또는 편심 전극들을 구비한 전자 수술의 지혈 기구"라는 명칭의 예이트 등의 미국특허 제5,688,270호는 절개된 조직을 밀봉하도록 무선 주파수 에너지를 사용하는 내시경적 절개 기구를 개시한다. 또 한, 참조에 의해 본 발명에 통합되는 제롬 알. 모르간 등의 미국특허출원 제11/267,811호 및 프레데릭 이. 셀톤 4세 등의 미국특허출원 제11/267,383호는 절개된 조직을 밀봉하도록 접착제를 사용하는 내시경적 절개 기구를 개시한다. 따라서, 비록 본 명세서의 기술이 이후에 절개/스테이플링 작업 등을 언급할지라도, 이러한 것은 예시적인 실시예이고 제한을 의미하는 것이 아니라는 것을 인식할 것이다. 다른 조직-고정 기술이 또한 사용될 수도 있다.
도 4 및 도 5는 다양한 실시예에 따른 엔드 이펙터(12) 및 샤프트(8)의 분해도이고, 도 6은 측면도이다. 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 샤프트(8)는 근위폐쇄 튜브(40)와, 피봇 링크(44)에 의하여 피봇 가능하게 링크된 원위 폐쇄 튜브(42)를 포함할 수도 있다. 원위 폐쇄 튜브(42)는 개구(45)를 포함하고, 탭(27)은 추후에 기술되는 바와 같이 앤빌(24)을 개방 및 폐쇄하기 위하여 개구로 삽입된다. 근위 척추 튜브(46)가 폐쇄 튜브(40) 내측에 배치될 수도 있다. 베벨 기어 조립체(52)를 통하여 2차(또는 원위) 구동 샤프트(50)와 통하는 주(또는 근위) 회전 구동 샤프트(48)가 근위 척추 튜브(46) 내측에 배치될 수도 있다. 2차 구동 샤프트(50)는 나선형 스크류 샤프트(36)의 근위 구동 기어(56)를 결합하는 구동 기어(54)에 연결된다. 수직 베벨 기어(52b)는 근위 척추 튜브(46)의 원위 단부에 있는 개구에 안치되어 피봇할 수도 있다. 원위 척추 튜브(58)는 2차 구동 샤프트(50)와 구동 기어(54,56)들을 둘러싸도록 사용될 수도 있다. 총체적으로, 주 구동 샤프트(48), 2차 구동 샤프트(50) 및 관절 조립체(예를 들어 베벨 기어 조립체(52a-c)들은 "주 구동 샤프트 조립체"로서 때때로 기술된다.
스테이플 채널(22)의 원위 단부에 위치된 베어링(38)은 나선형 스크류 샤프트(36)를 수용하여, 나선형 스크류 샤프트(36)가 채널(22)에 대해 자유롭게 회전하는 것을 허용한다. 나선형 스크류 샤프트(36)가 칼(32)의 나사 개구(도시되지 않음)를 조정하여서, 샤프트(36)의 회전은 스테이플 채널(22)을 통하여 원위 또는 근위으로(회전 방향에 따라서) 칼(32)을 이동시킨다. 따라서, 주 구동 샤프트(48)가 발사 트리거(20)의 작동에 의하여 회전할 때(이후에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이), 베벨 기어 조립체(52a-c)는 2차 구동 샤프트(50)를 회전시키고, 구동 기어(54,56)의 결합 때문에, 순차적으로 나선형 스크류 샤프트(36)를 회전시키며, 이는 엔드 이펙터 내에 클램핑된 어떠한 조직도 절개하도록 칼 구동 부재(32)를 채널(22)을 따라서 길이 방향으로 횡단시킨다. 슬레드(33)는 예를 들어 플라스틱으로 만들어질 수도 있으며, 경사진 원위 표면을 가질 수도 있다. 슬레드(33)가 채널(22)을 통하여 횡단함으로써, 경사진 전방 표면은 클램핑된 조직을 통하여 앤빌(24)을 향해 스테이플 카트리지에 있는 스테이플을 밀어 올리거나 또는 구동할 수도 있다. 앤빌(24)은 스테이플을 회전시키고, 이러한 것에 의하여 절개된 조직을 스테이플링한다. 칼(32)이 후퇴될 때, 칼(32)과 슬레드(33)는 분리되고, 이러한 것에 의하여 채널(22)의 원위 단부에 슬레드(33)를 남긴다.
절개/스테이플링 작업을 위한 사용자 피드백의 부족 때문에, 일부 의사들은 절개/스테이플링 작업이 단지 버튼을 누르는 것에 의하여 작동되는 모터 구동 엔도커터를 수용하는 것을 대체로 꺼려한다. 대조적으로, 본 발명의 실시예는 엔드 이펙터에 있는 절개 기구의 전개, 힘 및/또는 위치의 사용자 피드백을 구비한 모터 구동 엔도커터를 제공한다.
도 7 내지 도 10은 모터 구동 엔도커터의 예시적인 실시예, 특히 엔드 이펙터에 있는 절개 기구의 전개 및 장전력에 관한 그 핸들을 도시한다. 아울러, 실시예는 기구를 구동시키도록 발사 트리거(20)를 후퇴시에 사용자에 의해 제공되는 힘을 사용한다. 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 핸들(6)은 대체로 핸들(6)의 외부를 형성하도록 함께 맞추어지는 외부 하측편(59,60) 및 외측 상부편(61,62)을 포함한다. 리튬 이온 배터리와 같은 배터리(64)가 핸들(6)의 피스톨 파지부(26)에 제공될 수도 있다. 배터리(64)는 핸들(6)의 피스톨 파지부(26)의 상부 부분에 배치된 모터(65)를 구동시킨다. 다양한 실시예에 따라서, 모터(65)는 대략 5000RPM의 최대 회전속도를 가지는 DC 브러쉬 구동 모터일 수도 있다. 모터(65)는 제 1 베벨 기어(68) 및 제 2 베벨 기어(70)를 포함하는 90° 베벨 기어 조립체(66)일 수 있다. 베벨 기어 조립체(66)는 유성 기어 조립체(72)를 구동시킬 수 있다. 유성 기어 조립체(72)는 구동 샤프트(76)에 연결된 피니언 기어(74)를 포함할 수도 있다. 피니언 기어(74)는 구동 샤프트(82)를 통하여 나선형 기어 드럼(80)을 구동시키는 짝을 이루는(mating) 링 기어(78)를 구동시킬 수도 있다. 링(84)은 나선형 기어 드럼(80)에 나사 결합될 수도 있다. 그러므로, 모터(65)가 회전할 때, 링(84)은 개재되어 있는 베벨 기어 조립체(66), 유성 기어 조립체(72) 및 링 기어(78)에 의하여 나선형 기어 드럼(80)을 따라서 주행하게 된다.
핸들(6)은 또한 발사 트리거(20)가 작업자에 의하여 핸들(6)의 피니언 기어(74)를 향하여 당겨져 엔드 이펙터(12)에 의해 절개/스테이플링 작동을 작동시킬 때를 검출하도록 발사 트리거(20)와 통신하는 모터 구동 센서(110)를 포함할 수도 있다. 센서(110)는 예를 들어 가감(rheostat) 또는 가변 저항기와 같은 비례 센서일 수도 있다. 발사 트리거(20)가 당겨질 때, 센서(110)는 움직임을 검출하여, 공급되는 전압(또는 전력)을 지시하는 전기 신호를 모터(65)에 보낸다. 센서(110)가 가변 저항기 등일 때, 모터(65)의 회전은 대체로 발사 트리거(20)의 움직임 양에 비례한다. 즉, 작업자가 발사 트리거(20)를 약간 당기거나 폐쇄하면, 모터(65)의 회전은 비교적 작다. 발사 트리거(20)가 완전하게 당겨질 때(또는 완전하게 폐쇄된 위치로), 모터(65)의 회전은 그 최대이다. 다시 말하면, 사용자가 발사 트리거(20)를 당기면 당길수록, 보다 많은 모터 전압이 모터(65)에 적용되어 보다 큰 회전 속도를 유발한다.
핸들(6)은 발사 트리거(20)의 상부 부분에 인접한 중간 핸들편(104)을 포함한다. 핸들(6)은 또한 중간 핸들편(104)에 있는 지주(post)들과 발사 트리거(20) 사이에 연결되는 편향 스프링(112)을 포함할 수도 있다. 편향 스프링(112)은 발사 트리거(20)를 발사 트리거의 완전 개방 위치로 편향시킨다. 이러한 방식으로, 작업자가 발사 트리거(20)를 해제할 때, 편향 스프링(112)은 그 개방 위치로 발사 트리거(20)를 당기게 되는 것에 의하여, 센서(110)의 작동을 제거하여, 모터(65)의 동작을 정지시킨다. 더욱이, 편향 스프링(112)에 의하여, 사용자는 언제라도 발사 트리거(20)를 폐쇄하고, 사용자는 폐쇄 작업에 대한 저항을 체험하게 되어서, 모터(65)에 의해 발휘되는 회전양에 대한 피드백이 사용자에게 제공된다. 아울러, 작업자는 센서(110)로부터 힘을 제거하도록 발사 트리거(20)를 후퇴시키는 것을 중지 하여, 모터(65)를 정지시킨다. 이러한 것으로서, 사용자는 엔드 이펙터(12)의 전개를 중지하여, 작업자에게 절개/고정 작업의 제어 조치를 제공한다.
나선형 기어 드럼(80)의 원위 단부는 피니언 기어(124)와 맞물리는 링 기어(122)를 구동시키는 원위 구동 샤프트(20)를 포함한다. 피니언 기어(124)는 주 구동 샤프트 조립체의 주 구동 샤프트(48)에 연결된다. 이러한 방식으로, 모터(65)의 회전은 주 구동 샤프트 조립체가 회전하도록 하고, 이러한 것은 상기된 바와 같은 엔드 이펙터(12)의 작동을 유발한다.
