KR20210092257A - 힘-제한 그래스핑 메커니즘을 갖는 복강경 그래스퍼 - Google Patents
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Abstract
통합된 연장 엘리먼트를 갖는 작동기를 갖는 수술용 기구가 제공된다. 수술용 기구는, 핸들 어셈블리, 세장형 샤프트, 및 엔드 이펙터를 포함한다. 엔드 이펙터는 그래스핑된 조기에 대한 힘을 감소시키기 위해 그 위에 위치된 무손상 패드들을 갖는 조 어셈블리를 포함할 수 있다. 작동기는, 핸들 어셈블리의 이동가능 핸들의 움직임에 응답하여 조 어셈블리의 조들을 작동시키기 위해 세장형 샤프트 내에서 이동가능하다. 작동기는, 작동기가 상대적으로 낮은 힘의 인가 시에 세장형 샤프트 내에서 병진 이동하고, 작동기에 대한 상대적으로 더 높은 힘의 인가 시에 조 어셈블리에 의해 인가되는 힘을 제한하도록 병진 이동하고 연장하는 것을 가능하게 하는 통합된 연장 엘리먼트를 가질 수 있다. 작동기는 또한, 조들 내에 있는 동안 조직 체적이 감소하는 시나리오들에서 조직을 그래스핑하기 위해 사용되는 힘의 동적 양을 제공하기 위하여 통합된 연장 엘리먼트를 가지고 저장된 힘을 사용할 수 있다.
Description
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 "Laparoscopic Grasper with Force-Limiting Grasping Mechanism"이라는 명칭으로 2018년 11월 15일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 제62/768,018호의 이익 및 이에 대한 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
본 출원은 수술용 디바이스들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 복강경 그래스핑(grasping) 기구들과 같은 최소-침습 수술에서 사용하기 위한 기구들에 관한 것이다.
일반적으로 그리고 최소 침습 수술 절차들에서, 외과의는 수술 필드 내의 조직, 혈과 구조체, 또는 다른 물체들을 그래스핑하고 조작하기 위해 그래스핑 기구들을 빈번하게 사용한다. 그래스핑된 조직에 대한 견인을 유지하는 것이 바람직하지만, 과도한 힘을 조직에 가하는 것은 바람직하지 않다. 조직에 대한 과도한 힘은 조직 외상을 초래할 수 있다.
통상적인 수술용 그래스핑 기구들은 조직을 그래스핑하고 조작하기 위한 금속성 재료로 구성된 그래스핑 조(jaw)들을 포함하였다. 특정한 통상적인 수술용 그래스핑 기구들은 또한, 상대적으로 큰 샤프트 직경들을 수용할 것을 요구하는 상대적으로 복잡한 압축 코일 스프링 어셈블리들을 포함하는 힘 제한 메커니즘들을 포함하였다. 다른 통상적인 그래스핑 기구들은 어떠한 전용 힘 제한 메커니즘도 포함하지 않았다. 그 대신에, 이러한 통상적인 그래스핑 기구들은 강력한 그래스핑의 영향을 감소시키기 위하여 작동 핸들들의 가요성 및 순응성(compliance)에 의존한다.
따라서, 그래스핑된 조직에 대한 외상의 가능성을 감소시킬 수 있는 수술용 그래스핑 기구를 제공하는 것이 바람직하다. 유사하게, 상대적으로 저-비용 제조 및 조립을 용이하게 하는 단순화된 메커니즘을 갖는 수술용 그래스핑 기구를 제공하는 것이 바람직하다. 추가로, 5mm 기구들과 함께 사용하도록 구성된 포트와 같은 소형 수술 액세스 포트 직경과 함께 사용하도록 구성된 디바이스 내에 무손상(atraumatic) 힘 제한 특징부들을 포함하는 수술용 그래스핑 기구를 제공하는 것이 바람직하다.
특정 실시예들에 있어서, 수술용 그래스핑 기구가 본원에서 제공된다. 수술용 그래스핑 기구는, 핸들 어셈블리, 세장형(elongate) 샤프트, 및 조 어셈블리를 포함한다. 핸들 어셈블리는 고정식 핸들 및 고정식 핸들에 피봇이 가능하게 결합된 이동가능 핸들을 포함한다. 세장형 샤프트는 핸들 어셈블리로부터 원위로 연장한다. 세장형 샤프트는, 핸들 어셈블리에 결합된 근위 단부, 근위 단부에 대향되는 원위 단부, 및 근위 단부와 원위 단부에 의해 획정(define)되는 중심 길이 방향 축을 갖는다. 세장형 샤프트는 외부 튜브 및 외부 튜브 내에서 길이 방향으로 위치되는 작동기를 포함한다. 작동기는 외부 튜브 내에 슬라이딩 핏(sliding fit)을 가지며, 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답한다. 조 어셈블리는 세장형 샤프트의 원위 단부에 배치된다. 조 어셈블리는 제 1 조 및 제 2 조를 포함한다. 제 1 및 제 2 조들은 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하여 조 어셈블리의 개방 구성과 조 어셈블리의 폐쇄 구성 사이에서 피봇가능하다. 작동기는 중심 길이 방향 축을 따라 제 1 길이를 갖는다. 작동기는, 작동기에 인가되는 미리 결정된 힘에 응답하여 제 1 길이보다 더 큰 제 2 길이까지 작동기를 연장하도록 구성된 연장 엘리먼트를 포함한다.
특정 실시예들에 있어서, 수술용 기구가 본원에서 제공된다. 수술용 기구는, 핸들 어셈블리, 세장형 샤프트, 및 엔드 이펙터(end effector)를 포함한다. 핸들 어셈블리는 고정식 핸들, 고정식 핸들에 피봇이 가능하게 결합된 이동가능 핸들, 및 잠금 메커니즘을 포함한다. 잠금 메커니즘은 잠금 부재 및 잠금 릴리즈(lock release)를 포함한다. 잠금 부재는 핸들 어셈블리 내에서 연장하는 잠금 부분 및 고정식 핸들의 외부 표면에 인접하여 연장하는 트리거 부분을 갖는다. 잠금 부재는 잠긴 위치와 잠금 해제 위치 사이에서 이동가능하다. 잠금 릴리즈는 고정식 핸들에 결합된다. 잠금 릴리즈는 잠금 부재를 잠긴 위치로 유지하도록 구성된다. 잠금 릴리즈는 잠금 부재를 잠금 해제 위치로 릴리즈하도록 작동가능하다. 세장형 샤프트는 핸들 어셈블리로부터 원위로 연장한다. 세장형 샤프트는, 핸들 어셈블리에 결합된 근위 단부, 근위 단부에 대향되는 원위 단부, 및 근위 단부와 원위 단부에 의해 획정되는 중심 길이 방향 축을 갖는다. 세장형 샤프트는 외부 튜브 및 외부 튜브 내에서 길이 방향으로 위치되는 작동기를 포함한다. 작동기는 외부 튜브와의 슬라이딩 핏을 가지며, 작동기는 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답한다. 작동기는 근위 단부까지 핸들 어셈블리 내에서 연장하는 근위 섹션을 갖는다. 작동기는 근위 단부에 인접한 잠금 표면을 포함한다. 잠금 부재의 잠금 부분은 잠긴 위치에서 잠금 메커니즘의 작동기의 잠금 표면과 맞물린다. 엔드 이펙터는 세장형 샤프트의 원위 단부에 배치된다. 엔드 이펙터는 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하여 제 1 구성과 제 2 구성 사이에서 이동가능하다.
특정 실시예들에 있어서, 수술용 기구가 본원에서 제공된다. 수술용 기구는, 핸들 어셈블리, 세장형 샤프트, 및 엔드 이펙터를 포함한다. 핸들 어셈블리는 고정식 핸들 및 고정식 핸들에 피봇이 가능하게 결합된 이동가능 핸들을 포함한다. 세장형 샤프트는 핸들 어셈블리로부터 원위로 연장한다. 세장형 샤프트는, 핸들 어셈블리에 결합된 근위 단부, 근위 단부에 대향되는 원위 단부, 및 근위 단부 및 원위 단부에 의해 획정되는 길이 방향 축을 갖는다. 세장형 샤프트는 외부 튜브 및 외부 튜브 내에서 길이 방향으로 위치되는 작동기를 포함한다. 작동기는 외부 튜브 내에 슬라이딩 핏을 가지며, 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답한다. 작동기는 중심 길이 방향 축을 따라 길이, 높이, 및 폭을 갖는다. 폭은, 작동기가 평면 프로파일을 갖도록 높이보다 상당히 더 작다. 작동기는, 제 1 높이를 갖는 제 1 세그먼트, 제 1 높이보다 더 작은 제 2 높이를 갖는 제 2 세그먼트를 포함한다. 제 2 세그먼트는 작동기에 인가되는 힘에 응답하여 길이 방향으로 연장가능한 연장 엘리먼트를 획정한다. 제 2 세그먼트는, 복수의 길이 방향 섹션들, 복수의 횡방향 섹션들, 및 복수의 굴곡부들을 포함한다. 복수의 길이 방향 섹션들은 전반적으로 길이 방향 축에 평행하게 연장한다. 복수의 횡방향 섹션들은 길이 방향 축에 대하여 횡방향으로 연장한다. 복수의 굴곡부들은 복수의 길이 방향 섹션들의 각각의 길이 방향 섹션과 복수의 횡방향 섹션들의 인접한 횡방향 섹션 사이에 배치된다. 엔드 이펙터는 세장형 샤프트의 원위 단부에 배치된다. 엔드 이펙터는 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하여 제 1 구성과 제 2 구성 사이에서 이동가능하다.
본 개시의 이상에서 언급된 그리고 다른 장점들 및 특징들이 획득될 수 있는 방식을 설명하기 위해, 이상에서 간략하게 설명된 원리들의 더 특정한 설명이 첨부된 도면들에 예시된 특정 실시예들을 참조하여 렌더링될 것이다. 이러한 도면들이 오로지 본 개시의 실시예들만을 도시하며, 따라서, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하고, 본원에서 원리들은, 참조 번호들이 도면들 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 지정하는 첨부된 도면들의 사용을 통해 추가적인 특이성 및 세부사항들을 가지고 설명되고 기술된다는 것을 이해해야 한다.
도 1은 수술용 그래스핑 기구의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1의 그래스핑 기구의 분해도이다.
도 2a는 도 1의 그래스핑 기구의 핸들 어셈블리의 분해도이다.
