KR20060051039A - 회전 슬립-클러치 전동부를 갖는 다중 스트로크 발사기구를 구비한 수술용 스테이플링 도구 - Google Patents

회전 슬립-클러치 전동부를 갖는 다중 스트로크 발사기구를 구비한 수술용 스테이플링 도구 Download PDF

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마이클 얼 세처
더글라스 비. 호프먼
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에디컨 엔도-서저리 인코포레이티드
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Abstract

내시경(endoscopic) 시술에 특히 적합한 수술용 스테이플링(surgical stapling) 및 절개 도구(severing instrument)는 단부 이펙터(end effector)를 작동시키도록 분리된 폐쇄 및 발사 운동(firing motion)을 생성하는 핸들을 구비한다. 특히, 상기 핸들은 단부 이펙터를 발사(즉, 스테이플링 및 절개)하는데 필요한 요구 힘의 양을 감소시키기 위해 다중 발사 스트로크(multiple firing strokes)를 생성한다.
스테이플링, 절개 도구, 발사 스트로크, 단부 이펙터, 내시경

Description

회전 슬립-클러치 전동부를 갖는 다중 스트로크 발사 기구를 구비한 수술용 스테이플링 도구{SURGICAL STAPLING INSTRUMENT INCORPORATING A MULTISTROKE FIRING MECHANISM HAVING A ROTARY SLIP-CLUTCH TRANSMISSION}
도 1은 개방 단부 이펙터를 갖는 수술용 스테이플링 및 절개 도구의 사시도.
도 2는 도 1의 개방 단부 이펙터의 라인 2-2를 따라 취한 단면의 좌측면도.
도 3은 도 1의 개방 단부 이펙터의 사시도.
도 4는 도 1의 수술용 스테이플링 및 절개 도구의 실행부(implement portion)의 분해 사시도.
도 5는 도 1의 수술용 스테이플링 및 절개 도구의 핸들의 분해 사시도.
도 6은 다중 발사 스트로크를 위한 회전 전동을 포함하는 발사 기구를 노출시키도록 핸들 하우징의 좌측부가 제거된 개방 상태에서의 도 1의 수술용 스테이플링 및 절개 도구의 핸들의 좌측면도.
도 7은 폐쇄 기구 및 백업 방지 특징부(anti-backup feature)를 노출시키도록 핸들부의 우측부가 제거된 도 6의 핸들의 우측면도.
도 8은 도 7의 핸들의 하향 사시도.
도 9는 캠 디스크 내의 캠 로브(lobe) 및 발사 드라이브 웨지를 노출시키도록 폐쇄 트리거(trigger)가 폐쇄되고 발사 트리거가 생략된 도 6의 핸들의 측면도.
도 10은 도 9의 캠 로브 및 발사 드라이브 웨지의 하향 사시도.
도 11은 도 1의 핸들의 회전 전동 발사 기구의 후방 사시도.
도 12는 고형 래크(solid rack)와 접촉하는 백업 방지 진자(pendulum)를 노출시키도록 회전 전동 발사 기구의 소형 아이들러 기어가 생략된 폐쇄 및 발사 상태의 도 6의 핸들의 측면도.
도 13은 좌측 핸들 외피(shell) 및 폐쇄 기구가 생략된, 실행부를 구비한 도 1의 수술용 스테이플링 및 절개 도구용 회전 슬립 클러치를 구비한 대안적인 회전 전동 발사 기구의 사시도.
도 14는 좌측 핸들 외피 및 폐쇄 기구가 생략된, 실행부를 구비한 도 13의 슬립 클러치 회전 전동 발사 기구의 확대 사시도.
도 15는 발사 트리거가 해제될 때 분리된 것으로 도시되고, 가상선(phantom)에 도시된 그 좌측 스퍼(spur) 기어를 구비한 도 13의 회전 전동부 발사 기구의 슬립 클러치 조립체의 상세한 우측면도.
도 16은 발사 트리거가 작동될때 결합된 것으로 도시된, 도 13의 회전 전동 발사 기구의 슬립 클러치 조립체의 상세한 우측면도.
도 17은 좌측 핸들 외피 및 폐쇄 기구가 생략된, 실행부를 구비한 초기의 발사되지 않은 상태의 도 13의 회전 전동 발사 기구의 좌측면도.
도 18은 좌측 핸들 외피 및 폐쇄 기구가 생략된, 실행부를 구비한 제 1 발사 스트로크 이후의 도 13의 회전 전동 발사 기구의 좌측면도.
도 19는 좌측 핸들 외피 및 폐쇄 기구가 생략된, 실행부를 구비한 제 1 발사 스트로크 다음에 발사 트리거가 해제된 이후의 도 13의 회전 전동부 발사 기구의 좌측면도.
도 20은 좌측 핸들 외피 및 폐쇄 기구가 생략된, 실행부를 구비한 제 2 발사 스트로크 이후의 도 13의 회전 전동부 발사 기구의 좌측면도.
본 발명은 2개의 공동-계류 중이고 공동 소유이며(commonly-owned), 2004년 6월 30일자로 제출되고 프레데릭 이. 쉘튼 IV, 마이클 얼 세처, 및 더글라스 비. 호프먼에게 허여된, 제 10/881,105호, 제목 "회전 전동부를 갖는 다중 스트로크 발사 기구를 구비한 수술용 스테이플링 도구"와, 제 10/881,091호, 제목 "회전 전동부를 갖는 불균일 다중 스트로크 발사 기구를 구비한 수술용 스테이플링 도구"에 관한 것이며, 그 잇점을 주장하고, 그 전문이 본원에 참조로서 통합되어 있다.
본 발명은 일반적으로 조직에 스테이플(staple)의 라인을 적용하면서 이들 스테이플 라인 사이에서 조직을 절단하는 것이 가능한 수술용 스테이플러 도구에 관한 것이며, 더 구체적으로는 스테이플러 도구에 관한 개선 및 트리거(trigger)의 다중 스트로크(multiple stoke)를 갖는 발사(firing)를 성취하는 이러한 스테이플러 도구의 다양한 부품을 형성하기 위한 프로세스의 개선에 관한 것이다.
내시경(endoscopic) 수술용 도구는 종종 더 작은 절개부가 수술후 회복 시간 및 합병증(complication)을 감소하는 경향이 있기 때문에 전통적인 절개 수술용 장 치에 비해 바람직하다. 따라서, 상당한 개선이 투관침(trocar)의 캐뉼러(cannula)를 통한 소정의 수술 부위에서의 원위 단부 이펙터(distal end effector)의 정밀한 배치에 적합한 내시경 수술용 도구의 범위로 진행되고 있다. 이들 원위 단부 이펙터는 진단 또는 치료 효과를 성취하기 위해 다수의 방법으로 조직에 결합된다(예를 들면, 내절개기(endocutter), 파지기(grasper), 절개기, 스테이플러, 클립 적용기(clip applier), 접근 장치, 약물/유전자 치료 전달 장치 및 초음파, RF, 레이저 등을 사용하는 에너지 장치).
공지된 수술용 스테이플러는 조직의 종방향 절개를 동시에 수행하고 절개의 대향 부위에 스테이플 라인을 적용하는 단부 이펙터를 포함한다. 단부 이펙터는 도구가 내시경 또는 복강경(laparoscopic) 적용을 위해 의도되는 경우에, 캐뉼러 통로를 통과하는 것이 가능한 한 쌍의 협동 조우(cooperating jaw) 부재를 포함한다. 조우 부재 중 하나는 적어도 두 개의 측방향 이격된 스테이플의 열(rows)을 갖는 스테이플 카트리지(cartridge)를 수납한다. 다른 조우 부재는 카트리지 내의 스테이플의 열과 정렬된 스테이플 형성 포켓을 갖는 앤빌(anvil)을 형성한다. 도구는 원위측으로 구동될 때 스테이플 카트리지의 개구를 통과하고 앤빌을 향한 스테이플의 발사를 실행하도록 스테이플을 지지하는 드라이버에 결합하는 복수의 왕복 웨지(reciprocating wedges)를 포함한다.