나선형 기어 드럼(80)에 나사 결합된 링(84)은 슬롯 암(90)의 슬롯(88) 내에 배치된 지주(86)를 포함한다. 슬롯 암(90)은 핸들 외부 측편(59,60) 사이에 연결되는 피봇핀(96)을 수용하는 개구(92)를 그 반대편 단부에서 가진다. 피봇핀(96)은 또한 발사 트리거(20)에 있는 개구(100) 및 중간 핸들편(104)에 있는 개구(102)를 통하여 배치된다.
아울러, 핸들(6)은 모터 역회전(또는 행정의 종료점) 센서(130) 및 모터 정지(또는 행정의 개시) 센서(142)를 포함할 수도 있다. 다양한 실시예에서, 모터 역회전 센서(130) 나선형 기어 드럼(80)의 원위 단부에 위치된 리미트 스위치일 수 있어서, 나선형 기어 드럼(80)에 나사 결합된 링(84)은 링(84)이 나선형 기어 드럼(80)의 원위 단부에 도달할 때 모터 역회전 센서(130)에 접촉하여 걸린다. 모터 역회전 센서(130)는 활성화될 때 그 회전 방향을 반전시키도록 신호를 모터(65)에 보내어, 절개 작업 후에 엔드 이펙터(12)의 칼(32)을 회수한다.
모터 정지 센서(142)는 예를 들어 통상 폐쇄된 리미트 스위치일 수도 있다. 다양한 실시예에 있어서, 이것은 나선형 기어 드럼(80)의 근위 단부에 위치될 수 있어서, 링(84)이 나선형 기어 드럼(80)의 근위 단부에 도달할 때, 링(84)은 스위치(142)에 걸린다.
작업에 있어서, 기구(10)의 작업자가 발사 트리거(20)를 다시 당길 때, 센서(110)는 발사 트리거(20)의 전개를 검출하여, 예를 들어, 작업자가 발사 트리거(20)를 어떻게 다시 강력하게 당기는 가에 비례하는 속도로 모터(65)의 정방향 회전을 유발하도록 모터(65)에 신호를 보낸다. 모터(65)의 정방향 회전은 순차적으로 유성 기어 조립체(72)의 원위 단부에 있는 링 기어(78)를 회전시켜, 나선형 기어 드럼(80)을 회전시키고, 또한 나선형 기어 드럼(80)에 나사 결합된 링(84)을 나선형 기어 드럼(80)을 따라서 원위로 주행시킨다. 나선형 기어 드럼(80)의 회전은 또한 상기된 바와 같이 주 구동 샤프트 조립체를 구동시키고, 이는 순차적으로 엔드 이펙터(12)에 있는 칼(32)의 전개를 유발한다. 즉, 칼(32)과 슬레드(33)는 길이 방향으로 채널(22)을 횡단하는 것에 의하여, 엔드 이펙터(12)에 클램핑된 조직을 절개한다. 또한, 엔드 이펙터(12)의 스테이플링 작업은 스테이플링 형태의 엔드 이펙터가 사용되는 실시예에서 발생된다.
엔드 이펙터(12)의 절개/스테이플링 작업이 종료될 때까지, 나선형 기어 드럼(80)에 있는 링(84)은 나선형 기어 드럼(80)의 원위 단부에 도달하게 되어, 모터 역회전 센서(130)를 걸리게 하며, 이러한 것은 그 회전을 역전하도록 모터(65)에 신호를 보낸다. 이러한 것은 순차적으로 칼(32)을 후퇴시키고, 또한 나선형 기어 드럼(80)에 있는 링(84)을 나선형 기어 드럼(80)의 근위 단부로 다시 이동시킨다.
중간 핸들편(104)은 도 8 및 도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이 슬롯 암(90)을 결합하는 배면측 어깨부(106)를 포함한다. 중간 핸들편(104)은 또한 발사 트리거(20)를 결합하는 전진 운동 스토퍼(107)를 가진다. 슬롯 암(90)의 움직임은 상기된 바와 같이 모터(65)의 회전에 의하여 제어된다. 슬롯 암(90)이 반시계 방향으로 회전할 때, 링(84)이 나선형 기어 드럼(80)의 근위 단부로부터 원위 단부로 주행함으로써, 중간 핸들편(104)은 반시계 방향으로 회전하도록 자유롭게 된다. 그러므로, 사용자가 발사 트리거(20)를 당김으로써, 발사 트리거(20)는 중간 핸들편(104)에 있는 전진 운동 스토퍼(107)를 결합하게 되어, 중간 핸들편(104)을 반시계 방향으로 회전시킨다. 그러나, 배면측 어깨부(106)가 슬롯 암(90)을 결합하는 것으로 인하여, 중간 핸들편(104)은 단지 슬롯 암(90)이 허용하는 만큼만 반시계 방향으로 회전할 수 있게 된다. 이러한 방식으로, 모터(65)가 동일한 이유로 회전을 정지하여야만 하면, 슬롯 암(90)은 회전이 중지되고, 중간 핸들편(104)이 슬롯 암(90)으로 인하여 반시계 방향으로 회전하는 것이 자유롭지 못하기 때문에, 사용자는 발사 트리거(20)를 더 당길 수 없다.
도 41 및 도 42는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모터 구동 센서(110)로서 사용될 수도 있는 다양한 센서의 2개의 상태를 도시한다. 센서(110)는 면 부분(280), 제 1 전극(A, 282), 제 2 전극(B, 284) 및 전극(282,284)들 사이의 압축성 유전체 물질(286, 예를 들어 EAP)을 포함할 수 있다. 센서(110)는 후퇴될 때 면 부분(280)이 발사 트리거(20)를 접촉하도록 위치될 수 있다. 따라서, 발사 트리거(20)가 후퇴될 때, 도 42에 도시된 바와 같이 유전체 물질(286)이 압축되어서, 전극(282,284)들은 서로 가깝게 된다. 전극(282,284)들 사이의 거리(b)가 전극(282,284)들 사이의 임피던스와 직접적으로 관계되기 때문에, 거리가 멀수록 임피던스가 크고, 거리가 가까울수록 임피던스가 작게 된다. 이러한 방식으로, 발사 트리거(20)의 후퇴로 인하여 유전체 물질(286)이 압축되는 양(도 42에서 힘"F"로서 도시됨)은 전극(282,284)들 사이의 임피던스에 비례하고, 이는 모터(65)를 비례적으로 제어하도록 사용될 수 있다.
폐쇄 트리거(18)를 후퇴시키는 것에 의하여 엔드 이펙터(12)의 앤빌(24)을 폐쇄하기(또는 클램핑하기) 위한 예시적인 폐쇄 시스템의 부품들이 또한 도 7 내지 도 10에 도시되어 있다. 예시된 실시예에서, 폐쇄 시스템은 폐쇄 트리거(18)와 요크(250)에서 정렬된 개구들을 통하여 삽입되는 핀(251)에 의하여 폐쇄 트리거(18)에 연결되는 요크(250)를 포함한다. 폐쇄 트리거(18)가 이를 중심으로 피봇하는 피봇핀(252)은 폐쇄 트리거(18)에 있는 편심된 다른 개구를 통하여 삽입되고, 핀(251)은 상기 개구로부터 폐쇄 트리거(18)를 통해 삽입된다. 그러므로, 폐쇄 트리거(18)의 후퇴는 폐쇄 트리거(18)의 상부 부분을 반시계 방향으로 회전시키고, 요크(250)는 핀(251)을 경유하여 폐쇄 트리거의 상부 부분에 부착된다. 요크(250)의 원위 단부는 핀(254)을 경유하여 제 1 폐쇄 브래킷(256)에 연결된다. 제 1 폐쇄 브래킷(256)은 제 2 폐쇄 브래킷(258)에 연결된다. 총체적으로, 폐쇄 브래킷(256,258)들은 개구를 한정하고, 근위 폐쇄 튜브(40, 도 4)의 근위 단부가 상기 개구에 안치되어 유지되어서, 폐쇄 브래킷(256,258)들의 길이 방향 움직임은 근위 폐쇄 튜브(40)에 의하여 길이 방향 움직임을 유발한다. 기구(10)는 또한 근위 폐쇄 튜브(40) 내측에 배치된 폐쇄봉(260, closure rod)을 포함한다. 폐쇄봉(260)은 윈도우(261)를 포함할 수 있으며, 예시된 실시예에 있는 외부 하측편(59)과 같은 핸들 외부편중 하나에 있는 지주(263)가 윈도우 내에 배치되어 폐쇄봉(260)을 핸들(6)에 고정적으로 연결한다. 이러한 방식에 있어서, 근위 폐쇄 튜브(40)는 폐쇄봉(260)에 관계하여 길이 방향으로 움직일 수 있다. 폐쇄봉(260)은 또한 원위 칼라(267)를 포함할 수 있으며, 원위 칼라는 근위 척추 튜브(46)에 있는 공동(269)으로 맞추어져서, 캡(271, 도 4 참조)에 의하여 거기에서 유지된다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기구(10)의 전기 회로의 개략도이다. 폐쇄 트리거(closure trigger; 18)를 로킹(locking)한 후, 조작자가 초기에 발사 트리거(firing trigger; 20)를 당길 때, 센서(110)가 작동되어, 센서를 통하여 전류가 흐르는 것을 허용한다. 정상 개방 역전 모터 센서 스위치(130)가 개방되는 경우[엔드 이펙터(end effector) 행정의 말기에 도달하지 않았음을 의미함], 전류는 단일 전극, 쌍투 릴레이(single pole, double throw relay; 132)로 흐른다. 역전 모터 센서 스위치(130)가 폐쇄되지 않았으므로, 릴레이(132)의 코일(134)은 비통전(de-energized)되어서, 릴레이(132)는 비통전 상태에 있게 된다. 전기 회로는 또한 총괄하여 인터로크 회로(137)를 형성하는 로크아웃 센서 스위치(lockout sensor switch; 136a 내지 136d)를 추가로 포함하며, 비통전되었을 때, 모터(65)의 전기적 작동을 시작하기 위하여 전류가 릴레이(132)로부터 인터로크 회로(137)를 통과하여야 한다. 각각의 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)는 대응하는 상태의 각각의 존재 또는 부존재에 응답하여 개방(즉, 비전도) 스위치 상태 또는 폐쇄 (즉, 전도) 스위치 상태를 유지하도록 구성된다. 소정의 대응 상태는, 존재하는 경우 기구(10)가 발사될 때, 불만족스런 절개 및 스테이플 고정(stapling) 작동 및/또는 기구(10)에 대한 손상을 초래할 수 있다. 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)가 반응할 수 있는 상태는 예를 들면 채널(22) 내에 스테이플 카트리지(34)의 부존재, 채널(22) 내에 사용된(예를 들면 이미 발사된) 스테이플 카트리지(34)의 존재, 및 채널(22)에 대한 앤빌(anvil; 24)의 개방(또는 그렇지 않은 경우 불충분한 폐쇄) 위치를 포함한다. 부품 마모와 같은, 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)가 응답할 수 있는 다른 상태는 기구(10)에 의해 발생되는 축적된 개수의 발사 작동을 기초로 하여 추측될 수 있다. 따라서, 소정의 이러한 상태들이 존재하는 경우, 대응하는 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)는 개방 스위치 상태를 유지하여, 모터(65)의 작동을 시작하기 위해 필요한 전류의 통과를 방지한다. 모든 상태가 치유된 후에만, 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)에 의한 전류의 통과가 허용된다. 상술된 상태는 단지 예로서 제공된 것이며 기구(10)의 작동에 불리한 다른 상태에 반응하기 위한 부가 로크아웃 센서 스위치가 제공될 수 있다. 상술된 상태들 중 하나 또는 그 이상이 존재하지 않거나 관련되지 않을 수 있는 실시예에 대해, 로크아웃 센서 스위치의 개수는 설명된 것보다 적을 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 스테이플 카트리지(34)가 채널(22)에 의한 적절한 수용에 대응하는 위치 내에 있을 때 폐쇄된 스위치 상태가 유지되도록 로크아웃 센서 스위치(136a)는 정상 작동 스위치 구성을 이용하여 실시될 수 있다. 스테이플 카트리지(34)가 채널(22) 내에 설치되지 않을 때, 또는 부적절하게 설치될 때 (예를 들면, 오-정렬), 로크아웃 센서 스위치(136a)는 개방 스위치 상태를 유지한다.