도 2b는 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 분해도이다.
도 2c는 도 1의 그래스핑 기구의 트랙형(tracked) 헤드 부재를 갖는 작동기의 원위 단부에 결합된 조 어셈블리의 분해도이다.
도 2d는 도 2c의 조 어셈블리, 트랙형 헤드 부재, 및 작동기의 분해도이다.
도 3은 조 어셈블리가 개방 상태인 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 3a는 조 어셈블리가 개방 구성이고 외부 튜브 및 슬리브가 제거된 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 4는 조 어셈블리가 부분 폐쇄 구성인 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 4a는 조 어셈블리가 부분 폐쇄 구성이고 외부 튜브 및 슬리브가 제거된 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 5는 조 어셈블리가 폐쇄 구성인 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 5a는 조 어셈블리가 폐쇄 구성이고 외부 튜브 및 슬리브가 제거된 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 6은 조 어셈블리가 개방 상태인 도 1의 그래스핑 기구의 핸들 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 7은 조 어셈블리가 부분 폐쇄 구성인 상태로 위치된 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 8은, 조 어셈블리가 폐쇄 구성에 있고 래치 메커니즘이 래치 구성(latched configuration)으로 맞물린 상태로 위치된 도 1의 그래스핑 기구의 핸들 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 9는, 조 어셈블리가 폐쇄 구성에 있고 래치 메커니즘이 언래치 구성(unlatched configuration)으로 맞물린 상태로 위치된 도 1의 그래스핑 기구의 핸들 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 10은 방해받지 않는 상태 및 연장된 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 샤프트 어셈블리의 작동기의 측면도이다.
도 11a는 방해받지 않는 상태의 도 10의 작동기의 일 부분의 측면도이다.
도 11b는 연장된 상태의 도 10의 작동기의 일 부분의 측면도이다.
도 12는 연장 엘리먼트를 갖는 작동기의 다양한 실시예들의 측면도이다.
도 13은, 작동기의 일 실시예가 연장 엘리먼트를 갖는 상태의 수술용 기구의 일 실시예의 샤프트 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 14는 도 13의 샤프트 어셈블리의 섹션의 부분 절개 측면도이다.
도 15는, 작동기의 일 실시예가 연장 엘리먼트를 갖는 수술용 기구의 일 실시예의 샤프트 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 1은 수술용 그래스핑 기구의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1의 그래스핑 기구의 분해도이다.
도 2a는 도 1의 그래스핑 기구의 핸들 어셈블리의 분해도이다.
도 2b는 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 분해도이다.
도 2c는 도 1의 그래스핑 기구의 트랙형(tracked) 헤드 부재를 갖는 작동기의 원위 단부에 결합된 조 어셈블리의 분해도이다.
도 2d는 도 2c의 조 어셈블리, 트랙형 헤드 부재, 및 작동기의 분해도이다.
도 3은 조 어셈블리가 개방 상태인 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 3a는 조 어셈블리가 개방 구성이고 외부 튜브 및 슬리브가 제거된 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 4는 조 어셈블리가 부분 폐쇄 구성인 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 4a는 조 어셈블리가 부분 폐쇄 구성이고 외부 튜브 및 슬리브가 제거된 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 5는 조 어셈블리가 폐쇄 구성인 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 5a는 조 어셈블리가 폐쇄 구성이고 외부 튜브 및 슬리브가 제거된 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 측면도이다.
도 6은 조 어셈블리가 개방 상태인 도 1의 그래스핑 기구의 핸들 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 7은 조 어셈블리가 부분 폐쇄 구성인 상태로 위치된 도 1의 그래스핑 기구의 조 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 8은, 조 어셈블리가 폐쇄 구성에 있고 래치 메커니즘이 래치 구성(latched configuration)으로 맞물린 상태로 위치된 도 1의 그래스핑 기구의 핸들 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 9는, 조 어셈블리가 폐쇄 구성에 있고 래치 메커니즘이 언래치 구성(unlatched configuration)으로 맞물린 상태로 위치된 도 1의 그래스핑 기구의 핸들 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 10은 방해받지 않는 상태 및 연장된 상태의 도 1의 그래스핑 기구의 샤프트 어셈블리의 작동기의 측면도이다.
도 11a는 방해받지 않는 상태의 도 10의 작동기의 일 부분의 측면도이다.
도 11b는 연장된 상태의 도 10의 작동기의 일 부분의 측면도이다.
도 12는 연장 엘리먼트를 갖는 작동기의 다양한 실시예들의 측면도이다.
도 13은, 작동기의 일 실시예가 연장 엘리먼트를 갖는 상태의 수술용 기구의 일 실시예의 샤프트 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 14는 도 13의 샤프트 어셈블리의 섹션의 부분 절개 측면도이다.
도 15는, 작동기의 일 실시예가 연장 엘리먼트를 갖는 수술용 기구의 일 실시예의 샤프트 어셈블리의 부분 절개 측면도이다.
도 1을 참조하면, 수술용 그래스핑 시스템(100)의 일 실시예가 예시된다. 수술용 그래스핑 기구(100)는 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장할 수 있으며, 원위 단부에서의 조 어셈블리(200)와 같은 엔드 이펙터, 근위 단부와 원위 단부 사이에서 연장하는 샤프트 어셈블리(300), 및 근위 단부에서의 핸들 어셈블리(400)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 수술용 그래스핑 기구(100)는 최소-침습 수술 절차들에서 사용하기 위해 구성될 수 있으며, 그 결과 그것이 투관침 캐뉼라 또는 다른 수술 액세스 포트를 통해 연장되도록 크기가 결정되고 구성된다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어서, 샤프트 어셈블리(300)는, 예를 들어, 12mm 투관침, 10mm 투관침, 및 5mm 투관침과 같은 특정 기구들을 수용하기 위한 크기 분류를 갖는 투관침 캐뉼라를 통한 통과를 위해 크기가 결정된 외부 직경 및 매끄러운 외부 표면을 갖는 전반적으로 튜브형 몸체를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 본원에서 설명되는 수술용 기구들의 특정 측면들은 개복 수술 절차들에서 또는 상이한 크기들을 갖는 수술 액세스 포트들과 함께 사용하기 위해 적응될 수 있다.
도 2 및 도 2b를 참조하면, 도 1의 수술용 그래스핑 기구(100)의 분해도가 예시된다. 예시된 실시예에 있어서, 수술용 그래스핑 기구(100)의 조 어셈블리(200)는 피봇(250)에서 제 2 조(230)에 결합된 제 1 조(210)를 포함한다. 따라서, 서로에 대하여 제 1 및 제 2 조들(210, 230)을 피봇함으로써, 조 어셈블리(200)는, 제 1 조(210)가 제 2 조(230)로부터 이격된 개방 구성과 제 1 조(210)가 제 2 조(230)에 접근되어 그 사이에 조직, 혈관 구조체, 또는 다른 수술용 기구를 그래스핑하는 폐쇄 구성 사이에서 작동될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 조 어셈블리(200)는 사용 동안 조직 외상에 대한 가능성을 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및/또는 제 2 조들(210, 230)은 그 위에 형성된 무손상 패드를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 2b 둘 모두에 예시된 바와 같이, 제 1 조(210)는 제 1 무손상 조 패드(220)를 포함하며, 제 2 조(230)는 제 2 무손상 조 패드(240)를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 제 1 및 제 2 무손상 패드들(220, 240)은 상표 LATIS®로 판매되는 부드러운 상대적으로 낮은 경도계의 무손상 패드들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 조 어셈블리(200)는 무-패드(pad-less) 제 1 및 제 2 조들(210, 230)을 포함할 수 있으며, 조들에서의 압력 감소는 힘 감소 또는 제한 작동 메커니즘에 의해 향상될 수 있다.
도 2, 도 2c, 및 도 2d를 참조하면, 도 1의 수술용 그래스핑 기구(100)의 분해도가 예시된다. 예시된 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 조들(210, 230)은 서로에 그리고 피봇(250)에서 샤프트(미도시)에 피봇가능하게 결합된다. 작동 포스트 또는 핀(254)은 피봇(250)과의 맞물림의 근위에서 제 1 및 제 2 조들(210, 230)의 각각으로부터 돌출한다. 조 어셈블리(200)는, 제 1 및 제 2 조들(210, 230)의 각각의 근위 단부들 사이에 위치된 헤드 부재(360)에 의해 작동기(310)의 원위 단부에 결합된다. 헤드 부재(360)의 각각의 측면은 내부에 형성된 트랙(364)을 갖는다. 제 1 및 제 2 조들(210, 230)의 각각의 작동 포스트들 또는 핀들(254)은, 샤프트의 외부 튜브에 대한 헤드 부재(360) 및 작동기(310)의 근위 및 원위 움직임이 제 1 및 제 2 조들(210, 230)을 개방하고 폐쇄하기 위해 작동 핀들(254)을 움직이도록 개별적인 트랙들(364) 내에 위치된다. 심(shim)(370)은 외부 튜브 내에서 조 어셈블리(200) 및 헤드 부재(360)의 희망되는 간격을 유지하기 위해 헤드 부재(360)의 원위 단부에 위치될 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 심(370)은, 하중 하에서 트랙(364)으로부터 분리되게 하는 작동 포스트 또는 핀(254)의 임의의 경향을 감소시키기 위해 제 1 및 제 2 조들(210, 230)의 근위 단부들 및 헤드 부재(360) 양쪽에 위치되는 새들(saddle) 구성을 가질 수 있다.
계속해서 도 2를 참조하면, 세장형 샤프트 어셈블리(300)는, 작동기(310), 외부 튜브(330) 및 유전체 슬리브(340)를 포함할 수 있다. 작동기는 외부 튜브(330) 내에 슬라이드가능하게 위치될 수 있다. 유전체 슬리브(340)는 외부 튜브(330)의 외부 표면 주위에 배치될 수 있으며, 세장형 샤프트 어셈블리(300)에 대한 전기적 절연을 제공할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 작동기(310)는 근위 단부(312)와 원위 단부(314) 사이에서 전반적으로 길이 방향으로 연장하는 실질적으로 평면 부재를 포함할 수 있다. 작동기(310)의 실질적으로 평면 기하구조는, 근위 단부(312)와 원위 단부(314) 사이의 길이, 길이에 직교하는 높이, 및 길이 및 높이 둘 모두와 직교하는 폭에 의해 획정될 수 있다. 폭은, 높이 및 길이보다 상당히 더 작다. 특정 실시예들에 있어서, 작동기(310)는, 예를 들어, 희망되는 강도, 연장, 및 피로 수명 특성들을 갖는 작동기(310)를 제공하기 위한 2개의 작동기 스트립들과 같은 복수의 작동기 스트립들의 스택(stack)을 포함할 수 있다.