내시경 적용에 적합한 수술용 스테이플러의 예는 특유의 폐쇄 및 발사 작용을 유리하게 제공하는 미국 특허 제5,465,895호에 개시되어 있다. 이에 의해, 임상의(clinician)는 발사 전에 조직을 위치 결정하도록 조직 상에 조우 부재를 폐쇄 시키는 것이 가능하다. 조우 부재가 적절하게 조직을 파지한 것을 임상의가 결정하면, 임상의는 단일의 발사 스트로크로 수술용 스테이플러를 발사하여 조직을 절개하고 스테이플링할 수 있다. 동시의 절개(severing) 및 스테이플링은 각각의 단지 절개 또는 스테이플링만을 수행하는 상이한 수술용 도구로 순차적으로 이러한 작용이 수행될 때 발생할 수 있는 합병증(complication)을 회피한다.
발사 전에 조직을 폐쇄하는 것이 가능한 하나의 특정 장점은, 충분한 양의 조직이 대향 조우 사이에 포획되어 있는 것을 포함하는 절개를 위한 소정 위치가 성취되는 것을 임상의가 내시경을 통해 확인할 수 있다는 것이다. 또는, 대향 조우가 너무 함께 근접하여 흡인(drawn)되고, 특히 그들의 원위 단부에서 압착되고(pinching) 따라서 절개된 조직에 폐쇄 스테이플을 효과적으로 형성하지 않을 수 있다. 다른 극단에서는, 과잉량의 클램핑된 조직이 결속되어 불완전한 발사를 유발할 수도 있다.
일반적으로, 단일 발사 스트로크로 이어지는 단일 폐쇄 스트로크는 절개 및 스테이플링을 수행하기 위한 편리하고 효율적인 방법이다. 그러나, 몇몇 경우에, 다중 발사 스트로크가 요구되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 의사는 소정 절개 길이를 위해 스테이플 카트리지의 대응 길이로 조우 크기의 범위로부터 선택하는 것이 가능하다. 더 긴 스테이플 카트리지는 더 긴 발사 스트로크를 필요로 한다. 따라서, 발사를 실행하기 위한 수동 파지식 트리거는 더 짧은 스테이플 카트리지와 비교할 때 더 많은 조직을 절개하고 더 많은 스테이플을 구동하기 위해 이들 더 긴 스테이플 카트리지에 더 큰 힘을 작용하는 것이 요구된다. 몇몇 의사 의 손의 강도를 초과하지 않도록 소정량의 힘이 더 낮고 더 짧은 카트리지에 상당하는 것이 바람직할 수 있다. 게다가, 더 긴 스테이플 카트리지에 친숙하지 않은 몇몇 의사는 결속 또는 다른 유형의 고장이 기대하지 않은 더 큰 힘이 요구될 때 발생하는 것에 대해 우려할 수도 있다.
발사 스트로크를 위한 요구 힘을 낮추기 위한 하나의 접근은 미국 특허 제5,762,256호 및 제6,330,965호에 개시된 바와 같이 발사 트리거가 다수회 수행되는 것을 허용하는 래칭 기구(ratcheting mechanism)이다. 그러나, 멈춤쇠(pawl)에 의한 고형 래크(solid rack)로의 직접 발사 트리거의 왕복 운동의 변환은 각각의 발사 스트로크 동안에 소정량의 발사 운동을 위한 디자인 선택을 제한하는 것으로 고려된다. 게다가, 다중 발사 기구를 갖는 이들 공지의 수술용 스테이플링 도구는 분리된 폐쇄 및 발사 작용의 장점을 갖지 않는다.
따라서, 단부 이펙터를 위해 생성된 종방향 발사 운동에 대한 발사 스트로크 왕복 운동의 소정 관계를 갖는 소정 길이의 절개 및 스테이플링을 성취하도록 다중 발사 스트로크를 사용하는 수술용 스테이플링 도구, 더 구체적으로는 각각의 스트로크에 대한 힘 및 왕복 운동을 최적화하는 도구에 대한 상당한 요구가 존재한다.
본 발명은 발사 부재의 백업을 방지하면서 다중 발사 스트로크의 시퀀스(sequence)를 전달하는 회전 전동부(rotary transmission)을 갖는 수술용 스테이플링 및 절개 도구를 제공함으로써 종래 기술의 상술한 및 다른 결점을 극복한다. 이에 의해, 증가된 발사력 및/또는 증가된 발사 이동을 필요로 하는 도구의 단부 이펙터가 다중의 스트로크 발사 트리거에 의해 즉시 발사될 수 있다. 또한, 도구는 단부 이펙터를 발사할 필요 없이 외과 의사가 조직을 위치시킬 수 있게 하는 분리된 폐쇄 능력을 갖는다.
일 양태에서, 수술용 도구는 수술 작업을 수행하도록 종방향 발사 운동에 응답하는 단부 이펙터를 갖는다. 사용자는 발사 액추에이터(actuator)의 이동이 발사 기구에 의해 선택적으로 전달된 발사 운동을 생성할 수 있게 한다. 구체적으로는, 회전 전동부(rotary transmission)는 작업자의 자유 재량으로 순환되는 발사 액추에이터로부터 발사 및 복귀 운동을 수용한다. 입력 회전 부재는 그것의 발사 및 회수 방향 이동에 대응하여 회전한다. 이어서, 발사 방향에 대응하는 그것들의 회전은 이러한 간헐적인 발사 이동을 전달하기 위하여 세장형(elongate) 발사 부재를 단부 이펙터와 결합시키는 출력 회전 부재와 단-방향 클러치에 의해서 선택적으로 소통된다. 그로인해, 다중 발사 스트로크는 단일 스트로크 장치를 통해서 분리된 스트로크 당 요구되는 힘을 감소시키는 것이 달성된다. 부가적으로, 기어 감소 관계(gear reduction relationship)는 입력 및 출력 회전 부재들의 적절한 크기 설정 뿐만 아니라 발사 액추에이터에 작용하는 소정의 힘을 선택하도록 발사 액추에이터에 의해서 주어진 기계적 잇점에 의해서 선택될 수 있으며, 세장형 발사 부재에서 종방향 이동 및 힘으로서 실현된다.
본 발명의 다른 양태에서, 외과용 도구는 조직을 절개하고 스테이플링하는 단부 이펙터를 갖는다. 특히, 스테이플링 적용 조립체 원위부는 복수의 스테이플로부터 이격된 개방 위치로부터 복수의 스테이플에 인접한 폐쇄 위치로 이동 가능 한 스테이플 형성 표면을 갖는 앤빌을 구비한다. 스테이플 적용 기구는 스테이플 적용 조립체로부터 스테이플의 적어도 일부의 적용을 초래하는 회전 전동부를 구비한다. 이에 의해, 다중 스트로크 발사가 조직을 절개하고 스테이플링하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적 및 장점은 첨부 도면 및 그의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 명세서에 합체되어 그 부분을 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 예시하고, 상기의 본 발명의 일반적인 설명 및 이하의 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
유사한 도면 부호는 다수의 도면에 걸쳐 유사한 부품을 나타내는 도면을 참조하면, 도 1 내지 도 4는 본 발명의 특유의 이점을 실시하는 것이 가능한 수술용 스테이플링(surgical stapling) 및 절개 도구(severing instument)(10)를 도시한다. 수술용 스테이플링 및 절개 도구(10)는 세장형 채널(16)에 피벗식으로 부착된 앤빌(14)을 구비하여 절개 및 스테이플링될 조직을 클램핑하기 위한 대향 조우를 형성하는 원위 단부 이펙터(distal end effector)(12)를 구비한다. 단부 이펙터(12)는 샤프트(18)에 의해 핸들(20)에 결합된다. 단부 이펙터(12) 및 샤프트(18)에 의해 형성된 실행부(22)는 핸들(20)을 파지하는 외과 의사에 의해 제어되면서 내시경 수술 절차를 수행하기 위해 투관침 또는 소형 복강경 개구를 통한 삽입을 위해 유리하게 치수 설정된다. 상기 핸들(20)은 단부 이펙터(12)의 발사로부터의 분리된 폐쇄 운동을 허용할 뿐만 아니라, 외과 의사에 대해 발사의 정도를 지시하면서 단부 이펙터(12)의 다중 발사 스트로크가 발사(즉, 절개 및 스테이플링)를 실시하도록 하는 것이 가능한 특징을 유리하게 포함한다.