사용되지 않은 스테이플 카트리지(34)(즉, 비발사 위치에서 슬레드(sled; 33)를 가지는 스테이플 카트리지(34))가 채널(22) 내에 존재할 때에만, 폐쇄된 스위치 상태가 유지되도록, 로크아웃 센서 스위치(136b)는 정상 작동 스위치 구성을 이용하여 실시될 수 있다. 채널(22) 내에 사용되는 스테이플 카트리지(34)가 나타나면 로크아웃 센서 스위치(136b)가 개방 스위치 상태를 유지하도록 한다.
앤빌(24)이 채널(22)에 대해 폐쇄 위치에 있을 때, 폐쇄된 스위치 상태를 유지하도록, 로크아웃 센서 스위치(136c)는 정상 작동 스위치 구성을 이용하여 실시될 수 있다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 로크아웃 센서 스위치(136c)는 시간 지연 특성에 따라 제어될 수 있으며, 시간 지연 특성에서는 앤빌(24)이 소정 회수 동안 폐쇄된 위치에 있게 된 후에만 폐쇄된 스위치 상태가 유지된다.
기구(10)에 의해 발생되는 발사의 축적된 개수가 소정 개수 보다 적은 경우에만 폐쇄된 스위치 상태가 유지되도록, 로크아웃 센서 스위치(136d)는 정상 폐쇄 스위치 구성을 이용하여 실시될 수 있다. 아래에서 추가로 상세하게 설명되는 바와 같이, 로크아웃 센서 스위치(136d)는 기구에 의해 발생되는 발사 작동의 축적 개수를 나타내는 계수(count)를 유지하고, 소정 개수에 대한 계수를 비교하여, 비교를 기초로 하여 로크아웃 센서 스위치(136d)의 스위치 상태를 제어하기 위해 구성되는 계수기(304)와 소통될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 인터로크 회로(137)는 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)들 중 적어도 하나의 상태를 디스플레이하기 위해 기구(10)의 이용자에게 가시적인 하나 또는 그 이상의 표시기를 포함할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 각각의 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)는 이와 관련된 녹색 LED(139a) 및 적색 LED(139b)를 가질 수 있다. 대응하는 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)가 각각 폐쇄 및 개방 스위치 상태에서 유지될 때 LED(139a 및 139b)가 통전되도록, 인터로크 회로(137)가 구성될 수 있다. 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)는 위에서 설명된 방식으로 LED(139a 및 139b)를 작동하기에 적절한 스위치 구성을 가지는 하나 또는 그 이상의 보조 스위치 접촉부(contact)(도시안됨)를 포함할 수 있다.
도 43a 내지 도 44c에는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 로크아웃 회로(137)의 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)의 장착 장치 및 구성을 도시한다. 도 43a에 도시된 바와 같이, 로크아웃 센서 스위치(136a)는 채널(22)의 내벽 상에 배치되고 내벽으로부터 전기적으로 절연되는 제 1 스위치 접촉부(288a) 및 제 2 스위치 접촉부(288b)를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 스위치 접촉부(288a, 288b)의 각각의 위치는, 스테이플 카트리지(34)가 채널(22)에 의한 적절한 수용에 대응하는 위치에 있을 때, 스테이플 카트리지(34)의 전도성 또는 반(semi)-전도성 부분(290)(스테이플 카트리지(34)의 금속 트레이 부분으로서 예시됨)이 제 1 및 제 2 스위치 접촉부(288a, 288b)가 접촉하여 이 접촉부들 사이에 전도성 경로를 형성하도록 한다. 도 43b에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 스위치 접촉 부(288a, 288b)는 채널(22)에 의해 수용될 때 스테이플 카트리지(34)에 대한 기계적 저항을 최소화하고 스테이플 카트리지의 전도성 부분(290)과의 확실한 전기적 접촉을 가능하게 하기 위한 원형 프로파일을 포함할 수 있다. 전도성 부분(290)은 폐쇄된 스위치 상태에서 로크아웃 센서 스위치(136a)를 유지하도록 작동된다. 비록 스위치 접촉부(288a, 288b)가 채널(22)의 측벽 부분 상에 인접하게 위치하는 것으로 도시되었지만, 각각의 스위치 접촉부(288a, 288b)는 일반적으로 전도성 부재(290)와의 적절한 전기적 접촉이 가능한 채널(22) 내의 임의의 장소에 위치할 수 있다. 또한 로커 센서 스위치(136a)는 선택적으로 종래의 접촉 작동 리미트 스위치를 이용하여 실시될 수 있다. 이러한 실시예에 따라, 채널(22)에 의해 수용될 때, 스테이플 카트리지(34)가 리미트 스위치를 기계적으로 작동하여 폐쇄된 스위치 상태가 유지되도록, 리미트 스위치가 위치할 수 있다. 또한 로크아웃 센서 스위치(136a)는 예를 들면, 자기 리드 리미트 스위치(magnetic reed limit switch) 또는 홀 효과 근접 스위치(Hall effect proximity switch)와 같은 종래의 비접촉 작동 리미트 스위치를 이용하여 실시될 수 있다. 이 같은 실시예에 따라, 스테이플 카트리지(34)가 설치될 때 스테이플 카트리지(34)는 로커아웃 센서 스위치(136a)가 폐쇄된 스위치 상태를 유지하도록 하기에 적절한 자석을 포함할 수 있다.
도 43b에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 로크아웃 센서 스위치(136b)는 채널(22)의 내부 바닥면 상에 장착될 수 있다. 도시된 바와 같은 다양한 실시예에 따라, 로크아웃 센서 스위치(136b)는 선형 운동을 감지하기에 적절한 종래의 설계의 접촉 작동 리미트 스위치를 이용하여 실시될 수 있다. 로크아웃 센서 스위 치(136b)의 배향은 로크아웃 센서 스위치(136b)의 작동 부분이 채널(22)의 바닥 내부면으로부터 상방으로 연장하도록 한다. 사용되지 않은 스테이플 카트리지(34)가 설치될 때, 채널(22)의 바닥면 상의 로크아웃 센서 스위치(136b)의 위치는 슬레드(33)의 바닥 부분이 로크아웃 센서 스위치(136b)를 기계적으로 작동시켜서 폐쇄된 스위치 상태가 이에 의해 유지되도록 한다. 따라서, 사용되지 않은 스테이플 카트리지(34)(즉, 발사되지 않은 위치에 슬레드(33)를 가지는 스테이플 카트리지)는 로크아웃 센서 스위치(136b)를 통한 전류의 통과를 가능하게 한다. 로크아웃 센서 스위치(136b)는 비접촉 작동 스위치(예를 들면, 자기 리드 리미트 스위치 또는 홀 효과 근접 스위치)를 이용하여 대신 실시될 수 있다. 이 같은 실시에 대해, 예를 들면, 슬레드(33)가 발사되지 않은 위치에 존재할 때, 슬레드(33)는 로크아웃 센서 스위치(136b)를 작동하는 자화부를 포함할 수 있다.
도 44a에 도시된 바와 같이, 로크아웃 센서 스위치(136c)는 앤빌(24)의 대응하는 피봇 지점(25)을 결합하기 위해 채널(22)의 원위부에 의해 형성되는 피봇 리세스(296)들 중 하나의 원위부에 인접하여 위치설정된다. 도시된 바와 같은 다양한 실시예에 따라, 로크아웃 센서 스위치(136c)는 선형 운동을 감지하기에 적절한 종래의 설계의 접촉 작동 리미트 스위치를 이용하여 실시될 수 있다. 그러나, 비접촉 작동 리미트 스위치가 대신 이용될 수 있다. 로크아웃 센서 스위치(136c)의 배향은 로크아웃 센서 스위치(136c)의 작동 부분이 대응하는 피봇 리세스(296)의 원위부를 약간 넘어 연장하도록 한다. 앤빌(24)이 채널(22)(도 44a에 도시됨)에 대해 개방 위치에 있을 때, 피봇 지점(25)은 피봇 리세스(296)의 근위 단부에 위치 설정된다. 앤빌(24)의 폐쇄는 피봇 지점(25)이 피봇 리세스(296)의 원위부로 이동하도록 한다. 로크아웃 센서 스위치(136c)의 작동 위치와 피봇 지점(25)의 결과적인 접촉에 의해 로크아웃 센서 스위치(136c)가 폐쇄된 스위치 상태를 유지하도록 하여 로크아웃 센서 스위치(136c)를 통한 전류의 통과를 가능하도록 한다.