계속해서 도 2 및 도 2a를 참조하면, 예시된 실시예에 있어서, 핸들 어셈블리(400)는, 고정식 핸들(410), 잠금 메커니즘(430)의 피봇 핀에서 고정식 핸들(410)에 피봇가능하게 결합되는 이동가능 핸들(420), 및 회전 노브(knob)(460)를 획정하는 하우징 절반부들의 쌍으로 형성된 하우징을 포함한다. 예시된 실시예에 있어서, 고정식 핸들(410)은 사용자의 손의 손가락들 내에 그래스핑되도록 윤곽이 결정될 수 있으며, 이동가능 핸들(420)은 사용자의 엄지에 의해 맞물리며 사용자의 엄지의 연장 및 굴곡에 의해 이동되는 엄지 링을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 핸들 어셈블리의 다른 구성들이 본원에서 설명되는 세장형 샤프트 어셈블리들 및 엔드 이펙터 어셈블리들과 함께 사용될 수 있음이 고려된다.
도 3 내지 도 5 및 도 3a 내지 도 5a를 참조하면, 수술용 그래스핑 기구의 조 어셈블리(200)는 개방(도 3 및 도 3a), 부분 폐쇄(도 4 및 도 4a), 및 폐쇄 구성들(도 5 및 도 5a)로 예시된다. 도 3 및 도 3a에 예시된 바와 같이, 조 어셈블리(200)가 개방 구성에 있는 상태에서, 제 1 조(210)는, 그래스핑될 물체가 제 1 및 제 2 조들(210, 230) 사이에 위치된 상태에서 사용자가 수술 지점 내에서 수술용 그래스핑 기구를 위치시킬 수 있도록 제 2 조(230)로부터 이격된다. 제 1 조(210) 및 제 2 조(230)는 링키지 리벳, 핀, 또는 다른 피봇가능 어셈블리와 같은 피봇(250)에서 서로 피봇가능하게 결합된다.
계속해서 도 3 및 도 3a를 참조하면, 피봇(250)은 또한 세장형 샤프트 어셈블리(300)의 원위 단부에서 세장형 샤프트 어셈블리(300)의 외부 튜브(330)에 결합된다. 세장형 샤프트 어셈블리(300)는, 피봇(250) 근처의 맞물림 위치들에서 조 어셈블리(200)의 제 1 및 제 2 조들(210, 230)과 맞물리는 헤드 부재(360)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에 있어서, 제 1 및 제 2 조들(210, 230)은 각기 피봇(250) 근처의 위치에서 세장형 샤프트 어셈블리(300)에 대하여 안쪽으로 방사상으로 돌출하는 작동 핀을 포함할 수 있으며, 헤드 부재(360)는, 제 1 조(210)의 작동 핀을 수용하도록 위치되는 제 1 홈, 슬롯 또는 트랙(364) 및 제 2 조(230)의 작동 핀을 수용하도록 위치되는 그 내부에 형성된 제 2 홈, 슬롯, 또는 트랙을 포함할 수 있다. 제 1 트랙 및 제 2 트랙은, 헤드 부재(360)의 근위 및 원위 움직임이 피봇(250)에 대하여 서로에 대해 제 1 및 제 2 조들(210, 230)를 피봇하도록 세장형 샤프트 어셈블리(300)의 중심 길이 방향 축에 대하여 횡방향으로 연장할 수 있다.
계속해서 도 3 및 도 3a를 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 세장형 샤프트 어셈블리(300)는 길이 방향 정렬에 대하여 원위 단부에서 외부 튜브(330) 내에 위치되는 적어도 하나의 심 부재와 같은 조 지지 부재를 더 포함할 수 있으며, 중심 길이 방향 축에 대하여 헤드 부재(360) 및 조 어셈블리(200)의 간격을 유지할 수 있다. 예시된 실시예들에 있어서, 세장형 샤프트 어셈블리(300)는, 수술 지점으로부터 세장형 샤프트 어셈블리 내로의 유체 및 가스 진입 또는 누설을 방지하기 위해 외부 튜브(330)의 내부 표면과 헤드 부재(360) 사이에 배치되는 밀봉 엘리먼트(350)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 세장형 샤프트 어셈블리(300)는 헤드 부재(360) 내에 홈에 의해 유지되고 배치되는 O-링을 포함할 수 있다.
계속해서 도 3 및 도 3a를 참조하면, 헤드 부재(360)의 근위 단부는 작동기(310)의 원위 단부에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 헤드 부재(360)의 근위 단부 및 작동기(310)의 원위 단부는 세장형 샤프트 어셈블리(300)의 중심 길이 방향 축에 대하여 회전가능한 커플링을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 헤드 부재(360)의 근위 단부는 돌출 환형 포스트(362)를 포함하며, 작동기(310)의 원위 단부(314)는 환형 포스트(362)를 수용하도록 크기가 결정되고 구성된 컷아웃(cutout)을 포함할 수 있고, 세장형 샤프트 어셈블리(300)의 중심 길이 방향 축에 대한 조 어셈블리(200)의 회전을 허용할 수 있다. 도 6을 참조하여 추가로 설명되는 바와 같이, 따라서 핸들 어셈블리(400)의 회전 노브(460)의 회전은, 조 어셈블리(200)를 중심 길이 방향 축에 대하여 희망되는 배향으로 회전시키기 위해 세장형 샤프트 어셈블리(300)의 외부 튜브(330)를 회전시킬 수 있다.
계속해서 도 3 및 도 3a를 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 헤드 부재(360)는 금속 사출 몰딩(metal injection molding; MIM) 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 유익하게는, 이러한 MIM 프로세스는 희망되는 강도 및 피로 수명 특성을 가지며 희망되는 기하학적 특징들을 갖도록 형성되는 금속성 재료의 헤드 부재(360)의 효율적이고 빠른 제조를 가능하게 할 수 있으며, 여기에서 통합된 트랙들 또는 슬롯들은 이상에서 설명된 바와 같이 작동기(310)와 맞물리기 위해 조 어셈블리(200) 및 포스트 또는 위치 결정 핀과 맞물린다. 다른 실시예들에 있어서, 헤드 부재(360)는, 희망되는 기하구조를 갖도록 캐스팅되거나, 기계가공되거나 또는 달리 프로세싱된 금속성 재료로 형성될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 헤드 부재(360)는 비-금속성 재료로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 4a를 참조하면, 조 어셈블리(200)의 일 실시예가 부분 폐쇄 구성으로 예시된다. 예시된 바와 같이, 중심 길이 방향 축을 따른 작동기(310)의 근위 병진 이동은 제 1 조 패드(220) 및 제 2 조 패드(240)를 근접시키기 위해 제 1 조(210) 및 제 2 조(230)를 서로에 대해 피봇한다.
계속해서 도 4 및 도 4a를 참조하면, 제 1 조(210) 및 제 2 조(230)는 동일한 기하학적 특징부들을 가지며, 중심 길이 방향 축에 대해 횡방향으로 연장하는 동일한 피봇 축에 대하여 피봇한다. 예시된 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 조들(210, 230)의 피봇 축은 전반적으로 중심 길이 방향 축에 대하여 수직으로 연장한다. 제 1 조(210)는 전반적으로 제 1 조 축을 획정하는 세장형 구성을 가지며, 제 2 조(230)는 전반적으로 제 2 조 축을 획정하는 세장형 구성을 갖는다. 특정 실시예들에 있어서, 작동기(310)의 근위 병진 이동은, 제 1 및 제 2 조들(210, 230)을 제 1 조 축과 제 2 조 축 사이에 획정된 각도가 약 45도인 개방 위치로부터 제 1 조 축과 제 2 조 축 사이에 획정된 각도가 약 0도인 폐쇄 위치로 피봇한다.
도 5 및 도 5a를 참조하면, 조 어셈블리(200)의 일 실시예가 폐쇄 구성으로 예시된다. 폐쇄 구성에서, 제 1 조(210) 및 제 2 조(230)가 접근되며, 그 결과 제 1 조 패드(220)가 제 2 조 패드(240)에 인접하거나 또는 그래스핑되는 물체에 의해 분리된다. 이상에서 언급된 바와 같이, 제 1 조 패드(220) 및 제 2 조 패드(240)는 그 사이에 그래스핑되는 조직에 대하여 무손상성이 되도록 선택된 재료로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 조 패드(220) 및 제 2 조 패드(240)는 제 1 조(210) 및 제 2 조(230)에 비하여 상대적을 큰 표면적 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 바람직하게는, 제 1 및 제 2 조 패드들(220, 240)은 피봇(250)에 대해 원위의 제 1 및 제 2 조들(210, 230)의 길이의 적어도 약 20%를 따라 연장할 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 조 패드들(220, 240)은 피봇(250)에 대해 원위의 제 1 및 제 2 조들(210, 230)의 길이의 적어도 약 25%를 따라 연장할 수 있다. 유익하게는, 이러한 상대적으로 큰 무손상 접촉 표면은 그래스핑되는 조작에 대한 외상의 위험성을 감소시키기 위해 그래스핑되는 물체에 인가되는 압력을 큰 표면적에 걸쳐 분배할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 조 패드들(220, 240)은, 개별적인 제 1 및 제 2 조들(210, 230)에 의해 획정된 길이 방향 축에 대하여 횡방향 각도로 배치될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 조 패드들(220, 240)의 각도적 안착은 중심 길이 방향 축에 대하여 근위로 그래스핑된 물체를 끌어당기는 경향을 가질 수 있다. 제 1 및 제 2 조 패드들(220, 240)의 각도적 안착은 유익하게는, 그래스핑되는 물체에 인가되는 압력을 실질적으로 증가시키지 않고 수술용 그래스핑 기구의 견인 능력을 증가시킬 수 있다.