이를 위해, 샤프트(shaft)(18)의 폐쇄 튜브(tube)(24)가 단부 이펙터(12)의 폐쇄를 유발하도록 폐쇄 트리거(26)와 앤빌(14) 사이에 결합된다. 폐쇄 튜브(24) 내에는, 프레임(28)이 단부 이펙터(12)를 종방향으로 위치시켜 지지하도록 세장형 채널(16)과 핸들(20) 사이에 결합된다. 회전 손잡이(30)가 프레임(28)과 결합되고, 이들 양 요소는 샤프트(18)의 종축 둘레의 회전 이동에 대해 핸들(20)에 회전식으로 결합된다. 따라서, 외과 의사는 회전 손잡이(30)를 회전시킴으로써 단부 이펙터(12)를 회전시킬 수 있다. 폐쇄 튜브(24)는 또한 회전 손잡이(30)에 의해 회전되지만, 단부 이펙터(12)의 폐쇄를 유발하도록 그에 상대적인 소정 정도의 종방향 이동을 유지한다. 프레임(28) 내에는, 발사 로드(rod)(32)가 종방향 이동을 위해 위치되고 단부 이펙터(12)의 앤빌(14)과 다중 스트로크 발사 트리거(34) 사이에 결합된다. 폐쇄 트리거(26)는 피스톨 파지부(pistol grip)(36) 및 폐쇄 트리거(26) 양자의 원위측에 발사 트리거(34)를 갖고 핸들(20)의 피스톨 파지부(36)의 원위측에 위치한다.
내시경 수술에서, 실행부(22)가 수술 부위에 접근하도록 환자 내로 삽입되면, 외과 의사는 앤빌(14)과 세장형 채널(16) 사이에 조직을 위치시키도록 내시경 또는 다른 진단 조영 장치(diagnostic imaging device)를 참조한다. 폐쇄 트리거(26) 및 피스톨 파지부(36)를 파지하여, 외과 의사는 조직을 반복적으로 파지하고 위치시킬 수 있다. 단부 이펙터(12)에 대한 조직의 위치 설정 및 내부의 조직량에 대해 만족되면, 외과 의사는 피스톨 파지부(36)를 향해 폐쇄 트리거(26)를 완전히 누르고, 단부 이펙터(12)에 조직을 결합하고 이 결합된(폐쇄된) 위치에 폐쇄 트리거(26)를 체결한다. 이 위치가 만족되지 않으면, 외과 의사는 그의 작동이 이하에 더 설명되는 해제 버튼(release button)(38)(도 4)을 누름으로써 폐쇄 트리거(26)를 해제하고 그 후에 조직을 결합하기 위한 절차를 반복할 수 있다.
결합이 정확하면, 외과 의사는 수술용 스테이플링 및 절개 도구(10)를 발사하는 것을 진행할 수 있다. 구체적으로, 외과 의사는 발사 트리거(34) 및 피스톨 파지부(36)를 파지하고 미리 결정된 회수만큼 발사 트리거(34)를 누른다. 필요한 발사 스트로크의 수는 최대 손 크기 및 각각의 발사 스트로크 동안에 도구에 부여되는 힘의 최대량 및 발사 중에 발사 로드(32)를 통해 단부 이펙터(12)로 전달되어야 할 힘 및 종방향 거리에 기초하여 인간 공학적으로(ergonomically) 결정된다. 이하의 설명으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 개별 외과 의사는 상이한 각도 범위의 운동으로 발사 트리거(34)를 주기화하도록 선택하고 따라서 발사 스트로크의 수를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
도 1에서, 수술용 스테이플링 및 절개 도구(10)의 발사 이후에, 폐쇄 해제 레버(40)는 발사 기구를 수축시키기 위하여 작동된다. 핸들(20)내의 회전 전동 발사 기구(42)를 분리하기 위해서 폐쇄 해제 레버(40)를 누르면, 스프링(172)이 단부 이펙터(12)로부터 발사 로드(32)를 수축시킨다.
E-빔(beam) 단부 이펙터를 포함하는 실행부
다중 스트로크 발사 운동을 제공하는 것이 가능한 핸들(20)의 장점은 하나의 이러한 단부 이펙터(12)가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 다수의 도구에 대한 적용을 갖는다. 단부 이펙터(12)의 앤빌(14)은 폐쇄 튜브(24)에 의해 종방향 및 원위측으로 전달되는 핸들(20)로부터의 폐쇄 운동에 응답한다. 세장형 채널(16)은, 핸들(20)로의 단단한 부착을 형성하는 프레임(frame)(28)에 결합되는 대향 조우를 형성하도록 피벗 방식으로 앤빌(14)과 결합한다. 폐쇄 튜브(24)는 앤빌(14)과 세장형 채널(16) 사이의 피벗 연결부에 원위측으로 앤빌(14)을 결합한다. 따라서, 프레임(28)에 대한 폐쇄 튜브(24)의 원위측 이동은 폐쇄를 실행하고 프레임(28)에 대한 근위측 이동은 단부 이펙터(12)의 개방을 실행한다.
특히 도 4를 참조하면, 실행부(22)는 또한 핸들(20), 구체적으로는 핸들(20) 내의 발사 기구(42)와 실행부(22) 사이의 종방향 운동을 결합하는 발사 로드(32)(도 4에는 도시 생략)로부터의 발사 운동에 응답하는 부품을 포함한다. 특히, 발사 로드(32)(도 5에 미조립 상태로 도시됨)는 프레임(28)의 종방향 리세스(48) 내의 발사 홈 부재(46)와 회전식으로 결합된다. 발사 홈 부재(46)는 발사 로드(32)의 종방향 운동에 직접 응답하여 프레임(28) 내에서 종방향으로 이동한다. 폐쇄 튜브(24) 내의 종방향 슬롯(50)은 회전 손잡이(30)(도시 생략)와 작동식으로 결합하고, 종방향 슬롯(50)은 회전을 실행하도록 내부의 소형 종방향 슬롯(52)에서 회전 손잡이(30)가 프레임(28)에 결합하도록 한다. 탭(tab)은 폐쇄 튜브(24)상의 슬롯(50)의 전방에 배치되며, 폐쇄 튜브(24)를 프레임(28)에 결합하기 위해서 프레임(28)내의 슬롯(52)내로 하햐으로 만곡된다. 폐쇄 튜브(24) 내의 종방향 슬롯(50)의 길이 는 회전 손잡이(30)에 의한 상대 종방향 운동이 폐쇄 운동을 각각 성취하도록 충분히 길다.
프레임 홈(trough) 부재(46)의 원위 단부는 E-빔(60)을 단부 이펙터(12) 내로 원위측으로 돌출시키도록 프레임(28)에 의해 이동하는 발사 바아(56)의 근위 단부에 부착된다. 단부 이펙터(12)는 앤빌(14)의 스테이플 형성 그루브(forming groove)(68)와 접촉하여 카트리지(62)의 스테이플 개구(64)로부터 스테이플이 상향 구동되도록 하여 성형된 "B"형 스테이플을 형성하는 E-빔(60)에 의해 작동되는 스테이플 카트리지(62)를 구비한다. 도 3을 특히 참조하면, 스테이플 카트리지 본체(86)는 스테이플되는 동안 조직을 절단하도록 E-빔(60)의 원위 단부를 따라 제공된 수직 배향 절단면의 통로를 위한 근위측 개방 수직 슬롯(slot)(70)을 추가로 구비한다.
예시적인 단부 이펙터(12)는 그 개시 내용이 그대로 본원에 참조로서 합체되어 있는 5개의 계류 중인 공동 소유 미국 특허 출원: (1) 2003년 6월 20일 출원된 프레데릭 이. 쉘튼(Frederick E. Shelton), 마이크 세처(Mike Setser), 브루스 바이젠버그(Bruce Weisenburgh)의 발명의 명칭이 "발사 방지를 위한 단일 로크아웃 기구를 갖는 수술용 스테이플링 도구"인 제10/441,424호, (2) 2003년 6월 20일 출원된 프레데릭 이. 쉘튼, 마이크 세처, 브라이언 제이. 헤멜건(Brian J. Hemmelgarn)의 발명의 명칭이 "분리된 폐쇄 및 발사 시스템을 갖는 수술용 스테이플링 도구"인 제10/441,632호, (3) 2003년 6월 20일 출원된 프레데릭 이. 쉘튼, 마이크 세처, 브루스 바이젠버그의 발명의 명칭이 "소비된 카트리지 로크아웃을 갖는 수술용 스테이플링 도구"인 제10/441,565호, (4) 2003년 6월 20일 출원된 프레데릭 이. 쉘튼, 마이크 세처, 브루스 바이젠버그의 발명의 명칭이 "개방 앤빌용 발사 로크아웃을 갖는 수술용 스테이플링 도구"인 제10/441,580호 및 (5) 2003년 6월 20일 출원된 프레데릭 이. 쉘튼, 마이크 세처, 브루스 바이젠버그의 발명의 명칭이 "E-빔 발사 기구를 구비한 수술용 스테이플링 도구"인 제10/443,617호에 더 상세히 설명되어 있다.