도 44b에 도시된 바와 같은 다른 실시예에 따라, 로크아웃 센서 스위치(136c)는 대신 전기 신호에 응답하여 폐쇄된 스위치 상태를 유지하도록 구성될 수 있다. 전기 신호는 아날로그 신호일 수 있으며, 이 아날로그 신호는 예를 들면, 앤빌(24)에 의해 인가되는 클램핑력의 크기를 나타내며 채널(22)의 바닥 내측면 상에 배치되는 힘 센서(298)에 의해 발생된다. 아날로그 신호가 충분히 큰 신호인 경우 앤빌(24)의 폐쇄된 위치가 추측될 수 있다. 따라서, 아날로그 신호는 크기가 비교기 회로에 저장된 소정 한계치를 초과하는 지를 결정하도록 구성된 비교기 회로에 의해 수신될 수 있다. 앤빌(24)의 폐쇄를 표시하는, 한계치가 초과하는 경우, 비교기 회로(141)는 로크아웃 센서 스위치(136c)가 폐쇄된 스위치 상태를 유지하도록 하여, 로크아웃 센서 스위치(136c)를 통한 전류의 통과를 가능하게 한다. 앤빌(24)이 충분히 폐쇄되지 않은 것을 나타내는, 아날로그 신호의 크기가 소정 한계치 보다 작은 경우, 비교기 회로(141)는 로크아웃 센서 스위치(136c)가 개방 스위치 상태를 유지하도록 하여, 로크아웃 센서 스위치(136c)를 통한 전류의 통과를 방지한다. 비록 분리되어 도시되어 있지만, 비교기 회로(141)는 로크아웃 센서 스위치(136c)와 일체로 형성될 수 있어 공통 장치를 형성한다. 또한 비교기 회로(141)에 의해 저장된 소정 한계치는 상이한 절개 및 스테이플 고정 작동을 위해 앤빌(24)의 폐쇄를 표시하는 힘을 반영하기 위해 필요할 때 조정될 수 있다.
소정의 경우, 앤빌(24)의 폐쇄에 후속하는 시간의 기간 동안 발사 작동의 시작을 지연하는 것이 필요하거나 또는 바람직할 수 있다. 예를 들면, 클램핑 작동과 발사 작동 사이의 지연의 도입은 클램핑된 조직의 안정화를 개선하는 기능을 할 수 있다. 따라서, 도 44c를 참조하면, 본 발명의 실시예는 미리 설정된 시간 지연(예를 들면, 12초)을 가지고 앤빌(24)의 시간을 기초로 한 위치에 따라 로크아웃 센서 스위치(136c)의 스위치 상태를 제어하기 위해 구성된 타이머(300)를 포함할 수 있다. 비록 분리되어 도시되어 있지만, 타이머(300)는 로크아웃 센서 스위치(136c)와 일체로 형성되어 공통 장치(예를 들면, 시간 지연 회로(on-delay timer))를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 타이머(300)는 로크아웃 센서 스위치(136c)가 폐쇄된 스위치 상태를 유지하도록 하여 로크아웃 센서 스위치(136c)를 통한 전류의 통과를 가능하게 한다. 도 44a와 동일한 방식으로 구성된 정상 개방 리미트 스위치(302)는 타이머(300)에 연결될 수 있어 앤빌(24)이 채널(22)에 대해 폐쇄된 위치에 있을 때 타이밍(timing)이 시작하도록 한다. 미리 설정된 시간 지연의 만료시, 타이머(300)는 로크아웃 센서 스위치(136)가 폐쇄된 스위치 상태를 유지하도록 하여, 로크아웃 센서 스위치를 통한 전류의 통과를 가능하게 한다. 타이머(300)는 개방 스위치 상태(즉, 앤빌(24)이 개방 위치에 있을 때)로 리미트 스위치(302)의 변화에 응답하여 재 설정될 수 있다. 타이머(300)의 미리설정된 시간 지연은 필요한 대로 선택적으로 조정될 수 있다(예를 들면, 일체형 전위차계 조정을 이용하여).
도 11을 다시 참조하면, 전기 회로는 기구(10)에 의해 수행되는 발사 작동의 축적된 개수를 나타내는 계수를 유지하고 이 계수를 기초로 하여 로크아웃 센서 스위치(136d)의 스위치 상태를 제어하도록 구성된 계수기(304)를 포함할 수 있다. 비록 분리되어 도시되어 있지만, 계수기(304)는 로크아웃 센서 스위치(136d)와 일체로 형성되어 공통 장치를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 계수기(304)는 제공되는 불연속 전기 신호의 변화를 기초로 하여 유지된 계수를 증가시키기 위한 입력부를 가지는 전자 장치로서 실시된다. 기계 입력(예를 들면, 발사 트리거(20)의 수축)을 기초로 한 계수를 유지하기 위해 구성된 기계적 계수기가 대신 이용될 수 있다. 전자 장치로서 실시될 때, 소정의 불연속 신호는 각각의 발사 작동에 대한 한번의 변화가 계수기(304) 입력을 위해 이용될 수 있는 전기 신호에 존재한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 행정 센서(130)의 말기의 작동으로부터 초래되는 불연속 전기 신호가 이용될 수 있다. 유지된 계수가 계수기(304) 내에 저장된 소정 회수 보다 작을 때 폐쇄된 스위치 상태를 유지하도록, 계수기(304)는 로크아웃 센서 스위치(136d)의 스위치 상태를 제어할 수 있다. 유지된 계수가 소정 회수와 동일할 때, 계수기(304)는 로크아웃 센서 스위치(136d)가 개방 스위치 상태를 유지하도록 하여, 로크아웃 센서 스위치(136d)를 통한 전류의 통과를 방지한다. 계수기(304)에 의해 저장된 소정 회수는 원하는 대로 선택적으로 조정될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 계수기(304)는 유지된 계수 또는 소정 회수와 유지된 계수 사이의 차이를 이용자에게 표시하기 위해 기구(10)에 일체로 형성되는, LCD 디스플레이와 같은, 디스플레이(305)와 소통될 수 있다.
로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)가 전체적으로 폐쇄된 스위치 상태를 유지할 때, 단일 전극, 단투 릴레이(138)가 통전된다. 릴레이(138)가 통전될 때, 전류는 릴레이를 통하여, 가변 저항기 센서(110)를 통하여, 그리고 이중 전극, 쌍투 릴레이(140)를 경유하여 모터(65)로 흘러서, 모터(65)에 전류를 공급하고 모터가 전방으로 회전하도록 한다. 일단 통전되면, 릴레이(138)의 출력은 릴레이(132)가 통전될 때까지 통전된 상태로 릴레이(138)를 유지하기 때문에, 하나 또는 그 이상의 인터로크 센서 스위치(136a 내지 136d)가 후속적으로 개방 스위치 상태를 유지하는 경우 조차, 인터로크 회로(137)는 일단 통전되면 모터(65)의 작동을 방지하는 기능을 하지 않는다. 그러나, 다른 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 로크아웃 센서 스위치(136a 내지 136d)가 일단 통전되면 모터(65)의 작동을 유지하기 위하여 폐쇄된 스위치 상태를 유지하도록 로크아웃 회로(137)와 릴레이(138)가 연결되는 것이 필요하거나 바람직할 수 있다.
전방으로의 모터의 회전은 링(84)이 원위로 이동하도록 하여 멈춤 모터 센서 스위치(142)를 부작동시킨다. 스위치(142)가 정상적으로 폐쇄되기 때문에, 솔레노이드(306)가 통전된다. 솔레노이드(306)는 통전될 때, 플런저(도시안됨)가 축방향으로 연장되게 하는 종래의 가압형 솔레노이드일 수 있다. 도 14 내지 도 22와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같이, 플런저의 연장은 수축 위치에서 폐쇄 트리거(18)를 유지하도록 작동시킬 수 있어, 발사 작동을 진행하면서(즉, 스위치(142)가 작동하지 않으면서) 앤빌(24)이 개방되는 것을 방지한다. 솔레노이드(306)의 비통전시, 폐쇄 트리거(18)의 수동 해제가 가능하도록 플런저가 수축된다. 따라서 스위치(142)와 솔레노이드(306)는, 절개 기구(32)의 이동 동안 채널(22)에 대한 앤빌(24)의 피봇 운동을 방지하는 인터로크 회로(307)를 규정한다. 특정 실시예에서, 인터로크 회로(307)는 절개 기구(32)의 이동 동안 채널(22)에 대한 앤빌(24)의 개방을 방지하도록 구성된 전자기계적 액추에이터(예를 들어, 솔레노이드(306))를 포함한다.
엔드 이펙터(12)가 행정의 말기에 도달할 때, 역전 모터 센서(130)가 작동되어, 스위치(130)를 폐쇄하여 릴레이(132)를 통전한다. 이는 릴레이(132)의 통전 상태(도 11에 도시안됨)를 예측하게 하며 릴레이의 통전 상태는 전류가 인터로크 회로(137)와 가변 저항기(110)를 우회하도록 하여, 대신 전류가 정상 폐쇄 이중 전극, 쌍투 릴레이 둘다로, 그리고 역으로 모터(65)로, 그러나 릴레이(140)를 경유하는 방식으로 흘러서, 모터(656)가 회전 방향으로 역전되도록 한다.