계속해서 도 5를 참조하면, 조 어셈블리(200)의 예시된 실시예에 있어서, 제 1 및 제 2 조들(210, 230)은, 수술 지점, 수술 액세스 포트, 및 다른 수술용 기구 내의 조직에 대한 외상의 발생을 추가로 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 조들(210, 230)은 각기, 무손상 비-금속성 외부 표면이 적용되는 강성 금속성 내부 조 척추(spine)를 포함하는 복합 구성물로 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 조 패드들(220, 240)은 무손상 비-금속성 외부 표면 상에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 일부 실시예들에 있어서, 제 1 및 제 2 조들(210, 230)은 각기, 플라스틱 오버몰딩 외부 표면이 적용되는 금속성 내부 조 척추를 포함할 수 있다. 플라스틱 오버몰드들은 각기 개별적인 제 1 및 제 2 조 패드들(220, 240)을 수용하도록 크기가 결정되고 구성된 패드 표면을 가질 수 있다. 패드 표면들은, 제 1 및 제 2 조 패드들(220, 240)을 각진 배향으로 위치시키기 위해 개별적인 제 1 및 제 2 조들(210, 230)의 길이 방향 축에 대하여 횡방향 각도로 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 조 패드들(220, 240)은 패드 구조체에 접착되거나 또는 달리 결합될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본원에서 설명되는 수술용 그래스핑 기구(100)의 핸들 어셈블리(400)의 일 실시예가 예시된다. 예시된 바와 같이, 이동가능 핸들(420)은, 도 3에 예시된 바와 같이, 조 어셈블리(200)를 개방 구성으로 위치시키기 위해 고정식 핸들(410)로부터 이격된다. 바람직하게는, 특정 실시예들에 있어서, 고정식 핸들(410)은 사용자에 대해 부드러운 터치 표면을 제공하기 위해 그립 내에 착탈가능하게 위치된 탄성중합체 손가락 그립 삽입부(415)(도 2)를 포함하는 생체공학적 손가락 그립을 가질 수 있다. 유사하게, 이동가능 핸들(420)의 엄지 링은 사용자에 대해 부드러운 터치 표면을 제공하기 위해 엄지 링 내에 착탈가능하게 위치된 탄성중합체 엄지 그립 삽입부(425)(도 2)를 포함할 수 있다. 사용자가 핸들 어셈블리(400)에 대하여 외부 튜브(330)를 회전시키기 위해 핸들 어셈블리(400)에 대해 회전 노브(460)를 추가적으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 핸들 어셈블리(400)는, 사용자의 집게 손가락이 회전 노브(460)를 회전시키기 위해 용이하게 연장될 수 있도록 하는 생체공학적 프로파일을 가지고 구성될 수 있다. 이러한 회전은, 그래스핑될 조직, 혈관 구조체, 또는 다른 물체에 대해 외부 튜브(330)에 결합된 조 어셈블리(200)를 희망되는 배향으로 배향할 수 있다.
도 7을 참조하면, 도 4에 예시된 바와 같은 부분 폐쇄 구성의 조 어셈블리(200)에 대응하는 부분 폐쇄 구성의 핸들 어셈블리(400)가 예시된다. 부분 폐쇄 구성에서, 이동가능 핸들(420)은 잠금 메커니즘(430)의 피봇 핀에 대하여 고정식 핸들(410)에 대해 피봇된다. 예시된 실시예에 있어서, 이동가능 핸들은 엄지 링을 갖는 제 1 단부(422)로부터 제 2 단부(424)로 연장한다. 잠금 메커니즘(430)의 피봇 핀은 제 1 단부(422)와 제 2 단부(424) 사이에 배치된다. 이동가능 핸들(420)의 제 2 단부(424)는 작동기(310)의 근위 단부(312)에 결합된다. 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310)의 근위 단부(312)는, 이동가능 핸들(420)의 제 2 단부(424)와 결합되도록 구성되며 그 사이의 힘의 전달을 가능하게 하는 리세스, 보어(bore), 슬롯, 또는 다른 특징부와 같은 근위 커플러(313)를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 근위 커플러는, 이동가능 핸들(420)의 제 2 단부(424)로부터 돌출하는 포스트를 수용할 수 있거나 또는 결합 핀 또는 리벳에 의해 이에 결합될 수 있는 보어를 포함한다. 따라서, 이동가능 핸들(420)이 잠금 메커니즘(430)의 피봇 핀에 대해 피봇됨에 따라, 작동기(310)는 중심 길이 방향 축에 대하여 근위로 당겨진다. 유사하게, 이러한 근위 움직임은, 도 4에 도시된 바와 같이 조 어셈블리(200)를 폐쇄하기 위해 세장형 샤프트 어셈블리(300)의 헤드 부재(360)를 근위로 움직인다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 이동가능 핸들(420)의 추가적인 움직임은, 도 5에 도시된 바와 같이 조 어셈블리(200)를 폐쇄 구성으로 움직이기 위해 수술용 그래스핑 기구를 추가로 작동시킬 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 핸들 어셈블리(400)는, 고정식 핸들(410)에 대하여 이동가능 핸들(420)을 희망되는 위치에 유지하기 위해 그 내부에 잠금 메커니즘을 더 포함한다. 특정 실시예들에 있어서, 잠금 메커니즘(430)은, 잠금 메커니즘을 래치하고 언래치하기 위해 사용자에 의해 작동되는 트리거 잠금부(440) 및 잠금 릴리즈(450)를 포함할 수 있다.
계속해서 도 8 및 도 9를 참조하면, 래치(도 8) 및 언래치(도 9) 구성들의 잠금 메커니즘(430)의 일 실시예가 예시된다. 잠금 메커니즘(430)의 트리거 잠금부(440)는 고정식 핸들(410)에 인접하여 연장하는 트리거 부분(444)을 갖는 제 1 단부로부터 작동기(310)에 인접하여 핸들 어셈블리(400) 내에 위치되며 잠금 부분(442)을 갖는 제 2 단부로 연장한다. 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310)는, 잠금 메커니즘(430)이 래치 구성에 있을 때, 트리거 잠금부(440)의 잠금 부분(442)과 선택적으로 맞물리도록 크기가 결정되고 구성되며 그 내부에 형성되는 래치 리세스와 같은 맞물림 표면을 가질 수 있다. 잠금 메커니즘(430)은, 잠금 메커니즘(430)이 래치 구성에 있을 때, 래치 리세스와 잠금 부분(442)의 맞물림을 유지하기 위해 트리거 잠금부(440)의 잠금 부분(442)을 편향시키기 위한 잠금 스프링(446)을 핸들 어셈블리 내에 더 포함할 수 있다.
잠금 메커니즘(430)이 래치 구성에 있는 도 8을 참조하면, 트리거 잠금부(440)의 잠금 부분(442)은 작동기(310)가 중심 길이 방향 축에 대하여 근위로 그리고 원위로 자유롭게 병진 이동하는 것을 제한하도록 위치되고 배향된다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어서, 잠금 부분(442)은, 잠금 부분(442)이 전반적으로 (도 9에 예시된 바와 같이) 작동기(310)에 대하여 수직으로 배향될 때 작동기(310)가 이를 통해 자유롭게 병진 이동할 수 있으며 잠금 부분의 통로가 작동기의 길이 방향 축에 대해 수직인 축과 오정렬될 때(도 8) 작동기(310)와 맞물리는 그 내부에 형성된 통로 또는 전반적으로 직사각형 윈도우를 포함할 수 있다. 잠금 스프링(446)은, 일단 잠금 릴리즈(450)가 눌려서 트리거 잠금부(440)가 고정식 핸들(410)로부터 분리되는 것을 가능하게 했으면, 트리거 잠금부(440)의 잠금 부분(442)을 작동기(310)와 결합 맞물리도록 편향시킨다. 따라서, 트리거 잠금부(440)와 작동기(310) 사이의 이러한 맞물림이 조 어셈블리(200)를 희망되는 위치에 잠근다.
일부 실시예들에 있어서, 잠금 메커니즘(430)의 트리거 잠금부(440)는, 잠금 메커니즘(430)에 의해 획정된 포인트를 넘어 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 복귀하려는 조 어셈블리(220)에 의한 시도들을 방지하기 위한 조 어셈블리(220)에 대한 역방향 한계를 획정할 수 있다. 그러나, 트리거 잠금부(440)에 의해 부여되는 제한들은, 조 어셈블리(220)가 폐쇄 위치에서 조직을 압축하는 정도에 대응하는 전방 한계를 획정하지 않을 수 있다.
도 9를 참조하면, 사용자가 조직 표본들을 그래스핑하기 위해 제 1 및 제 2 조들을 재배치하는 것을 희망할 때, 이동가능 핸들(420)은 부분 폐쇄 또는 폐쇄 위치와 같은 희망되는 위치로 이동될 수 있으며, 여기에서 언래치 구성의 잠금 메커니즘(430)은 잠금 릴리즈(450)와의 래치 맞물림에 의해 고정식 핸들(410)과 근접된 트리거 잠금부(440)를 갖는다. 예시된 바와 같이, 트리거 부분(444)의 단부는 잠금 릴리즈(450) 위에서 전진되고 잠금 릴리즈(450)에 의해 고정식 핸들(410)에 인접하게 유지될 수 있다. 트리거 잠금부(440)가 고정식 핸들(410)에 인접하여 위치된 상태에서, 트리거 잠금부(440)의 잠금 부분(442)은, 이동식 핸들(420)의 움직임에 응답하여 잠금 부분(442) 내에 형성된 통로를 통한 작동기(310)의 자유 병진 이동을 허용하도록 배향된다.
계속해서 도 9를 참조하면, 특정 실시예들에 있어서, 잠금 릴리즈(450)는 잠금 릴리즈 피봇(452)에서 고정식 핸들(410)에 피봇가능하게 결합될 수 있다. 잠금 릴리즈(450)는 트리거 잠금부(440)의 트리거 부분(444)을 고정식 핸들(410)에 인접하게 유지하기 위해 편향될 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 잠금 릴리즈(450)는 핸들 어셈블리 내에 배치된 잠금 릴리즈 스프링(454)을 가지고 편향될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 잠금 릴리즈(450)는 희망되는 편향을 가지고 그리고 잠금 릴리즈 피봇 없이 고정식 핸들(410)로부터 연장하는 가요성 부재로 형성될 수 있다. 사용자가 이동가능 핸들(420), 작동기(310), 및 조 어셈블리(200)의 고정된 위치를 유지하기 위해 잠금 메커니즘(430)을 맞물리는 것을 희망할 때, 사용자는 잠금 릴리즈 스프링(454)의 편향을 극복하고 트리거 잠금부(440)의 트리거 부분(444)의 단부와의 맞물림에서 벗어나도록 잠금 릴리즈(450)를 피봇하기 위하여 잠금 릴리즈(450)를 누를 수 있다.