비관절형(nonarticulating) 샤프트(18)가 본원에 예시되었지만, 본 발명의 적용은 그 개시 내용이 그대로 본원에 참조로서 합체되어 있는 5개의 계류 중인 공동 소유 미국 특허 출원: (1) 2003년 7월 9일 출원된 프레데릭 이. 쉘튼, 브라이언 제이. 헤멜감, 제프 스와이즈(Jeff Swayze), 케네스 에스. 웨일즈(Kenneth S. Wales)의 발명의 명칭이 "종축 둘레의 회전을 갖는 관절 기구를 구비한 수술용 도구"인 제10/615,973호, (2) 2003년 7월 9일 출원된 브라이언 제이. 헤멜감의 발명의 명칭이 "발사 바아 트랙용 관절 조인트를 구비한 수술용 스테이플링 도구"인 제10/615,962호, (3) 2003년 7월 9일 출원된 제프 스와이즈의 발명의 명칭이 "측방향 이동 관절 제어를 갖는 수술용 도구"인 제10/615,972호, (4) 2003년 7월 9일 출원된 프레데릭 이. 쉘튼, 마이크 세처, 브루스 바인스버그의 발명의 명칭이 "관절 조인트 둘레의 향상된 가요성을 위한 테이퍼형 발사 바아를 구비한 수술용 스테이플링 도구"인 제10/615,974호, 및 (5) 2003년 7월 9일 출원된 제프 스와이즈, 조셉 찰스 휴일(Joseph Charles Hueil)의 발명의 명칭이 "발사 바아를 지지하기 위한 관절 조인트 지지 플레이트를 갖는 수술용 스테이플링 도구"인 제10/615,971호에 설 명된 바와 같은 관절 연결이 가능한 도구를 포함할 수 있다.
다중-스트로크 발사 핸들.
도 5 내지 도 8에서, 핸들(20)은 폐쇄 트리거(26) 및 발사 트리거(34)의 작동에 응답하여 각각 실행부(22)에 폐쇄 및 발사 운동을 발생시킨다. 폐쇄 운동에 관하여, 폐쇄 트리거(26)는 상부 부분(76)을 포함하며, 이 상부 부분은 세 개의 측방향 개구, 전향 배치 핀 구멍(78), 하부, 후방 피벗 구멍(80) 및 중앙 컷아웃(cutout)(82)을 포함한다. 핸들 하우징(88)의 우측 및 좌측 절반 외피(shell)(84, 86) 사이에 세 개의 로드가 측방향으로 배향되며, 그에 결합되어 있다(우측 절반 외피는 도 5 내지 도 6에 도시되어 있으며, 좌측 절반 외피(86)는 도 7에 도시되어 있음). 특히, 후방 로드(90)는 폐쇄 트리거(26)의 상부 부분(80)의 후방 피벗 구멍(84)을 통과하며, 따라서, 폐쇄 트리거(26)는 후방 로드(90) 둘레에서 피벗한다. 후방 로드(90)에 이격된 위치되어 있는 전방 로드(92) 및 전방 로드(92) 위에 있는 상단 로드(94)는 중앙 컷아웃(86)을 통과하며, 이는 각 트리거 레벨의 극단에서, 전방 및 상단 로드(92, 94)와 접촉함으로써, 폐쇄 트리거(26)의 이동을 규제하도록 성형되어 있다. 따라서, 중앙 컷아웃(86)은 수직부를 포함하고, 상부 근위측 경사부(sloped portion)를 포함하고, 수직부의 저부면은 폐쇄 트리거(26)가 전방(원위측)에 있을 때, 전방 로드(92)와 접촉하며, 상부 근위측 경사부의 상단 및 전방면은 폐쇄 트리거(26)가 그 전방, 이완(relaxed) 위치 및 그 근위 작동 위치에 있을 때, 각각 상단 로드(94)와 접촉한다.
폐쇄 튜브(24)와 결합하는 폐쇄 요크(yoke)(96)는 핸들 하우징(92) 내에 종 방향으로 활주 가능하게 수용되며, 그 원위 단부에서 폐쇄 튜브(24)의 근위 단부에 결합되고, 따라서, 종방향 폐쇄 운동을 폐쇄 튜브(24)에, 따라서, 단부 이펙터(12)를 폐쇄하기 위해 앤빌(14)에 전달한다. 이 결합은 폐쇄 요크(96)가 회전하지 않는 동안 폐쇄 튜브(24)의 회전을 가능하게 한다. 이 결합부 위에, 측방향 핀 구멍(100)이 전방 핀(104)에 의해 폐쇄 링크(link)(102)에 결합되며, 폐쇄 링크(102)의 다른 단부는 후방 핀(106)을 경유하여 폐쇄 트리거(26)의 핀 구멍(82)에 결합된다.
삼각형 스페이서(spacer)(120)는 로드(90, 92, 94)를 수용하도록 구멍(122, 124, 126)을 각각 포함하며, 캠 디스크(130)와 폐쇄 트리거(26)의 상부 부분(80) 사이에서 샌드위치(sandwich)된다. 캠 디스크(130)는 전방 로드(92)에 대해서 회전하며, 후방 및 상단 로드(90, 94)를 수용하는 반원형 슬롯(132)을 포함한다. 중앙 구멍(134)은 전방 핀(92)을 수용한다. 캠 디스크(130)의 좌측으로, 발사 트리거(34)의 상부 단부(138)의 로드 구멍(136)은 상단 로드(94)를 수용한다. 발사 트리거(34)는 캠 디스크(130)를 삼각형 스페이서(120)와 발사 트리거(34) 사이에 샌드위치하기 위해서 로드(94)상으로 회전가능하게 장착된다. 로드 구멍(136) 아래에서 발사 트리거(34)내의 원위측 개구 리세스(140)는 전방 로드(92)를 수용하도록 정합되어 발사 트리거(34)가 발사 동안 원위측으로 당겨지게 한다. 폐쇄 트리거(26)의 작동은 발사 트리거(34)가 부분적으로 원위 방향으로 당겨지게 하고, 파지를 위해 발사 트리거(34)를 스테이징(staging)하는 발사 트리거(34)로부터 내측으로 연장하는 구동 웨지 핀(184)과 접촉하여 캠 링크(102)를 하향으로 흔든다.
특히, 도 5, 9 및 10을 참조하면, 캠 디스크(130)는 전방부 둘레에, 구체적 으로는 그 좌측을 따라, 일련의 캠 로브(142 내지 144)(도 9)를 제공하며(도시된 바와 같이 그 미발사 상태에 있을 때), 이들은 캠 디스크(130)에 상단에서 전방으로(좌측에서 볼때 시계 반대 방향) 회전을 부여하도록 발사 트리거(34)에 의해 각각 결합되어 있다. 이 회전은 회전 전동 발사 기구(42)의 기어열(gear train)(150)(도 5 및 도 11)을 통해, 작은 아이들러(idler) 기어(154)와 결합하는 캠 디스크(120)의 우측의 하부 부분 둘레의 기어부(152)에서 시작하여 전달되며, 따라서, 캠 디스크(130)에 대해 증가된 속도로 상단에서 후방으로(시계 방향) 회전시킨다. 대형 아이들러 기어(156)는 아이들러 굴대(axle)(158)에 의해 소형 아이들러 기어(154)에 연결되고, 따라서, 동일 방향 및 속도로 회전한다. 제2 소형 기어(160)는 보다 큰 아이들러 기어(156)에 맞물리며, 따라서, 보다 큰 속도로 상단에서 전방으로(좌측에서 볼때 시계 반대 방향) 회전된다. 미세-치형(fine-toothed) 대형 기어(162)는 제2 굴대(164)에 의해 제2 소형 기어(160)에 연결되고, 따라서, 제2 소형 기어(160)와 동일한 방향 및 속도로 회전한다. 기어열(150)은 따라서 부가적인 종방향 발사 운동을 제공하도록 이중 기어 감속 특징을 포함함으로써 캠 디스크(120)의 운동을 증폭시킨다. 미세 치형 대형 기어(162)는 고형 래크(170)의 하측의 기어 세그먼트(segment)(168)와 맞물리며, 고형 래크의 원위 단부는 발사 로드(32)의 근위 단부와 결합한다. 래크(170)는 폐쇄 요크(96)내에 종방향으로 미끄러질 수 있도록 수용된 그 원위부를 가지며, 핸들 하우징(88)의 우측 및 좌측 외피 반부(84, 86) 사이에 종방향으로 미끄러질 수 있도록 수용된 그 근위부를 갖는다.