멈춤 모터 센서 스위치(142)가 정상적으로 폐쇄되면, 전류는 역으로 릴레이(132)로 흘러서 스위치(142)가 개방될 때까지 릴레이의 통전 상태를 유지한다. 칼(32)이 충분히 수축될 때, 멈춤 모터 센서 스위치(142)가 작동되어, 스위치(142)가 개방되도록 하여, 전력을 모터(65)로부터 제거하여 솔레노이드(306)를 비통전하게 한다.
다른 실시예에서, 비례형 센서(110)가 아닌, 온-오프형 센서가 이용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 모터(65)의 회전 속도는 조작자에 의해 인가되는 전력에 비례하지 않는다. 차라리, 모터(65)는 일반적으로 일정 속도로 회전한다. 그러나 발사 트리거(20)가 기어 구동 트레인으로 기어 연결되기 때문에 조작자는 전력 피드백을 경험하게 된다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 전력 보조 모터 구동식 엔도커터(endocutter)의 핸들(6)의 측면도이다. 도 12의 실시예에서 나선형 기어 드럼(80) 상에 나사결합되는 링(84)으로 연결되는 슬롯형 암(90)이 없는 것을 제외하고 도 12의 실시예는 도 7 내지 도 10의 도면의 실시예와 유사하다. 대신, 도 12 의 실시예에서, 링(84)이 나선형 기어 드럼(80) 상에서 아래(및 후방으로)로 전진할 때 링(84)과 함께 이동하는 센서 부분(114)을 포함한다. 센서 부분(114)은 노치(116)를 포함한다. 역전 모터 센서(130)는 노치(116)의 원위부에 위치할 수 있으며 멈춤 모터 센서(142)는 노치(116)의 선단부에 위치할 수 있다. 링(84)이 나선형 기어 드럼(80) 아래로(및 후방으로) 이동할 때, 센서 부분(114)은 링과 함께 이동한다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 중간 부재(104)는 노치(116) 내로 연장하는 암(118)을 가질 수 있다.
작동 중, 기구(10)의 조작자가 피스톨 파지부(26)를 향하여 발사 트리거(20)를 수축할 때, 작동 모터 센서(110)는 운동을 감지하여 모터(65)에 전력을 공급하기 위해 신호를 송신하여, 다른 것 중에서, 나선형 기어 드럼(80)을 회전시킨다. 나선형 기어 드럼(80)이 회전할 때, 나선형 기어 드럼(80) 상에 나사 결합된 링(84)이 전진한다(또는 회전에 따라, 수축한다). 또한, 발사 트리거(20)의 내측으로의 당김에 의해, 중간 부재(104)는 발사 트리거(20)와 결합하는 전방 운동 멈추개(107)에 의해 발사 트리거(20)와 함께 시계 반대 방향으로 회전시킨다. 암(118)이 노치(116) 내에 배치되어 머무르도록, 중간 부재(104)의 시계 반대 방향 회전은 암(118)을 링(84)의 센서 부분(114)과 함께 시계 반대 방향으로 회전시킨다. 링(84)이 나선형 기어 드럼(80)의 원위부에 도달할 때, 암(118)이 접촉하여 역전 모터 센서(130)를 시동시킨다. 유사하게, 링(84)이 나선형 기어 드럼(80)의 근위 단부에 도달할 때, 암(118)이 접촉하여 멈춤 모터 센서(142)를 시동시킨다. 이러한 작동은 각각 상술된 바와 같이, 모터(65)를 역전시켜 정지시킬 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 전력 보조 모터 구동식 엔도커터의 핸들(6)의 측면도이다. 도 13의 실시에는 도 13의 실시예에서 암(90)에 슬롯이 없다는 점을 제외하고 도 7 내지 도 10의 실시예와 유사하다. 대신, 나선형 기어 드럼(80) 상에 나사 결합된 링(84)은 수직 채널(126)을 포함한다. 슬롯 대신, 암(90)은 채널(126) 내에 배치되는 포스트(128)를 포함한다. 나선형 기어 드럼(80)이 회전할 때, 나선형 기어 드럼(80) 상에 나사 결합된 링(84)은 전진한다(또는 회전에 따라 수축한다). 도 13에 도시된 바와 같이, 채널(126) 내에 배치되는 포스트(128)에 의해 링(84)이 전진할 때 암(90)은 시계 반대 방향으로 회전한다.
상술된 바와 같이, 2 행정 모터 구동식 기구를 이용하여, 조작자는 먼저 폐쇄 트리거(18)를 후방으로 당겨서 로킹한다. 도 14 및 도 15는 폐쇄 트리거(18)를 핸들(6)의 피스톨 파지부(26)로 로킹하는 방법의 일 실시예를 보여준다. 도시된 실시에에서, 피스톨 파지부(26)는 비틀림 스프링(152)에 의해 피봇 지점(151)에 대해 시계 반대 방향으로 회전하도록 편향되는 후크(150)를 포함한다. 또한, 폐쇄 트리거(18)는 폐쇄 바아(154)를 포함한다. 조작자가 폐쇄 트리거(18)를 당길 때, 폐쇄 바아(154)는 후크(150)의 경사진 부분(156)과 결합하여, 폐쇄 트리거(18)를 제 위치에 로킹하는, 폐쇄 바아(154)가 후크(150)의 리세스형 노치(158)로 경사진 부분(156)을 완전히 통과할 때까지 상방(또는 도 14 내지 도 15에서 시계 방향)으로 후크(150)를 회전시킨다. 조작자는 피스톨 파지부(26)의 대향 측부 또는 후방 상에 슬라이드 버튼 해제부(160) 상에서 하방으로 가압함으로써 폐쇄 트리거(18)를 해제할 수 있다. 슬라이드 버튼 해제부(160)를 하방으로 가압함으로써 후크(150) 가 시계 방향으로 회전하여, 폐쇄 바아(154)가 리세스형 노치(158)로부터 해제된다. 발사 작동이 진행 되는 동안, 앤빌(24)이 불가피하게 개방되는 것을 방지하기 위하여, 통전될 때 솔레노이드(306)의 플런저(308)가 슬라이드 버튼 해제부(160)의 대응 개구(163)내로 수용되도록, 솔레노이드(306)는 피스톤 파지부(26) 내에 위치설정될 수 있다. 따라서, 플런저(308)가 발사 작동에 의해 개구(163)로부터 수축될 때까지 슬라이드 버튼 해제부(160)의 조작이 방지되도록 슬라이드 버튼 해제부(160)가 제위치에 로킹된다.
도 16은 다양한 실시예에 따라 또 다른 폐쇄 트리거 로킹 메카니즘을 보여준다. 도 16의 실시예에서, 폐쇄 트리거(18)는 화살 머리 부분(161)을 가지는 웨지(160)를 포함한다. 화살 머리 부분(161)은 판 스프링(162)에 의해 하방으로(또는 시계 방향으로) 편향된다. 웨지(160) 및 판 스프링(162)은 예를 들면 성형 플라스틱으로 제조될 수 있다. 폐쇄 트리거(18)가 수축되면, 화살 머리 부분(161)이 핸들(6)의 피스톨 파지부(26) 내의 개구(164)를 통하여 삽입된다. 화살 머리 부분(161)의 하부 챔퍼형 표면(161)은 개구(164)의 하부 측벽(168)과 결합되어, 화살 머리 부분(161)을 시계 반대 방향으로 강제로 회전시킨다. 결국 하부 챔퍼형 표면(166)은 하부 측벽(168)을 완전히 통과하여, 화살 머리 부분(161) 상의 시계 반대 방향 힘을 제거하여, 하부 측벽(168)을 화살 머리 부분(161) 뒤의 노치(170) 내의 로킹 위치 내로 미끄러지도록 한다.
폐쇄 트리거(18)를 로킹하지 않기 위해, 이용자는 폐쇄 트리거(18)의 마주하는 측부 상의 버튼(172)을 하방으로 가압하여, 화살 머리 부분(161)이 시계 반대 방향으로 회전하도록 하여 화살 머리 부분(161)이 개구(164)로부터 미끄러지도록 한다. 발사 작동이 진행되는 동안 앤빌(24)이 불가피하게 개방되는 것을 방지하기 위해, 솔레노이드(306)는 피스톨 파지부(26) 내에 위치설정될 수 있어 통전될 때 솔레노이드(306)의 플런저(308)가 화살 머리 부분(161)에 의해 형성된 대응하는 개구(173) 내로 수용된다. 개구(173) 내로 수용될 때, 플런저(308)는 화살 머리 부분(161)의 시계 반대 방향 회전을 방지하도록 작동된다. 따라서, 이용자에 의한 버튼(172)의 불가피한 조작은 플런저(308)가 발사 작동에 의해 개구(173)로부터 수축될 때까지 이용자에 의해 방지된다.
도 17 내지 도 22는 본 발명에 따른 폐쇄 트리거 로킹 메카니즘을 도시한다. 이 실시예에 도시된 바와 같이, 폐쇄 트리거(18)는 측방향 핀(178)이 연장하는 가요성 종방향 암(176)을 포함한다. 암(176 및 178)은 예를 들면 성형 플라스틱으로 제조될 수 있다. 핸들(6)의 피스톨 파지부(26)는 측방향 연장 웨지(182)가 배치되는 개구(180)를 포함한다. 폐쇄 트리거(18)가 수축될 때, 핀(178)은 웨지(182)와 결합하고, 핀(178)은 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 웨지(182)의 하부면(184)에 의해 하방으로 가압된다(즉, 암(176)이 시계 방향으로 회전한다). 핀(178)이 하부면(184)을 완전히 통과할 때, 암(176) 상의 시계 방향 힘이 제거되고, 핀(178)은 시계 반대 방향으로 회전하여 핀(178)이 도 19에 도시된 바와 같이, 웨지(182) 뒤의 노치(186) 내에 놓이게 되어, 폐쇄 트리거(18)가 로킹된다. 핀(178)은 또한 웨지(184)로부터 연장하는 가요성 멈추개(188)에 의해 로킹 위치에서 제 위치에 유지된다.