도 10을 참조하면, 본원에서 설명되는 세장형 샤프트 어셈블리들에서 사용하기 위한 작동기(310)의 일 실시예가 방해받지 않는(상부) 및 연장된(하부) 상태들로 예시된다. 작동기(310)는 그것의 길이 및 높이에 비하여 상당히 작은 폭을 갖는 실질적으로 평면 구성을 갖는다. 유익하게는, 이러한 평면 구성은, 희망되는 인장 강도 및 내구성 특성들을 달성하기 위해 열 처리될 수 있는 금속성 재료의 코일 또는 시트로부터 효율적으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310)는 희망되는 구조적 속성들을 갖는 금속성 재료의 시트로부터 압인될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310)는 17-7 PH 스테인리스 스틸의 코일 시트로서 금속성 재료로부터 형성될 수 있다. 수술용 그래스핑 기구의 특정 실시예들에 있어서, 2개 또는 그 이상의 압인된 시트 작동기들이, 점진적인 압인에 의해 상대적으로 빠르게 제조될 수 있으면서 희망되는 연장 속성들 및 내구성 특성들을 달성하기 위해 인접하는(adjoining) 배향으로 평행하게 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310)는 그래스핑되는 물체에 인가되는 힘을 제한하도록 구성될 수 있으며, 이는 유익하게는 그래스핑되는 조직에 대한 외상의 발생을 감소시킬 수 있다.
계속해서 도 10을 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310)는 통합된 연장 엘리먼트(316)를 획정하도록 형성된 세그먼트를 포함할 수 있다. 유익하게는, 연장 엘리먼트(316)는, 작동기(310)의 저-비용의 효율적인 제조를 가능하게 하는 통합된 구성물을 갖는 작동기(310)에 대한 힘-제한 스프링 메커니즘으로서 기능할 수 있다. 예시된 바와 같이, 연장 엘리먼트(316)는 작동기(310)의 근위 단부(312)와 원위 단부(314) 사이에 배치될 수 있으며, 여기에서 작동기의 나머지 세그먼트들은 비-연장 또는 강성 엘리먼트들(324)을 획정한다. 예시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는, 강성 엘리먼트들(324)의 대응하는 높이보다 더 작은 작동기(310)의 길이에 직교하는 높이를 가질 수 있다. 예시된 실시예에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는, 강성 엘리먼트들(324)의 높이의 약 절반인 높이를 포함한다.
도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는 작동기(310)에 대하여 희망되는 스프링 상수를 정의하는 기하학적 프로파일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는 중심 길이 방향 축에 전반적으로 평행하게 연장하는 복수의 길이 방향 섹션들(322), 중심 길이 방향 축을 가로질러 연장하는 복수의 횡방향 섹션들(318), 및 복수의 길이 방향 섹션들의 각각의 길이 방향 섹션과 복수의 횡방향 섹션들의 인접한 횡방향 섹션 사이에 배치되는 복수의 굴곡부들(320)을 포함한다. 특정 실시예들에 있어서, 각각의 굴곡부(320)는 내부 반경 및 외부 반경을 갖는 아크 세그먼트를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는 복수의 연장 섹션들(317)을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 각각의 개별적인 연장 섹션(317)은 피크로부터 다음 피크(또는 저점 대 인접한 저점)로 연장하는 전반적으로 파형-유사(waveform-like) 프로파일의 세그먼트에 의해 획정되는 완전(full) 섹션이다. 따라서, 각각의 연장 섹션(317)은 제 1 길이 방향 세그먼트(322), 제 1 굴곡부(320), 제 1 횡방향 세그먼트(318), 제 2 굴곡부(321), 제 2 길이 방향 세그먼트(323), 제 3 굴곡부(325), 제 2 횡방향 세그먼트(319), 및 제 4 굴곡부(327)를 포함할 수 있다.
계속해서 도 10, 도 11a, 및 도 11b를 참조하면, 인장력이 작동기(310)에 인가될 때, 인접한 길이 방향 세그먼트들(322) 사이의 거리(X)(도 11a)는 연장된 길이(X+ΔX)까지 연장할 것이며(도 11b), 그 결과 근위 단부(312)와 원위 단부(314) 사이의 전체 길이가 연장된다(도 10). 따라서, 작동기(310)의 이러한 연장 특성은 바람직하게는 수술용 그래스핑 기구의 조 어셈블리에 의해 인가되는 힘을 제한할 수 있다. 사용자가 상대적으로 큰 힘을 인가하거나 또는 상대적으로 두꺼운 조직 샘플을 그래스핑하려고 시도하는 이벤트에서, 인가되는 힘의 일 부분은 그래스핑되는 조직에 직접적으로 인가되는 것이 아니라 작동기를 연장할 것이다.
계속해서 도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 특정 실시예들에 있어서, 길이 방향 세그먼트들(322), 굴곡부들(320), 및 횡방향 세그먼트들(318)의 치수들은, 희망되는 스프링 상수 및 피로에 대한 저항을 갖는 연장 엘리먼트(316)를 제공하도록 크기가 결정되고 구성될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 작동기(310)는, 제어되는 인장 부하들 하에서 탄성 속성들을 갖는 스테인리스-스틸 시트 재료와 같은 강성 재료로 형성된다. 바람직하게는, 작동기(310)는, 높이 또는 길이 치수보다 상당히 더 작은 폭 또는 두께 치수를 갖는 실질적으로 평면 구성을 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 한편으로 수술용 그래스핑 기구가 5mm 투관침 전달 시스템들 내에서 도입되지만, 외부 튜브는 0.197 인치의 최대 외부 직경 및 0.140 인치의 최소 내부 직경을 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 외부 튜브 내에 위치된 작동기(310)는 .190 인치 내지 .100 인치 사이의 높이를 가질 수 있으며, .010 인치 내지 .110 인치 사이의 두께를 가질 수 있다. 바람직하게는, 2개의 작동기들은 .020 인치 내지 .110 인치 사이의 결합된 두께를 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 다수의 작동기들은 .020 인치 내지 .110 인치 사이의 결합된 두께를 갖도록 평행하게 함께 조립될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 수술용 그래스핑 기구가 5mm보다 더 큰 투관침 전달 시스템들 내에서 도입되지만, 작동기(310)는 .350 인치의 최대 높이 및 .010 인치 내지 .250 인치 사이의 두께를 가질 수 있다. 5mm 투관침과 같은 5mm 카테고리 액세스 포트를 통한 배치를 위해 크기가 결정되고 구성된 기구와 함께 사용하기 위한 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310)는 약 .040 인치의 두께를 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 작동기(310)는 각기 약 .020 인치의 두께를 갖는 2개의 인접하는 작동기 부재들의 스택을 포함할 수 있다.
계속해서 도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 특정 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는 적어도 20개의 연장 섹션들(317)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 연장 엘리먼트는 적어도 30개의 연장 섹션들(317)을 포함할 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 특정 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는 적어도 40개의 연장 섹션들(317)을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는 48개의 연장 섹션들(317)을 포함할 수 있다. 예시된 실시예가 각기 연장 엘리먼트(316)를 형성하기 위해 반복되는 일관된 기하구조를 갖는 복수의 연장 섹션들(317)을 포함하지만, 다른 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는 작동기(310)의 길이를 따라 가변 패턴을 갖는 다양한 세그먼트 및 굴곡부 기하구조들로 형성될 수 있다.
계속해서 도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 특정 실시예들에 있어서, 굴곡부들(320)은 내부 반경 및 외부 반경에 의해 획정되는 아크 기하구조를 가질 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 굴곡부들(320)은 필릿(fillet) 또는 반경을 갖지 않는 예각들을 갖는 섹션들에 의해 형성될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 내부 반경은 약 0.02 인치 내지 0.08 인치 사이일 수 있다. 바람직하게는, 내부 반경에 의해 획정되는 완전 반경은 약 0.05 인치 내지 0.06 인치 사이일 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 외부 반경은 약 0.024 인치 내지 0.054 인치 사이일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 내부 반경은 외부 반경보다 더 크다. 다른 실시예들에 있어서, 내부 반경은 외부 반경보다 더 작다. 특정 실시예들에 있어서, 내부 반경에 의해 획정되는 완전 반경은 약 0.05 인치이며, 외부 반경은 약 0.044 인치이다. 다른 실시예들에 있어서, 내부 반경에 의해 획정되는 완전 반경은 약 0.06 인치이며, 외부 반경은 약 0.036 인치이다.
특정 실시예들에 있어서, 내부 및 외부 반경들은, 연장 엘리먼트(316)의 상부 에지 및 하부 에지에 접하는 선에 의해 획정되는 상대적으로 일정한 폭을 갖는 연장 엘리먼트(316)를 제공하도록 크기가 결정되고 구성될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)의 상부 에지 및 하부 에지에 접하는 선에 의해 획정되는 폭은 약 0.060 인치 내지 0.080 인치 사이이다. 바람직하게는, 접선에 의해 획정되는 연장 엘리먼트(316)의 폭은 약 0.065 인치 내지 0.075 인치 사이일 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 접선에 의해 획정되는 연장 엘리먼트(316)의 폭은 약 0.07 인치이다.
계속해서 도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 작동기(310)의 연장 엘리먼트(316)는 커넥터 단부를 획정하는 강성 엘리먼트(324)에 의해 원위 단부(314)로부터 이격될 수 있으며, 여기에서 직선 섹션은 연장 엘리먼트(316)의 상부 에지 및 하부 에지에 접하는 라인에 의해 획정된 폭보다 더 큰 높이를 갖는다. 일부 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는 적어도 0.2 인치만큼 원위 단부(314)로부터 이격될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 연장 엘리먼트(316)는 약 0.02 인치와 같은 최소 거리를 갖는 커넥터 단부 직선 섹션에 의해 원위 단부(314)로부터 이격될 수 있다.
계속해서 도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 특정 실시예들에 있어서, 각각의 완전 연장 섹션(317)의 총 길이는 희망되는 스프링 상수 및 피로 강도를 제공하도록 크기가 결정되고 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 각각의 완전 연장 섹션(317)의 길이는 약 0.200 인치와 0.360 인치 사이일 수 있다. 바람직하게는, 각각의 연장 섹션(317)의 길이는 약 0.240 인치 내지 0.260 인치 사이일 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 각각의 연장 섹션은 약 0.240 인치의 길이를 가질 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 각각의 연장 섹션은 약 0.260 인치의 길이를 가질 수 있다.