캠 로브(142 내지 144)에 대한 발사 트리거(34)의 선택적 발사는 발사 트리거(34)의 다중 발사 스트로크를 가능하게 함으로써 추가 종방향 이동을 제공한다. 발사를 위해 기어열(150)을 준비하기 위해서, 캠 디스크(130)는 캠 디스크(120)의 하부 근위 에지에 환형 리세스(176)내에 형성된 좌향 돌출 일체형 핀(174)에 부착된 기어열 수축 스프링(172)에 의해 그 미발사 위치를 향해 시계 방향으로 압박된다(도 9 내지 도 10). 기어열 수축 스프링(172)은 그 다른 단부가 핸들 하우징(88)에 일체형 핀(178)에 부착되어 있다. 발사 트리거(34)의 작동(activation)은 수축 스프링(retraction spring)(172)을 신장시키기 위하여 캠 디스크(130)를 시계 반대방향으로 회전시킨다. 발사 트리거(34)의 지속된 작동은 환형 리세스(annular recess)(176)(도시 생략)내로 회전할 때에, 캠 디스크(130)의 외부 직경 둘레에서 신장된 수축 스프링을 감는다.
특히 도 5, 9, 11을 참조하면, 발사 트리거(34)의 상단부(128) 아래 및 원위측 상단부에는 구동 웨지 핀 구멍(180)과 근위측 핀 구멍(190)이 있다. 구동 웨지 핀(184)과 핀(196)은 발사 트리거(34)내의 구멍(180, 190)(각각)으로부터 내부로 연장한다. 구동 웨지(182)와 스탠드오프 핑거(standoff finger)(186)는 구동 웨지 핀(184)상에 피봇식으로 장착되며, 쥐덫형(mousetrap-style) 스프링(188)에 의해 작동식으로 연결된다. 구동 웨지(182)와 핀(196) 사이의 대향 인장 스프링(194)은 구동 웨지(182), 스탠드오프 핑거(186), 및 스프링(188)을 시계 방향으로 압박한다(도 10). 발사 트리거(34)가 작동될 때에(도 9), 스탠드오프 핑거(186)는 캠 디스크(120)의 중앙, 비캠식 원주면과 접촉하여 배치되며, 스탠드오프 핑거(186), 스프 링(188) 및 구동 웨지(182)를 반시계 방향으로 회전시킨다. 스탠드오프 핑거(186)의 반시계 방향 이동은 구동 웨지(182)를 캠 로브(142 내지 144)와의 결합상태로 상향 바이어스(bias)시킨다(도 9).
특히 도 12를 참조하면, 구동 웨지(182)가 발사 스트로크 사이에서 캠 로브(142 내지 144) 중 하나로부터 멀어지는 방향으로 당겨질 때에, 캠 디스크(130)는 기어열 수축 스프링(172의 작용에 의해, 그러나, 백업 방지 레버(200)의 작용 때문에, 상단으로부터 후방으로 회전하는 경향을 갖는다. 백업 방지 진자(anti-backup pendulum)(200)의 측방향 핀(202, 204)은 각각 핸들 하우징(88)의 우측 및 좌측 외피 반부(84, 86)와 결합한다. 핀(202, 204) 위에서, 백업 방지 인장 스프링(206)은 백업 방지 진자(200)의 원위 방향의 우측 절반 외피(88)의 일체형 핀(208)에 부착된다. 특히 도 5를 참조하면, 백업 방지 진자(200)의 하부 푸트부(lower foot)(210)는 고형 래크(170)의 상부면(212)과 마찰 접촉한다. 백업 방지 진자(200)의 하부 푸트부(210)가 고형 래크(170)를 수축시킴으로써 근위 방향으로 당겨질 때, 백업 방지 레버(20)는 고형 래크(170)에 대한 수직 결합부에 접근하며, 이는 마찰력을 증가시키고, 고형 래크(170)를 체결하며, 이는 기어열 수축 스프링(172)에 의해 제공되는 후향 구동력을 극복하기에 충분하다. 고형 래크(170)가 발사 트리거(34)에 의해 원위 방향으로 구동될 때, 하부 푸트부(210)는 원위 방향으로 추진되고, 마찰을 감소시키며, 발사를 가능하게 한다. 하부 푸트부(210)의 과다한 전향 이동은 백업 방지 인장 스프링(206)으로부터의 압박에 의해, 그리고, 아이들러 굴대(158)에 의해 방지된다.
도 12에서, 해제 버튼(38)은 그 피벗 핀(220, 222) 둘레에서 상향 피벗되고, 그 원위 아암(224)을 백업 방지 진자(200)의 근위측 지향 아암(226) 위로 상승시켜, 발사 스트로크 사이의 래크(170)의 체결을 위해 하부 푸트부(210)의 원위측 이동을 가능하게 한다. 클램프 체결(locking) 레버(230)는 그 측방향 피벗 핀(232, 234) 둘레에서 요동하여, 해제 버튼(38)의 이 상승을 실행한다. 특히, 클램프 체결 레버(230)의 근위측 및 상향 돌출 아암(236)은 해제 버튼(38)의 원위 아암(224)의 하측면에 미끄러질 수 있도록 접촉한다. 클램프 체결 레버(230)의 원위측 돌출 체결 아암(238)은 폐쇄 요크(96)를 그 결합된 위치에서 체결한다. 특히, 근위측 및 상향 돌출 아암(236)이 원위 방향 돌출 체결 아암(238) 사이에서 하향 연장하는 탭(tab)(240)은 핀(244)에서 핸들 하우징(88)의 우측 절반 외피(84)에 역시 부착되어 있는 인장 스프링(242)에 의해 근위측으로 압박된다. 도 6 내지 도 7을 참조하면, 원위측 돌출 체결 아암(238)은 폐쇄 요크(96)의 상단, 근위부상에 제공된 단차부(step)(246) 상에 휴지(rest)하며, 폐쇄 요크(96)가 폐쇄 운동을 전달하도록 원위측으로 이동될 수 있게 한다. 클램프 체결 노치(notch)(248)는 원위 방향 및 상향 개구하고, 단차부(246)의 리세스는 폐쇄 요크(96)가 그 원위 작동 위치(도 8 및 도 9)에 도달할 때 원위측 돌출 체결 아암(238)을 수용한다. 따라서, 외과 의사는 단부 이펙터(12)가 결합된 상태로 남아있는 상태에서 폐쇄 트리거(26)를 해제할 수 있다.