폐쇄 트리거(18)를 로킹하지 않기 위해, 조작자는 폐쇄 트리거(18)를 추가로 압착하여, 핀(178)이 개구(180)의 경사진 후방벽(190)과 결합하도록 하여, 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이 핀(178)을 가요성 멈추개(188)를 지나 상방으로 가압한다. 폐쇄 트리거(18)가 도 22에 도시된 바와 같이 피스톨 파지부(26)로 더 이상 로킹되지 않도록 핀(178)은 개구(180) 내의 상부 채널(192)로부터 자유롭게 이동한다. 발사 작동이 진행되는 동안 앤빌(24)이 불가피하게 개방되는 것을 방지하기 위하여, 통전될 때 솔레노이드(306)의 플런저(308)가 상부 채널(192) 내로 수용되도록, 솔레노이드(306)가 피스톨 파지부(26) 내에 위치설정될 수 있다. 상부 채널(192) 내로 수용될 때, 플런저(308)는 상부채널을 통한 핀(178)의 통과를 방지하도록 작동된다. 따라서, 플런저(308)가 발사 작동에 의해 상부 채널(192)로부터 수축될 때까지, 폐쇄 트리거(18)의 언로킹(unlocking)이 방지된다.
도 23a 내지 도 23b는 유니버설 조인트("u-조인트")(195)를 보여준다. u-조인트(195)의 제 2 부재(195-2)는 제 1 부재(195-1)가 놓이는 수평면 내에서 회전한다. 도 23A는 선형(180˚) 배향의 u-조인트(195)를 보여주며 도 23B는 약 150˚ 배향의 u-조인트(195)를 보여준다. u-조인트(195)는 엔드 이펙터(12)를 관절식으로 작동하도록 주 구동 샤프트 조립체의 분절 지점(14)에서의 베벨 기어(52a 내지 52c) (예를 들면, 도 4 참조)대신 이용될 수 있다. 도 24A 내지 도 24B는 엔드 이펙터(12)의 관절식 작동을 실현하기 위해 u-포인트(195) 및 베벨 기어(52a 내지 52c) 둘다 대신 이용될 수 있는 비틀림 케이블(197)을 보여준다.
도 25 내지 도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 보조부를 구비한 모 터 구동식, 2행정 외과용 절개 및 고정 기구(10)의 또 다른 실시예를 보여준다. 도 25 내지 도 31의 실시예는 나선형 기어 드럼(80) 대신 도 25 내지 도 31의 실시예는 선택적인 기어 구동 조립체를 포함한다는 점을 제외하고 도 6 내지 도 10의 실시예와 유사하다. 도 25 내지 도 31의 실시예는 프레임(201) 내에 배치되는 다수의 기어를 포함하며 이 기어는 구동 샤프트(48)의 근위 단부에서 유성 기어(72)와 피니언 기어(124) 사이에 연결된다. 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 기어 박스 조립체(200)는 엔드 이펙터(12)의 배치 및 로딩력에 대해 발사 트리거(20)를 경유하여 이용자에게 피드백을 제공한다. 또한, 이용자는 동력을 기어 박스 조립체(200)를 경유하여 시스템으로 제공할 수 있어 엔드 이펙터(12)의 전개를 보조한다. 이러한 의미에서, 상술된 실시예처럼, 도 25 내지 도 31의 실시예는 절개 기구(32)에 의해 경험되는 로딩 력에 대해 이용자에게 피드백을 제공하는 또 다른 전력 보조, 모터 구동식 기구(10)이다.
도시된 실시예에서, 발사 트리거(20)는 두 개의 부재, 주 몸체 부분(202) 및 강화 부분(204)을 포함한다. 주 몸체 부분(202)은 예를 들면 플라스틱으로 제조되며, 강화 부분(204)은 금속과 같은, 높은 강성 재료로 제조될 수 있다. 도시된 실시예에서, 강화 부분(204)은 주 몸체 부분(202)에 인접하지만, 또 다른 실시예에 따라, 강화 부분(204)은 주 몸체 부분(202) 내부에 배치될 수 있다. 피봇 핀(207)은 발사 트리거 부재(202, 204) 내의 개구를 통하여 삽입되며 발사 트리거(20)가 회전하는 지점이 될 수 있다. 또한, 스프링(222)은 발사 트리거(20)를 시계 반대 방향으로 회전하도록 편향시킬 수 있다. 스프링(222)은 발사 트리거(20)의 부재 들(202, 204)에 연결되는 핀(224)으로 연결되는 원위부를 가질 수 있다. 스프링(222)의 근위 단부는 핸들 외부 하부 측면 부재(59, 60)들 중 하나로 연결될 수 있다.
도시된 실시예에서, 주 몸체 부분(202) 및 강화 부분(204) 둘다 이들의 상단부에서 기어 부분(206, 208)(각각)을 포함한다. 기어 부분(206, 208)은 아래에서 설명되는 바와 같이 기어 박스 조립체(200) 내의 기어와 결합하여 주 구동 샤프트 조립체를 구동시키고 엔드 이펙터(12)의 전개에 관해 이용자에게 피드백을 제공한다.
기어 박스 조립체(200)는 도시된 실시예에서 도시된 바와 같이 6개의 기어를 포함할 수 있다. 기어 박스 조립체(200)의 제 1 기어(210)는 발사 트리거(20)의 기어 부분(206, 208)과 결합한다. 또한, 제 1 기어(210)는 소형 제 2 기어(212)와 결합하고, 소형 제 2 기어(212)는 대형 제 3 기어(214)와 공동 축을 가진다. 제 3 기어(214)는 소형 제 4 기어(216)와 결합하며, 소형 제 4 기어(216)는 제 5 기어(218)와 공동 축을 가진다. 제 5 기어(218)는 90˚ 베벨 기어이며 이 베벨 기어는 주 구동 샤프트(48)를 구동하는 피니언 기어(124)에 연결되는 정합 90˚ 베벨 기어(도 31에 가장 잘 도시됨)와 결합한다.
작동 중, 이용자가 발사 트리거(20)를 수축할 때, 조작자가 발사 트리거(20)를 수축하는 정도 또는 힘에 비례하는 속도로 회전하도록 모터(65)에 신호를 제공할 수 있는, 작동 모터 센서(도시안됨)가 작동된다. 이는 모터(65)가 센서로부터의 신호에 비례하는 속도로 회전하도록 한다. 센서는 이러한 실시예에 도시되지 않지만, 상술된 바와 같은 작동 모터 센서(11)와 유사하다. 센서는 핸들(6)내에 위치하여 발사 트리거(20)가 수축될 때 가압할 수 있도록 한다. 또한, 비례형 센서 대신, 온/오프형 센서가 이용될 수 있다.
모터(65)의 회전에 의해 베벨 기어(66, 70)가 회전하도록 하여, 유성 기어(72)를 회전하도록 하고 구동 샤프트(76)를 경유하여 링 기어(122)를 회전하도록 한다. 링 기어(122)는 주 구동 샤프트(48)에 연결되는 피니언 기어(124)와 맞물린다. 따라서, 피니언 기어(124)의 회전이 주 구동 샤프트(48)를 구동하여, 엔드 이펙터(12)의 절개/스테이플 고정 조작을 작동시킨다.
피니언 기어(124)의 전방 회전은 차례로 베벨 기어(220)를 회전하도록 하여, 기어 박스 조립체(200)의 기어의 나머지에 의해, 제 1 기어(210)를 회전시킨다. 제 1 기어(210)는 발사 트리거(200)의 기어 부분(206, 208)과 결합하여 모터(65)가 엔드 이펙터(12)에 전방 구동을 제공할 때 발사 트리거(20)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 한다(그리고 모터(65)가 엔드 이펙터(12)를 수축하기 위해 역으로 회전할 때 반시계방향으로 회전하도록 한다). 이러한 방식으로, 이용자는 발사 트리거(20) 상의 이용자의 파지에 의해 엔드 이펙터(12)의 배치 및 로딩력과 관련한 피드백을 경험한다. 따라서, 이용자가 발사 트리거(20)를 수축할 때, 조작자는 엔드 이펙터(12)에 의해 경험되는 로딩력에 관련된 저항을 경험하게 된다. 유사하게, 발사 트리거가 원래 위치로 복귀하도록 절개/스테이플 고정 후 조작자가 발사 트리거(20)를 해제할 때, 이용자는 일반적으로 모터(65)의 역전 속도에 비례하는 발사 트리거(20)로부터 시계 방향 회전력을 경험하게 된다.
또한, 본 실시예에서, 이용자는 발사 트리거(20)의 수축을 통하여 주 구동 샤프트 조립체(그리고 이에 따라 엔드 이펙터(12)의 절개/스테이플 고정 작동)를 작동시키기 위해 힘(또는 모터(65)로부터의 힘 대신 또는 부가하여)을 인가할 수 있다는 것에 주목하여야 한다. 즉, 발사 트리거(20)의 수축은 기어 부분(206, 208)이 시계 반대 방향으로 회전하도록 하여, 기어 박스 조립체(200)의 기어가 회전하도록 하여, 피니언 기어(124)가 회전하도록 하여 주 구동 샤프트(48)를 회전시킨다.
비록, 도 25 내지 도 31에는 도시되지 않았지만, 기구(10)는 역전 모터 및 멈춤 모터 센서를 포함할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 역전 모터 및 멈춤 모터 센서는 각각 절개 행정의 말기[칼(32) 및 슬레드(33)의 완전한 전개] 및 수축 작동의 말기[칼(32)의 완전한 수축]를 감지할 수 있다. 도 11과 관련하여 위에서 설명된 회로의 유사한 회로는 모터(65)에 적절하게 전력을 공급하기 위하여 이용될 수 있다.