계속해서 도 10 및 도 11a를 참조하면, 바람직하게는, 이동가능 핸들의 작동에 의해 작동기(310)에 인가되는 힘이 미리 결정된 레벨보다 낮을 때, 작동기(310)는 외부 튜브(330) 내에서 병진 이동하며, 여기에서 연장 엘리먼트(316)는 일정한 길이를 유지한다. 따라서, 작동기(310)에 인가되는 상대적으로 낮은 힘을 가지면, 작동기(310)는 고체 로드(solid rod) 작동기로서 기능한다. 작동기(310)는 병진 이동 상에서 일정하게 남아 있는 중심 길이 방향 축을 따른 제 1 길이를 가지며, 여기에서 상대적으로 낮은 힘의 인가는 고체 로드로서 작동기(330)를 움직인다.
도 10 및 도 11b를 참조하면, 두꺼운 조직 표본이 조 어셈블리의 제 1 및 제 2 조들 사이에 삽입될 때와 같이, 상대적으로 높은 힘이 작동기(310)에 인가될 때, 연장 엘리먼트(316)가 이에 응답하여 스트레칭될 수 있으며, 그럼으로써 원위 단부(314)에서 작동기(310)의 유효 스트로크 길이를 감소시킨다. 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310)는 스프링-형 작동기로서 기능한다. 따라서, 미리 결정된 연장 힘의 인가 시에, 작동기(310)는 제 1 길이보다 더 큰 제 2 길이까지 연장한다. 이러한 더 높은 힘 부하 조건에서, 작동기(310)는 외부 튜브(330) 내에서 병진 이동하며, 근위 단부(312)와 원위 단부(314) 사이에서 길이에서 연장된다. 연장 엘리먼트(316)에 의해 제공되는 이러한 감소된 유효 스트로크 길이는 유익하게는 엔드 이펙터 또는 조 어셈블리에 의해 인가되는 힘을 제한하며, 그에 따라서 조 어셈블리에 의해 그래스핑되는 조직에 대한 외상의 위험을 감소시킨다. 작동기(310)는, 추가된 기계적 및 제조 복잡성들 및 하나 이상의 추가적인 스프링들의 증가된 비용 없이 단일 통합 컴포넌트로서 힘 제한 성능을 제공한다. 바람직하게는, 작동기(310)의 연장 엘리먼트(316)는, 일단 힘이 릴리즈되면 작동기(310)가 그것의 원래의 변형되지 않은 상태 및 길이로 복귀하도록, 도 11b에 예시된 바와 같이 이에 상대적으로 높은 힘이 인가될 때 탄성적으로 변형되도록 크기가 결정되고 구성된다.
추가적인 실시예에 있어서, 작동기(310)는 또한, (작동기(310)가 이상에서 설명된 바와 같이 탄성적으로 변형되게끔 한) 작동기(310) 내로 로딩된 힘을 가지고 조 어셈블리의 제 1 및 제 2 조들을 보충하도록 크기가 결정되고 구성된다. 일부 경우들에 있어서, 조 어셈블리는, 조직이 제 1 및 제 2 조 사이에 그래스핑된 상태로 폐쇄 위치에 잠길 수 있다. 조 어셈블리가 조직과 접촉하는 정도는, 그래스핑되는 조직의 두께 및/또는 체적뿐만 아니라 조직에 제공되는 힘의 미리 결정된 양에 기초한다. 그러나, 처음에 그래스핑된 조직의 두께 및 체적이 감소하게끔 하도록 조직이 변형되는 경우(예를 들어, 유체가 그래스핑된 조직과 연관된 세포들 밖으로 떠나거나 또는 푸시될 때), 조직과 조 어셈블리 사이의 원래의 접촉이 더 이상 가능하지 않을 수 있다. 추가로, 강성의 비-탄성 작동기를 갖는 통상적인 수술용 그래스퍼에서, 조 어셈블리의 제 1 및 제 2 조들이 잠기기 때문에, 조직 변형은 조 어셈블리가 조직을 적절하게 그래스핑하는 것을 방해할 수 있으며, 이는 어쩌면 조직과의 접촉이 느슨하게 되거나 또는 심지어 조 어셈블리로부터 미끄러지는 것을 초래할 수 있다.
바람직하게는, 본원에서 설명되는 수술용 그래스핑 디바이스의 특정 실시예들은, 조직이 변형될 때 조 어셈블리의 제 1 및 제 2 조들 사이의 조직과의 일정한 및/또는 일관된 접촉을 유지하기 위해 작동기(310)로부터 힘의 동적 양을 제공할 수 있다. 조 어셈블리로 제공되는 힘의 동적 양은, 이전에 작동기(310) 내로 로딩된 초과 힘으로부터 공급된다. 이상에서 논의된 바와 같이, 작동기(310)는, 사용자에 의해 (이동가능 핸들을 통해) 로딩 힘이 제공될 때 제 1 길이로부터 더 큰 제 2 길이까지 연장할 수 있다. 처음에 조 어셈블리의 제 1 및 제 2 조들 사이에 그래스핑된 조직의 두께 및 체적이 (변형을 통해) 변화함에 따라, 작동기(310)로부터의 응답은 작동기(310) 내로 로딩되었던 힘을 조 어셈블리로 제공할 수 있으며, 그 결과 제 1 및 제 2 조들은 조직과의 접촉을 유지하기 위해 서로를 향해 더 가깝게 피봇된다. 이러한 힘은, 이것이 작동기(310)를 떠남에 따라, 작동기(310)가 더 큰 제 2 길이로부터 다시 제 1 길이를 향해 수축되게끔 한다. 작동기(310)로부터의 응답은, 조직의 두께 및 체적이 시간에 걸쳐 변화하는 정도에 기초하여 변형되는/변형된 조직과의 접촉을 유지하기 위해 요구되는 바와 같은 추가적인 힘을 제 1 및 제 2 조들에 제공한다. 이러한 방식으로, 조직이 변형될 때 조직과의 접촉이 조 어셈블리의 제 1 및 제 2 조들 사이에서 일정하게/일관되게 만들어질 수 있다.
도 10 및 도 12를 참조하면, 근위 단부에 인접한 강성 엘리먼트(324)의 상이한 길이들을 갖는 작동기(310)의 다양한 실시예들이 예시된다. 예시된 바와 같이, 작동기(310)의 연장 엘리먼트(316)는, 연장 엘리먼트(316)의 상부 에지 및 하부 에지에 접하는 라인에 의해 획정되는 연장 엘리먼트(316)의 폭보다 더 큰 높이를 갖는 강성 엘리먼트(324)에 의해 근위 단부(312)로부터 이격될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 근위 단부에 인접한 강성 엘리먼트(324)의 길이는 상이한 치수들 또는 동작 구성들을 갖는 수술용 기구에 적합하도록 상대적으로 길 수 있다. 예를 들어, 도 12에 예시된 바와 같이, 실질적으로 유사한 구성을 갖는 연장 엘리먼트(316)는 35 cm 길이의 단일-사용 그래스퍼(최상부에 예시된 작동기), 45 cm 길이의 단일-사용 그래스퍼(상단으로부터 2번째 작동기), 38 cm의 재사용가능 그래스퍼 샤프트(상단으로부터 3번째 작동기), 및 45 cm의 재사용가능 그래스퍼 샤프트(최하부 작동기)의 각각에서 사용될 수 있다. 대안적으로, 작동기(310)의 근위 및 원위 단부들(213, 314)에서의 강성 엘리먼트들(324)의 길이들에 대하여 연장 엘리먼트(316)의 길이를 변화시킴으로써, 작동기(310)의 희망되는 연장 프로파일들이 달성될 수 있다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 예시된 실시예들은 이와 일체로 형성된 연장 엘리먼트(316)를 갖는 평면 작동기(310)를 포함한다. 유익하게는, 이러한 평면 작동기는 제조 효율들을 제공할 수 있으며, 5mm 복강경 기구들에 대한 수술 액세스 포트를 통한 삽입을 위해 크기가 결정된 세장형 샤프트 어셈블리와 같은 상대적으로 작은 공간 내에 피팅될 수 있고 그 내부에서의 병진 이동에 대해 제한될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 다른 작동기 구성들이 희망되는 통합된 힘-제한 연장 엘리먼트를 제공할 수 있음이 고려된다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 수술용 기구에서 사용하기 위한 세장형 샤프트 어셈블리(300')의 일 실시예의 부분 절개 측면도가 예시된다. 예시된 실시예에 있어서, 세장형 샤프트 어셈블리(300')는, 전반적으로 반복되는 파형 또는 구불구불한(convoluted) 프로파일을 갖는 비-평면 구성을 갖는 작동기(310')를 포함한다. 이러한 구불구불한 프로파일은 바람직하게는, 이상에서 작동기(300)에 대하여 논의된 바와 같이, 상대적으로 높은 힘이 인가될 때 작동기(310')가 계속해서 고체 로드 작동기로서 수행하면서 연장하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 비-평면 작동기(310') 구성은, 작동기(310')가 상대적으로 강성 외부 튜브 내에서 제약되는 것이 아니라 가요성 외부 튜브(330') 또는 곡률을 갖는 외부 튜브 내에 배치될 수 있도록 가요성을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310')는 금속성 재료를 포함할 수 있으며, 다른 실시예들에 있어서, 작동기(310')는 폴리머성 재료를 포함할 수 있고, 다른 실시예들에 있어서, 작동기(310')는 폴리머-금속 복합 재료를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 구불구불한 비-평면 작동기(310')는 사출 몰딩 프로세스를 통해 폴리머성 재료로 형성될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 구불구불한 비-평면 작동기(310')는 압출 프로세스를 통해 폴리머성 재료로 형성될 수 있다.
계속해서 도 13 및 도 14를 참조하면, 작동기(310')의 구불구불한 프로파일은 완화된 원통형 외부 표면을 획정한다. 이러한 구불구불한 프로파일은 바람직하게는 2개의 직교 축들에 대한 향상된 가요성을 제공할 수 있으며, 그 결과 작동기(310')는 상대적으로 강성 외부 튜브 내에서 제약되는 것이 아니라 가요성 외부 튜브(330') 또는 곡률을 갖는 외부 튜브 내에 배치될 수 있다.