도 5 내지 도 8 및 도 12를 참조하면, 상술한 백업 방지 특징 및 폐쇄 결합 특징에 부가하여, 발사 로크아웃 특징이 발사 로크아웃 레버(250)에 의해 제공된 다. 수술 스테이플링 및 절개 도구(10)가 그 최초 개방 미발사 상태에 있는 상태에서, 발사 로크아웃 레버(250)는 특히 도 7 및 8에 도시된 바와 같이 고형 래크(170)의 원위측 발사 운동을 차단함으로써, 수축되어 있는 폐쇄 요크(96)에 응답한다. 발사 로크아웃 레버(250)는 고형 래크(170)의 근위부를 따라 우측 에지(256)와 정렬되어 있는 원위측 경사 상부면(254)을 갖는 원위측 연장 아암(252)을 포함한다. 고형 래크(170)의 잔여 원위부를 따른 리세스형 우측 에지(258)는 발사 로크아웃 레버(250)의 원위측 경사 상부면(254)이 상향 회전하고, 원위측 연장 아암(252)에 수직 및 근위 방향으로 부착된 수직 탭(266)에 연결된 인장 스프링(264)에 의해 압박된 그 근위 측방향 핀(260, 262) 둘레에서 피벗할 수 있게 한다. 인장 스프링(264)의 다른 단부는 수직 탭(266)의 후방의 핸들 하우징(88)의 우측 절반 외피(84)에 형성된 일체형 핀(268)에 연결된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 원위측 경사면(254)은 발사 로크아웃 레버(250)의 하향 피벗식 원위측 연장 아암(252)을 수용하도록 근위측 및 상향으로 개방된 폐쇄 요크(96)의 근위 단부를 가로질러 형성된 단차부(step)(270)에 의해 상향으로 웨지를 형성함으로써 고형 래크(170)의 원위측 이동을 차단한다. 도 12에 도시된 바와 같이 단부 이펙터(12)를 폐쇄하도록 원위측으로 이동된 폐쇄 요크(96)에 의해, 고형 래크(170)의 우측 에지(256)가 더 높고 더 원위측에 있는 단차부(270)에 근위측에서 폐쇄 요크(96)에 형성된 하부 단차부(272)를 결합하도록 원위측 연장 아암(252)을 하향으로 이동시킴으로써 그에 응답하는 원위측 경사면(254)을 통과하는 것을 허용한다. 하부 단차부(272)로의 발사 로크아웃 레버(250)의 결합은 고형 래 크(170)가 수축될 때까지 폐쇄 요크(96)의 수축(근위측 이동)을 방지하는 이점을 갖는다. 따라서, 발사 기구(42)의 수축의 초기화는 단부 이펙터(12)의 미결합에 이전하여 발생하는 것이 유리하고, 그 이외의 경우 발사 기구(42)에서의 속박을 초래할 수 있다. 더욱이, 충분한 마찰 접촉이 그의 개방 및 수축 상태로 수술용 스테이플링 및 절개 도구(10)를 복귀시키도록 2단 시술을 유리하게 요구하도록 하부 단차부(272)와 발사 로크아웃 레버(250)사이에 존재할 수 있다. 특히, 발사 기구(42)가 해제 버튼(38)을 누름으로써 수축되면, 폐쇄 트리거(26) 상의 약간의 압착이 그의 발사 로크아웃 위치로 발사 로크아웃 레버(250)가 상승되도록 하는 경향이 있다. 그 후에, 폐쇄 트리거(26)의 해제는 폐쇄 요크(96)가 완전히 수축되어 따라서 단부 이펙터(12)가 개방될 때 더 높은 단차부(270)의 결합을 위해 정렬된 발사 로크아웃 레버(250)로 진행될 수 있다.
사용시에, 외과 의사는 단부 이펙터(12) 및 샤프트(18)를 투관침의 캐뉼러를 통해 수술 부위로 위치시키고, 앤빌(14)을 위치시키고 채널(16)을 조우에 대향하여 신장시켜 스테이플링 및 절개될 조직을 파지한다. 단부 이펙터(12)의 위치가 만족되면, 폐쇄 트리거(26)는 핸들(20)의 피스톨 파지부(36)를 향해 완전히 눌러져서, 폐쇄 링크(102)가 폐쇄 요크(96)를 전진시키게 하고 따라서 폐쇄 튜브(24)를 단부 이펙터(12)에 근접시킨다. 원위측으로 이동된 폐쇄 요크(96)는 클램프 체결 레버(230)를 수납하는 클램프 체결 노치(248)를 제공하여 단부 이펙터(12)를 결합한다. 발사 트리거(34)를 다수회 스트로킹하는 것은 캠 디스크(130) 상의 캠 로브(142 내지 144)에 발사 트리거(34)에 결합된 구동 웨지(182)를 순차적으로 결합함으로써 발사 로드(32)의 발사를 실행한다. 이 래치 회전은 회전 전동 발사 기구(150)를 통해 전달되어 고형 래크(170)를 원위측으로 전진시킨다. 폐쇄 요크(96)가 전진한 상태로, 래크(170)는 경로를 벗어나서 발사 로크아웃 레버(250)를 누르는 것이 가능하다. 발사 스트로크 사이에, 백업 방지 진자(100)가 래크(170)와 수직 체결 접촉하여 견인되어 캠 기어(130)에 연결된 기어열 수축 스프링(172)에 의해 부여된 수축력에 대향한다. 완전한 발사 이동이 성취되면, 폐쇄 해제 레버(40)을 누르는 것은 먼저 백업 방지 진자(100)를 분리하여 고형 래크(170)를 수축되게 하고, 다음에 단부 이펙터(12)의 개구로부터 일 방해물(impediment)을 제거하도록 폐쇄 요크(96)로부터 클램프 체결 레버(230)를 분리한다. 외과 의사는 발사 로크아웃 레버(250)가 폐쇄 요크(96)로부터 해제되도록 폐쇄 요크(26)를 압착(squeezes)하고 폐쇄 트리거(26)를 해제하여, 폐쇄 요크(96)가 근위측으로 이동하게 하여 여기서 고형 래크(170)가 발사되는 것이 로크아웃되도록 발사 로크아웃 레버(250)를 보유한다. 그 후에, 수술용 스테이플링 및 절개 도구(10)의 실행부(22)는 다른 작업을 위한 준비시에 스테이플 카트리지(62)를 교체하는 것과 같이 제거될 수 있다.
슬립 클러치 회전 전동부
도 13 및 도 14에서, 수술용 스테이플링 및 절개 도구(310)용 대안적인 회전 전동 발사 기구(300)는 고형 래크(316)와 발사 로드(318)로의 발사 액추에이터(트리거(314) 이동의 단 방향 결합을 위한 회전 슬립 클러치 조립체(312)를 구비한다. 수술용 스테이플링 및 절개 도구(310)의 폐쇄 기구와 실행부의 다른 구성요소가 도 13 및 도 14에 생략되어 있지만 상술된 바와 유사하게 작동한다는 것이 이해될 것 이다.
발사 트리거(314)는 우측 핸들 외피(326)로부터 좌측으로 돌출하는 핀(324)을 결합시키는 측방향 피봇 구멍(322)을 그 상부(320)에 포함한다. 핀(324)을 결합시키기 위해서 좌측 핸들 외피(도 13 및 도 14에는 도시 생략)에 정합된 중공 실린더형 스페이서(328)와 암(female) 핀 리셉터클은 고형 래크(316)의 좌측 및 원위부의 수직 평면에 발사 트리거(314)를 피봇식으로 위치시킨다.
아치형 기어 틈(aperture)(330)은 핀 구멍(322) 아래의 발사 트리커(314)에 횡으로 형성되며, 고형 래크(316)의 하부 치형 표면(332) 아래에 배치된다. 슬립 클러치 조립체(312)는 아치형 기어 틈(330)의 하부를 따라서 만곡된 기어 세그먼트(segment)(344)에 대한 기어 결합부에 존재하는 좌측 스퍼 기어(342)를 포함한다. 또한, 슬립 클러치 조립체(312)는 고형 래크(316)의 하부 치형 표면(332)에 대한 기어 결합부에 존재하는 우측 스퍼 기어(346)를 포함한다. 슬립 클러치 샤프트(348)는 상기 슬립 클러치 샤프트상에서 자유롭게 회전하는 스퍼 기어들(342, 346) 모두를 구비하는 좌측 핸들 외피(도시 생략)내의 구멍내에 결합될 우측 핸들 외피(326)내의 리셉터클(350)(도 14)로부터 돌출한다. 좌측 및 우측 스퍼 기어들(342, 346)의 상대 크기는 발사 트리거(314)의 이동과 고형 래크(316)의 종방향 병진(translation)의 양 사이에서 소정의 기어비로 편리하게 선택될 수 있다.