도 32 내지 도 36은 또 다른 실시예에 따른 전력 보조부를 구비한 2 행정, 모터 구동식 외과용 절개 및 고정 기구(10)가 도시된다. 도 32 내지 도 36의 실시예는 도 32 내지 도 36의 실시예에서, 발사 트리거(20)가 하부(228) 및 상부(230)를 포함하는 것을 제외하고 도 25 내지 도 31의 실시예와 유사하다. 양 부분(228, 230)은 각각의 부분(228, 230)을 통하여 배치되는 피봇 핀(207)에 연결되어 피봇 핀에 대해 피봇된다. 상부(230)는 기어 박스 조립체(200)의 제 1 기어(210)와 결합하는 기어 부분(232)을 포함한다. 스프링(222)은 상부(230)에 연결되어 상부가 시계 방향으로 회전하도록 편향된다. 상부(230)는 또한 발사 트리거(20)의 하부(228)의 상부와 접촉하는 하부 암(234)을 포함하여, 상부(230)가 시계 방향으로 회전할 때 하부(228)도 시계 방향으로 회전하도록 하고, 하부(228)가 시계 반대 방향으로 회전할 때 상부(230)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 한다. 유사하게, 하부(228)는 상부(230)의 하부 쇼울더와 결합하는 회전 멈추개(238)를 포함한다. 이러한 방식으로, 상부(230)가 시계 반대 방향으로 회전할 때 하부(228)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 하고, 하부(228)가 시계 방향으로 회전할 때 상부(230)가 시계 방향으로 회전한다.
도시된 실시예는 또한 다양한 실시예에서 발사 트리거(20)가 수축될 때 조작자에 의해 인가되는 힘에 비례하는 속도로 모터가 회전하도록 하는 모터(65)로 신호를 소통하는 작동 모터 센서(110)를 포함한다. 센서(110)는 예를 들면 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 가감 저항기 또는 소정의 다른 가변 저항 센서일 수 있다. 또한, 기구(10)는 발사 트리거(20)의 상부(230)의 전방면(242)에 의해 접촉될 때 시동되거나 스위칭되는 역전 모터 센서(130)를 포함할 수 있다. 작동될 때, 역전 모터 센서(130)는 방향을 역전시키기 위해 모터(65)에 신호를 송신한다. 또한, 기구(10)는 발사 트리거(2)의 하부(228)에 의해 접촉될 때 시동되거나 작동되는 멈춤 모터 센서(142)를 포함할 수 있다. 작동될 때, 멈춤 모터 센서(142)는 모터(65)의 역전 회전을 중단하도록 신호를 송신한다.
작동 중, 조작자가 폐쇄 트리거(18)를 로킹 위치로 수축할 때, 발사 트리거(20)는 약간 수축하여(본 명세서에서 참조되고 발명의 명칭이 "링크된 랙 전동 장치를 가지는 발사 기구가 결합되는 외과용 스테이플 고정 기구(SURGICAL STAPLING INSTRUMENT INCORPORATING A FIRING MECHANISM HAVING A LINKED RACK TRANSMISSION)"인 스웨이즈(Swayze) 등의 미국 특허 제 6,905,057호를 포함하여, 본 기술분야에서 공개된 메카니즘을 통하여) 도 32 및 도 33에 도시된 바와 같이 이용자가 발사 트리거(20)를 파지하여 절개/스테이플 고정 작동을 시작하도록 한다. 이 때, 도 33에 도시된 바와 같이, 발사 트리거(20)의 상부(230)의 기어부(232)는 기어 박스 조립체(200)의 제 1 기어(210)와 결합하여 이동한다. 다양한 실시예에 따라 조작자가 발사 트리거(20)를 수축할 때, 도 34에 도시된 바와 같이 작동 모터 센서(110)가 시동되기 전에 발사 트리거(20)는 5도와 같은 작은 양 만큼 회전할 수 있다. 센서(110)의 작동은 모터(110)를 조작자에 의해 인가되는 수축력에 비례하는 속도로 전방으로 회전하도록 한다. 모터(65)의 전방 회전은 위에서 설명된 바와 같이, 주 구동 샤프트(48)를 회전시켜, 엔드 이펙터(12) 내의 칼(32)이 전개되도록 한다(즉, 채널(22)을 가로지르는 것을 시작한다). 주 구동 샤프트(48)에 연결되는, 피니언 기어(124)의 회전은 기어 박스 조립체(200) 내의 기어(210 내지 220)가 회전하도록 한다. 제 1 기어(210)가 발사 트리거(20)의 상부(230)의 기어 부분(232)과 결합하기 때문에, 상부(230)는 시계 반대 방향으로 회전하도록 하여 하부(228)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 한다.
칼(32)이 완전히 전개될 때(즉, 절개 행정의 말기에서), 상부(230)의 전방면(242)은 시계 반대 방향으로 역전시키기 위해 모터로 신호를 송신하는, 역전 모터 센서(130)를 시동한다. 이는 칼(32)이 수축하도록 주 구동 샤프트 조립체가 회 전 방향을 역전하도록 한다. 주 구동 샤프트 조립체의 역전 회전은 기어 박스 조립체(200) 내의 기어들(210 내지 220)이 방향을 역전하도록 하여, 발사 트리거(20)의 상부(230)가 시계 방향으로 회전하도록 하여, 칼(32)이 완전히 수축될 때 상부(230)의 전방면(242)이 멈춤 모터 센서(142)를 시동 또는 작동할 때까지 발사 트리거(20)의 하부(228)가 시계 방향으로 회전하도록 하여, 모터(65)가 정지되도록 한다. 이러한 방식으로, 이용자는 발사 트리거(20) 상의 이용자의 파지에 의해 엔드 이펙터(12)의 전개에 관한 피드백을 경험하게 된다. 따라서, 이용자가 발사 트리거(20)를 수축할 때, 조작자는 엔드 이펙터(12)의 전개, 및 특히 칼(32)에 의해 경험하는 로딩력에 관련된 저항을 경험하게 된다. 유사하게, 발사 트리거가 원래 위치로 복귀하도록 절개/스테이플 고정 작동 후, 조작자가 발사 트리거(20)를 해제할 때, 이용자는 모터(65)의 역전 속도에 일반적으로 비례하는 발사 트리거(20)로부터의 시계 방향 회전력을 경험하게 된다.
본 실시예에서 이용자는 발사 트리거(20)의 수축을 통하여 주 구동 샤프트 조립체( 및 이에 따라 엔드 이펙터(12)의 절개/스테이플 고정 작동)를 작동하도록 힘(모터(65)로부터의 힘 대신 또는 이 힘에 부가하여)을 인가할 수 있다. 즉, 발사 트리거(20)의 수축은 상부(230)의 기어 부분(232)이 시계 방향으로 회전하도록 하여, 기어 박스 조립체(200)의 기어가 회전하도록 하여, 피니언 기어(124)가 회전하도록 하여 주 구동 샤프트 조립체가 회전하도록 한다.
상술된 실시예는 2행정, 모터 구동식 외과용 절개 및 고정 기구를 위해 적용할 수 있는 제어부(예를 들면, 모터, 기어 구동 트레인 및 엔드 이펙터의 폐쇄 루 프 시스템의 외부에 센서(110, 130, 및 142)를 이용하여)를 구비하거나 구비하지 않은 전력 보조 이용자 피드백 시스템을 적용하였다. 즉, 발사 트리거(20)를 수축하는데 이용자에 의해 인가되는 힘이 모터(65)와 주 드라이브 샤프트(48) 사이에 기어 구동 트레인으로(직접적 또는 간접적으로) 기어 연결되는 발사 트리거(20)에 의해 모터(65)에 의해 인가되는 힘에 추가될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 이용자에게 기어 구동 트레인으로 기어 연결되는 발사 트리거(20)를 구비하지 않으면서, 엔드 이펙터(12) 내의 칼(32)의 위치에 관한 촉각 피드백이 제공될 수 있다. 도 37 내지 도 40은 이러한 촉각 위치 피드백 시스템을 구비한 모터 구동식 외과용 절개 및 고정 기구(10)를 도시한다.
도 37 내지 도 40의 도시된 실시예에서, 발사 트리거(20)는 도 32 내지 도 36에 도시된 기구(10)와 유사한, 하부(228) 및 상부(230)를 가질 수 있다. 그러나, 도 32 내지 도 36과 달리, 상부(230)는 기어 구동 트레인의 부분과 정합하는 기어 부분을 가지지 않는다. 대신, 기구(10)는 기구 내에 나사 결합되는 나선형 봉(266)을 구비한 제 2 모터(265)를 포함한다. 나선형 봉(266)은 회전 방향에 따라, 모터(265)가 회전할 때 모터(265) 내부 및 외부로 종방향으로 왕복한다. 기구(10)는 또한 예를 들면 주 구동 샤프트(48)(또는 주 구동 조립체의 다른 부품)의 증가하는 각도 운동에 대응하는 일련의 디지털 신호로 변환하기 위해 주 구동 샤프트(48)의 회전에 응답하는 인코더(268)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 피니언 기어(124)는 인코더(268)를 연결하는 근위 구동 샤프트(270)를 포함한다.
기구(10)는 또한 제어 회로(도시안됨)를 포함하며, 제어 회로는 인코더(268) 로부터 디지털 신호를 수신하는 마이크로제어기 또는 소정의 다른 타입의 집적 회로를 이용하여 실시될 수 있다. 인코더(268)로부터의 신호를 기초로 하여, 제어 회로는 엔드 이펙터(12) 내의 칼(32)의 전개 단계를 계산할 수 있다. 즉, 제어 회로는 칼(32)이 완전히 전개되었는지, 완전히 수축되었는지, 또는 중간 단계에 있는지를 계산할 수 있다. 엔드 이펙터(12)의 전개 단계의 계산을 기초로 하여, 제어 회로는 제 2 모터(265)에 신호를 송신할 수 있어, 제 2 모터의 회전을 제어하여 나선형 봉(266)의 왕복 운동을 제어한다.
작동 중, 도 37에 도시된 바와 같이, 폐쇄 트리거(18)가 클램핑 위치로 로킹되지 않을 때, 발사 트리거(20)는 핸들(6)의 피스톨 파지부(26)로부터 이격되어 회전하여 발사 트리거(20)의 상부(230)의 전방면(242)이 나선형 봉(266)의 근위 단부와 접촉하지 않는다. 조작자가 폐쇄 트리거(18)를 수축하여 폐쇄 트리거를 클램핑 위치에 로킹할 때, 발사 트리거(20)는 폐쇄 트리거(18)를 향하여 약간 회전하여 조작자가 도 38에 도시된 바와 같이 발사 트리거(20)를 파지할 수 있도록 한다. 이러한 위치에서, 상부(230)의 전방면(242)은 나선형 봉(266)의 근위 단부와 접촉한다.
이때 이용자가 발사 트리거(20)를 수축할 때, 초기 회전 이동(예를 들면, 5도의 회전)후, 작동 모터 센서(110)가 작동되어, 상술된 바와 같이 센서(110)가 모터(65)로 신호를 송신하여 모터가 발사 트리거(20)에 조작자에 의해 인가되는 수축력의 양에 비례하는 전방 속도로 회전하도록 한다. 모터(65)의 전방 회전은 주 구동 샤프트(48)가 기어 구동 트레인을 경유하여 회전하도록 하여, 칼(32) 및 슬레 드(33)가 채널(22) 아래로 이동하도록 하여 엔드 이펙터(12)에 클램핑된 조직을 절개한다. 제어 회로는 주 구동 샤프트 조립체의 증가되는 회전에 대해 인코더(268)로부터 출력 신호를 수용하여 제 2 모터(265)로 신호를 송신하여 제 2 모터(265)를 회전시켜, 나선형 봉(266)을 모터(265) 내로 수축하도록 한다. 이는 발사 트리거(20)의 상부(230)가 시계 반대 방향으로 회전하도록 하여, 발사 트리거의 하부(228)도 시계 반대 방향으로 회전하도록 한다. 이러한 방식으로, 나선형 봉(266)의 왕복 운동이 주 구동 샤프트 조립체의 회전과 관련되기 때문에, 발사 트리거(20)의 조작자의 파지에 의해, 기구(10)의 조작자는 엔드 이펙터(12)의 위치에 관한 촉각 피드백을 경험한다. 그러나, 발사 트리거(20)가 본 실시예에서 기어 구동 트레인으로 기어 연결되지 않기 때문에 조작자에 의해 인가되는 수축력은 주 구동 샤프트 조립체의 구동에 직접 영향을 미치지 않는다.
인코더(268)로부터 출력 신호를 경유하여 주 구동 샤프트의 증가 회전을 탐지하여, 칼(32)이 완전히 전개되었을 때(즉, 완전히 연장되었을 때) 제어 회로는 계산할 수 있다. 이 때, 제어 회로는 모터(65)로 신호를 송신하여 역전 방향으로 칼(32)의 수축을 일으킬 수 있다. 모터(65)의 역전 방향은 주 구동 샤프트 조립체의 회전이, 인코더(268)로도 감지될 수 있는, 방향을 역전시키도록 한다. 인코더(268)에 의해 감지된 역전 회전을 기초로 하여, 제어 회로는 제 2 모터(265)로 신호를 송신하여 제 2 모터가 회전 방향을 역전하도록 하여 나선형 봉(266)이 모터(265)로부터 종방향으로 연장하기 시작한다. 이러한 운동은 발사 트리거(20)의 상부(230)를 시계 방향으로 강제로 회전시켜, 하부(228)가 시계 방향으로 회전하도 록 한다. 이러한 방식으로, 조작자는 발사 트리거(20)로부터 시계 반대 방향 힘을 경험할 수 있어, 엔드 이펙터(12)에서 칼(32)의 수축 위치에 대해 조작자에게 피드백한다. 제어 회로는 칼(32)이 완전히 수축될 때를 결정한다. 이 때, 제어 회로는 신호를 모터(65)로 송신하여 회전을 중단할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 칼(32)의 위치를 결정하는 제어 회로를 가지지 않고, 위에서 설명된 바와 같이 역전 모터 및 멈춤 모터 센서가 이용될 수 있다. 또한, 모터(65)의 회전을 제어하기 위해 비례 센서(110)를 이용하지 않고, 온/오프 스위치 또는 센서가 이용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 조작자는 모터(65)의 회전의 속도를 제어할 수 없다. 차라리, 미리 프로그램된 속도로 회전한다.
본 발명의 다양한 실시예가 외과용 절개 기구와 관련하여 위에서 설명되었다. 그러나, 다른 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 외과용 기구는 외과용 절개 기구일 필요는 없다. 예를 들면, 비절개 내시경 기구, 파지기, 스테이플러, 클립 어플라이어, 액세스 장치, 약품/유전자 치료 전달 장치, 초음파, RF, 레이저 등을 이용하는 에너지 장치일 수 있다.
비록 본 발명의 몇 개의 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예들에 대한 다양한 변형, 개조 및 응용은 본 발명의 일부 또는 모든 장점의 달성과 함께 본 기술분야의 기술자에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 다양한 실시예에 따라, 주어진 기능 또는 기능들을 수행하기 위해 단일 부품이 다중 부품으로 대체될 수 있으며, 다중 부품이 단일 부품으로 대체될 수 있다. 따라서 이러한 적용은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 공개된 발명의 범주 및 사상으로부터 이탈하지 않 으면서 모든 이 같은 변형, 개조 및 응용을 커버할 수 있다.
본 명세서에서 참조되는 어떠한 특허, 공보, 또는 다른 공개물은, 참조되는 재료가 이러한 공개에서 제시되는 현존하는 정의, 진술, 또는 다른 공개물과 충돌하지 않는 정도로만, 전체적으로 또는 부분적으로 본 명세서에서 참조된다. 이와 같이, 그리고 필요한 정도로, 본 명세서에서 명확하게 제시되는 공개가 본 명세서에서 참조되는 어떠한 충돌하는 재료를 대체한다. 본 명세서에서 참조되지만 본 명세서에서 제시되는 현존하는 정의, 진술, 또는 다른 공개물과 충돌되는 임의의 재료, 또는 이 재료의 일 부분은 참조되는 재료 및 현존하는 공개물 사이에서 충돌이 일어나지 않는 정도로만 참조된다.
본 발명에 따른 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구는 부적절한 발사 및 조오 조작을 방지하기 위한 인터로크 형태가 오동작이 개입하지 않게 신뢰성있는 방식으로 달성되고, 부적절한 발사 및 조오 조작을 방지할 수 있다.
Claims (17)
- 채널, 상기 채널에 피봇식으로 부착되는 앤빌, 상기 앤빌과 상기 채널 사이에 위치설정되는 대상물을 절개하기 위한 가동 절개 기구, 및 상기 채널에 의해 제거가능하게 수용되도록 구성되고, 절개 행정 동안 상기 절개 기구에 의해 결합되는 슬레드를 구비한 스테이플 카트리지를 포함하는, 엔드 이펙터와;주 구동 샤프트 조립체를 통해서 상기 절개 기구를 작동시키기 위한 모터를 포함하는 핸들과;상기 스테이플 카트리지의 위치를 기초로 하여 모터 작동의 시작을 가능하게 하는 제 1 인터로크 회로와;상기 절개 기구의 이동 동안 상기 채널에 대한 상기 앤빌의 피봇 운동을 방지하기 위한 제 2 인터로크 회로를 포함하는, 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구.
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- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 인터로크 회로는 상기 절개 기구의 이동 동안 상기 채널에 대한 상기 앤빌의 개방을 방지하도록 구성된 전자기계적 액추에이터를 포함하는, 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 인터로크 회로는 앤빌의 위치, 상기 스테이플 카트리지 내의 상기 슬레드의 위치, 및 상기 기구에 의해 수행되는 작동의 축적 회수 중 하나 이상을 기초로 하여 모터 작동의 시작을 더욱 가능하게 하는, 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 인터로크 회로는,상기 스테이플 카트리지가 상기 채널에 의한 스테이플 카트리지의 수용에 대응하는 위치에 있을 때 제 1 스위치 상태를 유지하도록 구성되는 제 1 스위치;상기 앤빌이 상기 채널에 대해 폐쇄 위치에 있을 때 제 2 스위치 상태를 유지하도록 구성되는 제 2 스위치;상기 슬레드가 상기 스테이플 카트리지 내의 비발사 위치 내에 존재할 때 제 3 스위치 상태를 유지하도록 구성되는 제 3 스위치; 및상기 작동의 축적된 회수가 소정 회수 보다 작을 때 제 4 스위치 상태를 유지하도록 구성되는 제 4 스위치를 포함하며,상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 스위치는, 총괄적으로 유지될 때, 상기 대응하는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 스위치 상태가 모터 작동의 시작을 가능하게 하도록 접속되는, 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 스위치 중 하나 이상이 접촉 작동 스위치 및 비접촉 작동 스위치로부터 선택되는, 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1 스위치는 상기 채널 내에 배치되고 상기 채널로부터 전기적으로 절연되는 제 1 스위치 접촉부 및 제 2 스위치 접촉부를 포함하며, 상기 채널에 의한 상기 스테이플 카트리지의 수용에 대응하는 위치에 있을 때 상기 스테이플 카트리지의 일 부분이 상기 제 1 및 제 2 스위치 접촉부 사이의 전도 경로를 확립하도록, 상기 제 1 및 제 2 스위치 접촉부가 위치설정되는, 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 2 스위치는 상기 앤빌이 상기 채널에 대해 폐쇄 위치에 있을 때 상기 제 2 스위치로 인가되는 기계적 힘의 결과로서 상기 제 2 스위치 상태를 유지하도록 추가로 구성되는, 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 2 스위치는 전기 신호에 응답하여 상기 제 2 스위치 상태를 유지하 도록 추가로 구성되고, 상기 전기 신호는 상기 앤빌이 상기 폐쇄 위치에 있을 때 상기 앤빌에 의해 작용하는 힘을 나타내는, 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 2 스위치는 상기 앤빌이 소정 기간 동안 상기 채널에 대해 상기 폐쇄된 위치에 있게 된 후, 상기 제 2 스위치 상태를 유지하도록 추가로 구성되는, 외과용 절개 및 스테이플 고정 기구.
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