도 15를 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 작동기(310")는, 내부에 가요성 및 연장가능 세그먼트를 획정하기 위해 그 내부에 형성된 릴리프(relief) 슬롯들(316")을 갖는 중공형 튜브형 부재를 포함할 수 있다. 이러한 릴리프 슬롯들은 바람직하게는, 작동기(300)에 대해 이상에서 논의된 바와 같이, 상대적으로 높은 힘이 인가될 때 슬롯형-튜브 작동기가 계속해서 고체 로드 작동기로서 수행하면서 연장하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 비-평면 작동기들(310')과 마찬가지로, 슬롯형-튜브 작동기(310")는 다수의 직교 축들에 대하여 가요성을 제공할 수 있으며, 그 결과 슬롯형-튜브 작동기는 상대적으로 강성 외부 튜브 내에서 제약되는 것이 아니라 가요성 외부 튜브 또는 곡률을 갖는 외부 튜브 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 슬롯형-튜브 작동기는 금속성 재료를 포함할 수 있으며, 다른 실시예들에 있어서, 슬롯형-튜브 작동기는 폴리머성 재료를 포함할 수 있고, 다른 실시예들에 있어서, 슬롯형-튜브 작동기는 폴리머-금속 복합 재료를 포함할 수 있다.
다양한 다른 작동기 구성들이 평면 시트 작동기에 대하여 본원에서 설명된 바와 유사한 통합된 연장 엘리먼트 성능을 제공할 수 있음이 고려된다. 예를 들어, 특정한 다른 실시예들에 있어서, 수술용 기구들은, 예를 들어, 단선, 원형, 반-원형, 직사각형, 또는 정사각형 단면 프로파일을 갖는 와이어, 또는 다수의 와이어 또는 필라멘트 가닥들로 형성된 편조된 로프 케이블로부터 형성되거나 또는 이로 구성된 작동기를 포함할 수 있다. 추가적으로, 평면 작동기의 특정 실시예들이 금속성 재료로 형성되는 것으로 설명되지만, 다른 실시예들에 있어서, 작동기가 폴리머성 재료로 형성될 수 있다는 것이 고려된다. 추가로, 작동 메커니즘이 본원에서 수술용 그래스퍼 기구의 특정 장점들에 대하여 논의되지만, 작동 메커니즘들의 다양한 측면들이 마찬가지로 다양한 수술용 기구들 및, 상대적으로 낮은 인가되는 힘을 가지고 고체 로드 작동기로서 그리고 상대적으로 높은 인가되는 힘을 가지고 연장 엘리먼트로서 동작하는 연장 엘리먼트를 제공하는 것이 바람직할 수 있는 의료 필드 외부의 다양한 디바이스들에서 장점들을 제공할 수 있다는 것이 고려된다.
본 출원이 특정한 선호되는 실시예들 및 예들을 개시하지만, 본 발명이 특별히 개시된 실시예들을 넘어 다른 대안적인 실시예들 및/또는 본 발명의 용례들 및 자명한 수정예들 및 그 등가물들로 연장한다는 것이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 또한, 이러한 발명들의 다양한 특징들이 홀로, 또는 이하에서 명확히 기재되는 것과는 다른 이러한 발명들의 다른 특징들과 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본원에서 본 발명들의 범위는 이상에서 설명된 개시된 특정 실시예들에 제한되지 않아야 하며, 오로지 관련 정규 출원에 대하여 등록되는 청구항들의 적절한 해석에 의해 결정되도록 의도된다.
Claims (36)
- 수술용 그래스핑 기구로서,
핸들 어셈블리로서,
고정식 핸들, 및
상기 고정식 핸들에 피봇가능하게 결합되는 이동가능 핸들을 포함하는, 상기 핸들 어셈블리;
상기 핸들 어셈블리로부터 원위로 연장하는 세장형 샤프트로서, 상기 세장형 샤프트는, 상기 핸들 어셈블리에 결합된 근위 단부, 상기 근위 단부에 대향되는 원위 단부, 및 상기 근위 단부와 상기 원위 단부에 의해 획정되는 중심 길이 방향 축을 가지며, 상기 세장형 샤프트는,
외부 튜브, 및
상기 외부 튜브 내에 길이 방향으로 위치되는 작동기로서, 상기 작동기는 상기 외부 튜브와의 슬라이딩 핏(sliding fit)을 가지며, 상기 작동기는 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하는, 상기 작동기를 포함하는, 상기 세장형 샤프트; 및
상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부에서의 조 어셈블리로서, 상기 조 어셈블리는 제 1 조 및 제 2 조를 포함하고, 상기 제 1 조 및 상기 제 2 조는 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하여 상기 조 어셈블리의 개방 구성과 상기 조 어셈블리의 폐쇄 구성 사이에서 피봇가능한, 상기 조 어셈블리를 포함하며,
상기 작동기는 상기 중심 길이 방향 축을 따라 제 1 길이를 가지고, 상기 작동기는 상기 작동기에 인가되는 미리 결정된 힘에 응답하여 상기 제 1 길이보다 더 큰 제 2 길이까지 상기 작동기를 연장하도록 구성된 연장 엘리먼트를 포함하는, 수술용 그래스핑 기구.
- 청구항 1에 있어서,
상기 작동기는 상기 외부 튜브 내에서의 축 방향 평면 모션 동안 탄성 재료 속성들을 갖는 재료로 형성되는, 수술용 그래스핑 기구.
- 청구항 2에 있어서,
상기 작동기는 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하여 왕복 인장 및 압축 응력 하중 하에서 탄성적으로 변형되는, 수술용 그래스핑 기구.
- 수술용 기구로서,
핸들 어셈블리로서,
고정식 핸들,
상기 고정식 핸들에 피봇가능하게 결합되는 이동가능 핸들, 및
잠금 메커니즘을 포함하며, 상기 잠금 메커니즘은,
상기 핸들 어셈블리 내에서 연장하는 잠금 부분 및 상기 고정식 핸들의 외부 표면에 인접하여 연장하는 트리거 부분을 갖는 잠금 부재로서, 상기 잠금 부재는 잠긴 위치와 잠금 해제 위치 사이에서 이동가능한, 상기 잠금 부재, 및
상기 고정식 핸들에 결합되는 잠금 릴리즈(release)로서, 상기 잠금 릴리즈는 상기 잠금 부재를 상기 잠금 해제 위치에 유지하며, 상기 잠금 릴리즈는 상기 잠금 부재를 상기 잠긴 위치로 릴리즈하도록 작동가능한, 상기 잠금 릴리즈를 포함하는, 상기 핸들 어셈블리;
상기 핸들 어셈블리로부터 원위로 연장하는 세장형 샤프트로서, 상기 세장형 샤프트는, 상기 핸들 어셈블리에 결합된 근위 단부, 상기 근위 단부에 대향되는 원위 단부, 및 상기 근위 단부와 상기 원위 단부에 의해 획정되는 중심 길이 방향 축을 가지며, 상기 세장형 샤프트는,
외부 튜브, 및
상기 외부 튜브 내에 길이 방향으로 위치되는 작동기로서, 상기 작동기는 상기 외부 튜브와의 슬라이딩 핏을 가지며, 상기 작동기는 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하고, 상기 작동기는 근위 단부로 상기 핸들 어셈블리 내에서 연장하는 근위 섹션을 가지며, 상기 작동기는 상기 근위 단부에 인접한 잠금 표면을 포함하고, 상기 잠금 부재의 상기 잠금 부분은 상기 잠금 메커니즘이 상기 잠긴 위치에 있는 상태에서 상기 작동기의 상기 잠금 표면과 맞물리는, 상기 작동기를 포함하는, 상기 세장형 샤프트; 및
상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부에서의 엔드 이펙터로서, 상기 엔드 이펙터는 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하여 제 1 구성과 제 2 구성 사이에서 이동가능한, 상기 엔드 이펙터를 포함하는, 수술용 기구.
- 청구항 4에 있어서,
상기 작동기는 상기 외부 튜브 내에서의 축 방향 평면 모션 동안 탄성 재료 속성들을 갖는, 수술용 기구.
- 청구항 5에 있어서,
상기 작동기는 정상 사용 하중 하에서 상대적으로 높은 피로 강도 및 크리프 저항(creep resistance)을 갖는, 수술용 기구.
- 청구항 6에 있어서,
상기 작동기는 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하여 왕복 인장 및 압축 하중 하에서 탄성적으로 변형되는, 수술용 기구.
- 수술용 기구로서,
핸들 어셈블리로서,
고정식 핸들, 및
상기 고정식 핸들에 피봇가능하게 결합되는 이동가능 핸들을 포함하는, 상기 핸들 어셈블리;
상기 핸들 어셈블리로부터 원위로 연장하는 세장형 샤프트로서, 상기 세장형 샤프트는, 상기 핸들 어셈블리에 결합된 근위 단부, 상기 근위 단부에 대향되는 원위 단부, 및 상기 근위 단부와 상기 원위 단부에 의해 획정되는 길이 방향 축을 가지며, 상기 세장형 샤프트는,
외부 튜브, 및
상기 외부 튜브 내에 길이 방향으로 위치되는 작동기로서, 상기 작동기는 상기 외부 튜브와의 슬라이딩 핏을 가지며, 상기 작동기는 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하고, 상기 작동기는 상기 길이 방향 축을 따라 연장하는 길이, 높이 및 폭을 가지며, 상기 폭은 상기 작동기가 평면 프로파일을 갖도록 상기 높이보다 상당히 더 작으며, 상기 작동기는,
제 1 높이를 갖는 제 1 세그먼트, 및
제 2 세그먼트의 상부 에지 및 하부 에지에 접하는 라인에 의해 획정된 제 2 높이를 갖는 제 2 세그먼트로서, 상기 제 2 높이는 상기 제 1 높이보다 더 작고, 상기 제 2 세그먼트는 상기 작동기에 인가되는 힘에 응답하여 길이 방향으로 연장가능한 연장 엘리먼트를 획정하며, 상기 제 2 세그먼트를 포함하며, 상기 제 2 세그먼트는,
상기 길이 방향 축에 전반적으로 평행하게 연장하는 복수의 길이 방향 섹션들,
상기 길이 방향 축에 대하여 횡방향으로 연장하는 복수의 횡방향 섹션들, 및
상기 복수의 길이 방향 섹션들의 각각의 길이 방향 섹션과 상기 복수의 횡방향 섹션들의 인접한 횡방향 섹션 사이에 배치되는 복수의 굴곡부들을 포함하는, 상기 작동기를 포함하는, 상기 세장형 샤프트; 및
상기 세장형 샤프트의 상기 원위 단부에서의 엔드 이펙터로서, 상기 엔드 이펙터는 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하여 제 1 구성과 제 2 구성 사이에서 이동가능한, 상기 엔드 이펙터를 포함하는, 수술용 기구.