좌측 스퍼 기어(342)의 우측 면의 회전 운동을 위해서 3개의 경사진 외부 리세스(362, 364, 366)를 갖는 내부 캠 휠(360)이 부착된다. 이러한 내부 캠 휠(360)은 우측 스퍼 기어(346)내의 중심 구멍(372)의 내부에 수용된다. 중심 구멍 (372)과 각각의 경사진 외부 리세스(362 내지 366)의 사이에는 롤러들(380, 382, 384)이 존재한다. 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 조립체는 롤러-램프 클러치(별칭, 오버 런닝 클러치, 단 방향 클러치, 및 프리 휠링 클러치(free wheeling clutch))로서 작용한다. 도 15에서, 발사 트리거(314)가 원위측으로(우측에서 볼때 시계 반대 방향(CCW)) 이끌릴때에, 좌측 스퍼 기어(342)는 슬립 클러치 샤프트(348)에 의해서 하우징내의 적소에 유지되며, 따라서 좌측 스퍼 기어(342)는 상부에서 후방으로(CCW) 회전한다. 내부 캠 휠(360)은 좌측 스퍼 기어(342)와 회전한다. 따라서, 롤러들(380 내지 384)은 그것의 경사진 외부 리세스의 루미어(roomier) 부분(즉, 시계 방향(CW))내에 남아있는 경향이 있으며, 따라서 이러한 운동은 우측 스퍼 기어(326), 즉 고형 래크(316)에 전달되지 않는다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 대안적인 회전 전동 발사 기구(300)는 슬립 클러치 기구(312)의 원위측에서 작동하는 백업 방지(anti-backup) 기구(400)를 구비한다. 특히, 진자(pendulum)(402)는 진자 축(404)의 좌측 부분에 대해서 회전하는 피봇 구멍(403)을 구비하며, 이는 우측 핸들 외피(326)의 축 구멍(406)과 좌측 핸들 외피(도시 생략)내의 대응 축 구멍에 수용된다. 진자(402)의 푸트부(foot)(408)는 상부 표면(409)에 대한 결합으로부터 원위측으로 또는 상부 표면(409)과의 마찰 결합으로 보다 수직한 정렬에 대한 근위측으로 진자 축(404)에 대해서 회전한다. 진자(402)는 백업 방지 스프링(412)에 의해서 전방으로 탄력있게 압박되는 피봇 구멍(404)에 푸트부(408)에 대향한 상부 부분(410)을 구비하며, 상기 스프링은 상부 부분(410)을 통해서 통과하는 근위측 핀(414)과 우측 핸들 외피 (326)내의 핀 리셉터클(418)과 좌측 핸들 외피내의 대응하는 핀 리셉터클(도시 생략) 사이에 수용되는 원위측 핀(416)에 결합된다. 따라서, 진자 푸트부(408)는 고형 래크(316)를 로킹함으로써 압박된다. 백업 방지 스프링(412)은 발사 동안 고형 래크(316)의 전방 이동으로 해제된다.
본 발명과 일관된 적용들은 그 전문이 본원에 참조로서 통합되어 있는, 2003년 9월 29일자로 제출한 공동 계류중이고 공동-소유인 특허 출원 제 10/673,929호, 제목 "백업 방지 기구를 구비하는 다중 스트로크 발사를 갖는 수술용 스테이플링 도구"에 기술된 바와 같이, 다른 백업 방지 기구들을 사용할 수 있다.
대안적인 회전 전동 발사 기구(300)의 수축은 백업 방지 기구(400)와 슬립 클러치 조립체(312)를 동시에 분리함으로써 달성되며, 고형 래크(316)가 우측 핸들 외피(326)로부터 돌출하는 최 근위측(proximal-most) 핀(504)과 고형 래크(316)내의 근위측 스프링 구멍(502) 사이에 연결되는 수축 스프링(500)에 의해서 근위측으로 압박되는 것을 허용한다. 백업 방지 기구(400)의 수동 분리는 작업자가 수축 버튼(510)의 하부 후방의 피봇 부착부(514)에 대해서 전방 암(512)을 하향으로 피봇시키는 수축 버튼(510)(도 14, 도 17)을 누름으로써 달성된다. 전방 암(512)은 그 중심 피봇 부착부(524)에 대해 로커 부재(522)의 후방 암(520)을 아래로 당기며, 그 원위 및 상향 돌출 암(526)을 상향 및 후방으로 회전시키며, 따라서 진자의 상부 부분(410)을 통해서 통과하는 근위측 핀(414)에 부착된 수축 링크(528)를 후방으로 당기고, 그로 인해 진자 푸트부(408)를 고형 래크(316)의 상부 표면과의 결합으로부터 원위측으로 회전시킨다. 따라서, 백업 방지 기구(400)가 그 잠긴 위치 에 존재할때에, 이러한 구성 요소들의 대향한 이동은 수축 버튼(510)의 상승을 야기하는 것을 인식해야만 한다.
일반적으로, 고형 래크(316)와, 그에 따른 슬립 클러치 조립체(312)의 우측 스퍼 기어(346)의 근위측 이동은 비록 발사 트리거가 부분적으로 작동 위치에 존재하더라도, 롤러들(380 내지 384)을 분리시키기에 충분해야만 하며, 여기에서 좌측 스퍼 기어(342)는 내부의 아치형 기어 틈(330)의 하부 부분을 따라서 만곡된 기어 세그먼트(344)에 여전히 결합되어 있다. 몇몇 적용들이 분리(예를 들면, 경사진 리세스들(362 내지 366)내로 가압되는 3개의 핀들)를 보증하기 위해서 우측 스퍼 기어(346)와의 결합으로부터 롤러들(380 내지 384)를 가압하는 수축 특성들을 추가로 포함할 수 있다는 것을 인식해야만 한다.
사용시에, 대안적인 회전 전동 발사 기구(300)는 도 17 내지 도 20에 도시된 바와 같이 차례로 도시된 바와 같이 다중 스트로크 발사를 달성한다. 도 17에서, 고형 래크(316)는 근위측으로 완전히 수축되고, 발사 트리거(314)ㄴ는 준비 위치로 활주식으로 다시 당겨지며, 여기에서 슬립 클러치 조립체(312)는 막 결합하려고 한다. 도 18에서, 발사 트리거(314)는 제 1 스트로트 이후에 근위측으로 당겨져 있다. 슬립 클러치 조립체(312)는 고형 래크(316)를 원위측으로 구동시키는 대응하는 양을 회전시켜, 수축 스프링(500)을 연장한다. 발사 트리거(314)가 스프링(도시 생략)의 작용하에서 원위측으로 회전되어 해제될때에, 슬립 클러치 조립체(312)는 분리하며, 백업 방지 기구(400)는 진자 푸트부(408)의 후방 이동에 의해서 고형 래크(316)를 고정시킨다. 도 19에서, 발사 트리거(314)는 슬립 클러치 조립체 (312)를 다시 결합시키는 제 2 스트로크를 시작하고 있으며, 발사 트리거(314)의 발사 운동을 도 18의 왼쪽으로부터의 고형 래크(316)의 원위측 이동으로 전달한다. 이러한 발사 운동은 진자 푸트부(408)가 백업 방지 스프링(412)에 대해서 원위측으로 회전할때에, 백업 방지 기구(400)를 분리시킨다.
본 발명이 다수의 실시예의 설명에 의해 예시되고 예시적인 실시예가 상당히 상세하게 설명되었지만, 출원인의 의도는 이러한 상세로 첨부된 청구범위의 범주를 임의의 방식으로 한정하는 것은 아니다. 부가의 장점 및 수정이 당업자들에게 쉽게 명백할 것이다.
용어 "근위측" 및 "원위측"은 본원에서 도구의 핸들을 파지하는 임상의를 참조하여 사용된다. 따라서, 단부 이펙터(12)는 더욱 근위측인 핸들(20)에 대해 원위측이다. 편의상 및 명료화를 위해, "수직" 및 "수평"과 같은 공간적인 용어는 본원에 도면을 참조하여 사용된다. 그러나, 수술용 도구는 다수의 배향 및 위치로 사용되고, 이들 용어는 한정적이고 절대적인 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 내시경 시술 및 장치의 견지에서 설명되었다. 그러나 "내시경"과 본원에서의 용어의 사용은 본 발명을 단지 내시경 튜브(즉, 투관침)와 결합하는 사용을 위한 외과용 스테이플링 및 절개 도구에 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 반대로, 본 발명은 접근이 한정적인 것은 아니지만 복강경 시술, 뿐만 아니라 절개 시술을 포함하는 소형 절개에 한정되는 임의의 시술에서의 사용을 발견할 수 있는 것으로 고려된다.
예를 들면, 외과용 스테이플링 및 절개 도구(10)가 본원에 분리된 및 별개의 폐쇄 및 발사 작동을 유리하게 갖는 것으로 설명되었지만, 본 발명과 일치하는 적용은 도구를 폐쇄하고 발사하는 발사 운동으로 단일의 사용자 작동을 변환하는 핸들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
부가적으로, 수동 작동식 핸들이 예시되었지만, 모터식 또는 다른 방식의 동력식 핸들이 본원에 설명된 바와 같은 링크형 래크를 구비하여 핸들의 크기의 감소 또는 다른 이점을 허용하는 것으로부터 장점을 가질 수 있다. 예를 들면, 피스톨 파지부로의 링크형 래크의 부분적인 도입이 편리하지만, 링크 사이의 피벗 접속은 링크를 샤프트 및 핸들의 배럴(barrel)에 의해 규정된 직선부에 평행하게 도입시키는 것을 허용한다.
래크(170)는 발사 기구(42)에 근위측인 부분이 핸들 내로 만곡되어 더 소형의 디자인을 허용하는 링크로 유리하게 형성될 수 있다는 것을 더 이해해야 한다. 이러한 링크형 래크는 2003년 9월 29일 출원된 제프리 에스. 스와이즈, 프레데릭 이. 쉘튼 4세의 발명의 명칭이 "링크형 래크 전동부를 갖는 발사 기구를 구비한 수술용 스테이플링 도구"인 공동 소유의 미국 특허 출원 제10/673,930호에 더 상세히 설명되어 있다.
본 발명은 발사 부재의 백업을 방지하면서 다중 발사 스트로크의 시퀀스를 전달하는 회전 전동을 갖는 수술용 스테이플링 및 절개 도구를 제공함으로써 종래 기술의 상술한 및 다른 결점을 극복한다. 이에 의해 증가된 발사력 및/또는 증가된 발사 이동을 필요로 하는 도구의 단부 이펙터가 다중의 스트로크 발사 트리거에 의해 즉시 발사될 수 있다.

Claims (17)

  1. 수술용 도구로서,
    발사 운동에 응답하도록 작동적으로 구성된 단부 이펙터(end effector)와;
    상기 단부 이펙터에 부착되고, 상기 발사 운동을 종방향으로 전달하는 운동을 위해 상기 단부 이펙터에 결합된 세장형 발사 부재(elongate fifing member)를 포함하는 샤프트(shaft); 및
    상기 샤프트에 근위측으로 부착된 핸들(handle)을 포함하고,
    상기 핸들은,
    발사 방향 및 복귀 방향으로 반복적으로 이동가능한 발사 액추에이터(actuator)와,
    회전 전동부를 포함하고,
    상기 회전 전동부는,
    그 발사 및 복귀 방향 이동에 대응하는 회전을 위하여 상기 발사 액추에이터에 결합된 입력 회전 부재와,
    그 세로방향 이동에 대응하는 회전을 위하여 상기 세장형 발사 부재에 결합된 출력 회전 부재, 및
    상기 입력 회전 부재의 발사 회전을 상기 출력 회전 부재와 선택적으로 소통시키는 단-방향 클러치(one-way clutch)를 포함하는 수술용 도구.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 세장형 발사 부재에 연결된 래크(rack)를 추가로 포함하며,
    상기 래크는 기어 열(gear train)로 구성되는 캠 디스크와의 기어 결합에 의해서 연결되는 수술용 도구.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 회전 전동부는 상기 래크의 증가된 종방향 이동에 대한 상기 입력 회전 부재의 간헐적인 회전에 관련된 기어 감소 조립체를 포함하는 수술용 도구.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 발사 액추에이터의 발사 스트로크 사이에 상기 세장형 발사 부재의 수축을 방지하도록 작동식으로 형성된 백업 방지 기구(anti-backup mechanism)를 추가로 포함하는 수술용 도구.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 백업 방지 기구는 상기 세장형 발사 부재와의 마찰결합내로 근위측으로 바이어스된(biased) 진자 스프링(pendulum spring)을 포함하는 수술용 도구.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 세장형 발사 부재와의 결합으로부터 상기 백업 방지 기구를 압박하기 위한 해제 작동에 응답하도록 작동식으로 형성된 해제 기구(release mechanism)를 추가로 포함하는 수술용 도구.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 백업 방지 기구는 상기 세장형 발사 부재와의 마찰 결합내로 근위측으로 바이어스된 진자 스프링을 포함하는 수술용 도구.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 단부 이펙터는 폐쇄 운동에 응답하는 한 쌍의 대향 조우(jaws)와 상기 발사 부재에 응답하는 발사 바(bar)를 포함하며,
    상기 샤프트는 폐쇄 운동을 폐쇄 부재를 통해 상기 단부 이펙터에 전달하도록 작동식으로 형성되며,
    상기 핸들은 상기 폐쇄 운동을 생성하도록 작동식으로 형성된 폐쇄 기구를 추가로 포함하는 수술용 도구.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 단-방향 클러치는 입력 및 출력 롤러 부재 사이의 롤러 슬립 클러치를 포함하는 수술용 도구.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 발사 액추에이터는 왕복하는 아치형 이동(reciprocating arcing movement)을 제공하는 피봇식으로 결합된 레버를 포함하며, 상기 발사 액추에이터는 상기 입력 회전 부재에 결합된 아치형 표면을 포함하는 수술용 도구.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 아치형 표면은 아치형 기어 세그먼트(arcuate gear segment)를 추가로 포함하며, 상기 입력 회전 부재는 그곳에 결합된 기어를 포함하는 수술용 도구.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 회전 전동부는 핸들 하우징내에 회전식으로 부착되며, 상기 발사 액추에이터는 상기 왕복하는 아치형 이동의 범위내에서 회전을 부여하기 위하여 상기 입력 회전 부재를 수용하고, 접선(tangential) 결합하도록 크기 설정된 개구(aperture)를 포함하는 수술용 도구.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 아치형 표면은 상기 발사 액추에이터내의 개구의 일 표면을 따른 아치형 기어 세그먼트를 추가로 포함하며, 상기 입력 회전 부재는 상기 아치형 기어 세그먼트에 결합된 기어를 포함하는 수술용 도구.
  14. 수술용 도구로서,
    핸들과;
    상기 핸들로부터 원위측의 스테이플(staple) 적용 조립체, 및
    상기 스테이플 적용 조립체에 작동식으로 결합된 스테이플 적용 기구를 포함하며,
    상기 스테이플 적용 조립체는,
    다수의 스테이플, 및
    스테이플 형성 표면을 갖는 앤빌(anvil)을 포함하며,
    상기 스테이플 형성 표면은 상기 다수의 스테이플로부터 이격 배치된 개방 위치에서 상기 다수의 스테이플에 인접한 폐쇄 위치까지 이동하며,
    상기 스테이플 적용 기구는,
    발사 방향 및 복귀 방향으로 반복적으로 이동가능한 발사 액추에이터와,
    상기 발사 및 복귀 방향 이동에 대응하는 회전을 위해서 상기 발사 액추에이터에 연결된 입력 회전 부재와, 그것의 종방향 이동에 대응하는 회전을 위해서 상기 세장형 발사 부재에 결합된 출력 회전 부재, 및 상기 입력 회전 부재의 발사 회전을 상기 출력 회전 부재에 선택적으로 소통시키는 단-방향 클러치를 포함하는 회전 전동부를 포함하는 수술용 도구.
  15. 수술용 도구로서,
    발사 운동에 응답하도록 작동식으로 형성된 단부 이펙터와,
    상기 단부 이펙터에 부착되고, 상기 발사 운동을 종방향으로 전달하기 위한 이동을 위해 상기 단부 이펙터에 결합된 세장형 발사 부재를 포함하는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 근위측으로 부착된 핸들(handle)을 포함하고,
    상기 핸들은,
    발사 방향 및 복귀 방향으로 반복적 및 피봇식으로 이동가능한 발사 액추에이터와,
    한 방향의 간헐적인 회전을 상기 세장형 발사 부재내로 선택적으로 결합시키기 위해서 상기 발사 액추에이터의 아치형 이동에 응답하는 회전 전동 수단을 포함 하는 수술용 도구.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 단부 이펙터는 상기 발사 운동에 반응하는 스테이플링 및 절개 기구를 추가로 포함하는 수술용 도구.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 스테이플링 및 절개 기구는 폐쇄 운동에 반응하는 한 쌍의 대향 조우를 추가로 포함하며,
    상기 핸들은 상기 한 쌍의 대향 조우를 폐쇄하기 위한 수단을 추가로 포함하는 수술용 도구.
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