- 청구항 8에 있어서,
상기 제 2 세그먼트의 상기 연장 엘리먼트는 연장 세그먼트들의 반복 시퀀스에 의해 획정되며, 각각의 연장 섹션은, 제 1 길이 방향 섹션, 제 1 굴곡부, 제 1 횡방향 섹션, 제 2 굴곡부, 제 2 길이 방향 섹션, 제 3 굴곡부, 제 2 횡방향 섹션, 제 4 굴곡부, 및 제 3 길이 방향 섹션을 포함하는, 수술용 기구.
- 청구항 8에 있어서,
상기 연장 엘리먼트는 직선(rectilinear) 인장 및 압축 힘들에 응답하여 탄성적으로 변형되는, 수술용 기구.
- 조직을 그래스핑하기 위한 수술용 기구로서,
고정식 핸들에 피봇가능하게 결합되는 이동가능 핸들을 포함하는 핸들 어셈블리;
조 어셈블리로서, 상기 조 어셈블리는 제 1 조 및 제 2 조를 포함하고, 상기 제 1 조 및 상기 제 2 조는 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임에 응답하여 상기 조 어셈블리의 개방 구성과 상기 조 어셈블리의 폐쇄 구성 사이에서 피봇가능한, 상기 조 어셈블리; 및
상기 핸들 어셈블리에 결합된 근위 단부 및 상기 조 어셈블리에 결합된 원위 단부를 갖는 세장형 샤프트 어셈블리를 포함하며, 상기 세장형 샤프트 어셈블리는,
외부 케이스;
상기 외부 케이스 내에 봉입되는 적어도 하나의 작동기를 포함하고,
상기 적어도 하나의 작동기는 근위 단부 및 원위 단부를 가지며, 상기 적어도 하나의 작동기의 각각은 상기 근위 단부와 상기 원위 단부 사이에 배치되는 복수의 연장 엘리먼트들을 포함하고, 상기 연장 엘리먼트들을 미리 정의된 스프링 상수에 대응하는 기하학적 프로파일을 가지며, 상기 적어도 하나의 작동기는 상기 조 어셈블리에 제공되는 미리 결정된 임계 이상의 힘의 양을 제한하고, 상기 힘은 상기 이동가능 핸들의 피봇 움직임을 통해 수용되는, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 작동기는, 희망되는 구조적 속성들을 갖는 금속성 재료의 시트를 압인하는 압인 프로세스를 통해 생성되는, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 작동기는 2개 이상의 작동기들을 포함하며, 상기 2개 이상의 작동기들은 인접하는 배향으로 평행하게 배열되는, 수술용 기구.
- 청구항 13에 있어서,
상기 2개 이상의 작동기들의 배열은 미리 결정된 연장 속성을 제공하는, 수술용 기구.
- 청구항 13에 있어서,
상기 2개 이상의 작동기들의 배열은 미리 결정된 내구성 속성을 제공하는, 수술용 기구.
- 청구항 13에 있어서,
상기 2개 이상의 작동기들의 배열은 미리 결정된 피로에 대한 저항을 제공하는, 수술용 기구.
- 청구항 13에 있어서,
상기 2개 이상의 작동기들의 배열은 미리 결정된 스프링 상수를 제공하는, 수술용 기구.
- 청구항 13에 있어서,
상기 2개 이상의 작동기들의 배열은 상기 조 어셈블리에 제공될 수 있는 힘의 양에 대한 미리 결정된 제한을 수립하는, 수술용 기구.
- 청구항 13에 있어서,
상기 하나 이상의 작동기들은 비-연장 엘리먼트들을 더 포함하는, 수술용 기구.
- 청구항 13에 있어서,
상기 세장형 샤프트 어셈블리는 상기 세장형 샤프트 어셈블리의 근위 단부와 상기 세장형 샤프트 어셈블리의 원위 단부 사이에서 연장하는 중심 길이 방향 축을 가지며, 상기 연장 엘리먼트들에 대한 상기 기하학적 프로파일은,
상기 중심 길이 방향 축에 평행하게 연장하는 복수의 길이 방향 섹션들;
상기 중심 길이 방향 축에 대하여 횡방향으로 연장하는 복수의 횡방향 섹션들; 및
각기 상기 복수의 길이 방향 섹션들 중 하나와 상기 복수의 횡방향 섹션들 중 인접한 하나 사이에 배치되는 복수의 굴곡부들을 포함하는, 수술용 기구.
- 청구항 20에 있어서,
상기 복수의 굴곡부들 중 적어도 하나는 내부 반경 및 외부 반경을 갖는 아크 세그먼트를 포함하는, 수술용 기구.
- 청구항 20에 있어서,
상기 복수의 굴곡부들 중 적어도 하나는 필릿(fillet) 또는 반경을 갖지 않는 예각들을 갖는, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 연장 엘리먼트들의 각각은, 각기 피크 및 저점을 포함하는 파형-유사(waveform-like) 프로파일을 갖는 복수의 연장 섹션들을 포함하는, 수술용 기구.
- 청구항 23에 있어서,
연장 섹션들의 각각은, 제 1 길이 방향 세그먼트, 제 1 굴곡부, 제 1 횡방향 세그먼트, 제 2 굴곡부, 제 2 길이 방향 세그먼트, 제 3 굴곡부, 제 2 횡방향 세그먼트, 및 제 4 굴곡부를 포함하는, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 작동기가 연장하는 거리 및 상기 조 어셈블리가 나타내는 힘의 양은 상기 이동가능 핸들을 통해 상기 작동기에 인가되는 힘의 양에 기초하는, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 세장형 샤프트 어셈블리는 가요성인, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 세장형 샤프트는 만곡된, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 수술용 기구는 잠금 메커니즘을 더 포함하며, 상기 잠금 메커니즘은,
상기 핸들 어셈블리 내에서 연장하는 잠금 부분 및 상기 고정식 핸들의 외부 표면에 인접하여 연장하는 트리거 부분을 갖는 잠금 부재로서, 상기 잠금 부재는 잠긴 위치와 잠금 해제 위치 사이에서 이동가능한, 상기 잠금 부재;
상기 고정식 핸들에 결합되는 잠금 릴리즈로서, 상기 잠금 릴리즈는 상기 잠금 부재를 상기 잠금 해제 위치에 유지하며, 상기 잠금 릴리즈는 상기 잠금 부재를 상기 잠긴 위치로 릴리즈하도록 작동가능한, 상기 잠금 릴리즈; 및
잠금 위치에 있을 때 상기 적어도 하나의 작동기와의 맞물림을 유지하기 위해 상기 잠금 부재의 상기 잠금 부분을 편향시키는 상기 핸들 어셈블리 내의 잠금 스프링으로서, 상기 맞물림은 상기 적어도 하나의 작동기가 근위로 그리고 원위로 자유롭게 병진 이동하는 것을 제한하는, 상기 잠금 스프링을 포함하는, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 작동기는, 상기 이동가능 핸들로부터 수신되는 힘의 양이 미리 결정된 임계보다 아래일 때 고체 로드(solid rod)의 특성들을 나타내는, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 작동기는, 상기 이동가능 핸들로부터 수신되는 힘의 양이 상기 조 어셈블리에 제공되는 힘의 양을 제한하기 위한 미리 결정된 임계 이상일 때 스프링의 특성들을 나타내는, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 작동기는 상기 폐쇄 위치에서 상기 조 어셈블리에 의해 처음에 그래스핑된 조직의 변형에 응답하여 힘의 동적 양을 상기 조 어셈블리에 제공하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 작동기에 의해 제공되는 상기 힘의 동적 양은 상기 조 어셈블리를, 상기 조직이 시간의 기간에 걸쳐 변형될 때 상기 조 어셈블리 사이에 처음에 그래스핑된 상기 조직에 대해 일정한 접촉을 나타내도록 구성하는, 수술용 기구.
- 청구항 31에 있어서,
상기 힘의 동적 양은 상기 하나 이상의 작동기들에 의해 상기 조 어셈블리에 제공되는 힘의 최대 한계에 대응하는 제 1 임계로 구성되며, 상기 제 1 임계 이상의 힘은 상기 하나 이상의 작동기들 내에 로딩(load)되는, 수술용 기구.
- 청구항 32에 있어서,
상기 조직의 제 1 상태는, 상기 폐쇄 위치에서 상기 조 어셈블리 사이에서 접촉의 제 1 양을 가지고 상기 조 어셈블리 사이에 처음에 그래스핑될 때의 상기 조직의 체적에 대응하는, 수술용 기구.
- 청구항 33에 있어서,
상기 수술용 기구는, 상기 폐쇄 위치에서 상기 조 어셈블리 사이에 그래스핑되는 상기 조직의 체적이 상기 제 1 상태에서의 상기 조직의 체적보다 더 작아지도록 하는 상기 조직의 변형에 대응하는 상기 조직의 제 2 상태를 더 포함하며, 상기 제 2 상태에서 상기 조 어셈블리 사이의 상기 조직의 접촉의 양은 상기 접촉의 제 1 양보다 더 작은, 수술용 기구.
- 청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 작동기는 방해받지 않는 상태에서 제 1 길이를 가지며, 상기 적어도 하나의 작동기는, 제 1 두께를 갖는 조직이 상기 조 어셈블리의 상기 제 1 조와 상기 제 2 조 사이에 위치되고 상기 제 1 및 제 2 조들이 상기 조직에 대한 접촉을 제공하기 위하여 폐쇄 구성을 향해 피봇될 때, 상기 미리 결정된 임계보다 더 큰 힘의 인가 시에 상기 제 1 길이보다 더 큰 제 2 길이까지 연장가능한, 수술용 기구.
- 청구항 35에 있어서,
상기 제 1 두께보다 더 작은 제 2 두께로의 상기 조직의 변형 시에, 상기 적어도 하나의 작동기는 상기 제 1 조 및 상기 제 2 조를 통한 상기 조직과의 접촉을 유지하기 위해 상기 제 1 및 제 2 조들에 힘의 보충 양을 제공하기 위해 상기 제 2 길이로부터 수축되는, 수술용 기구.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination |