專利名稱：采用電致動的關(guān)節(jié)機構(gòu)的外科器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及適合于以可內(nèi)窺的方式將端部執(zhí)行器(例如，內(nèi)切割器，抓鉗，切割器，縫合器，夾具施放器，接觸裝置，藥物/基因治療輸送裝置以及使用超聲波、RF、激光等的能量裝置等)插入到手術(shù)位置的外科器械，更具體地說，涉及具有關(guān)節(jié)連接軸的這種外科器械。
背景技術(shù)：
內(nèi)窺鏡外科器械通常相對于傳統(tǒng)的開放式外科裝置來說是優(yōu)選的，因為較小的切口易于減少術(shù)后的恢復(fù)時間和并發(fā)癥。因此，在適于通過套管針的套管在所需的手術(shù)部位上精確地放置遠端端部執(zhí)行器的內(nèi)窺鏡外科器械領(lǐng)域內(nèi)已取得了顯著的發(fā)展。該遠端端部執(zhí)行器以多種方式與組織接合，以實現(xiàn)診斷或者治療效果(例如，內(nèi)切割器，抓鉗，切割器，縫合器，夾具施放器，接觸裝置，藥物/基因治療輸送裝置以及使用超聲波、RF、激光等的能量裝置等)。
端部執(zhí)行器的定位受到套管針的限制。通常，這些內(nèi)窺鏡外科器械包括在端部執(zhí)行器和臨床醫(yī)生操作的手柄部分之間的長軸。該長軸能夠插入到需要的深度并能圍繞該軸的縱向軸線轉(zhuǎn)動，從而將該端部執(zhí)行器定位到一定程度。在合理布置套管針和使用抓鉗的情況下，例如，通過另一個套管針，通常該定位量是充分的。外科縫合和切割器械，如美國專利No.5,465,895中描述的，是通過插入和旋轉(zhuǎn)成功地定位端部執(zhí)行器的內(nèi)窺鏡外科器械的一個例子。
更近地，在Shelton等人于2003年5月20日遞交系列號為10/443,617、名稱為“采用E-梁發(fā)射機構(gòu)的外科縫合器械”的美國專利中描述了一種改進的用于切割組織和致動縫釘?shù)摹癊形梁”發(fā)射桿，該其在此全部引入作為參考。一些附加優(yōu)點包括即使為了最佳縫合形成被夾位的組織略微過多或者過少，也能肯定地隔開該端部執(zhí)行器的鉗口，或者更具體地說，是縫釘施加組件。另外，該E形梁發(fā)射桿以能采用一些有利的閉鎖方式與端部執(zhí)行器和縫釘匣接合。
根據(jù)手術(shù)的性質(zhì)，可能需要進一步調(diào)整內(nèi)窺鏡外科器械的端部執(zhí)行器的定位。特別是，經(jīng)常需要在橫切該器械的軸的縱向軸線的軸線上對端部執(zhí)行器定向。端部執(zhí)行器相對于器械軸的橫向運動通常被稱作“關(guān)節(jié)運動”。這通常通過在伸長軸中接近縫釘施加組件處放置樞軸(或者關(guān)節(jié))接頭來實現(xiàn)。這使得外科醫(yī)生能向任一側(cè)遠程地致動縫釘施加組件，以更好地放置縫合線并更容易的操縱和定向組織。這種關(guān)節(jié)連接定位使臨床醫(yī)生在某些情況下能更容易接合組織，例如在器官的后面。另外，關(guān)節(jié)連接定位有利地允許內(nèi)窺鏡定位在端部執(zhí)行器后方，而不會被器械軸擋住。
通過使控制閉合端部執(zhí)行器以夾住組織及向內(nèi)窺鏡器械的小直徑約束內(nèi)發(fā)射端部執(zhí)行器(例如，縫合和切割)與關(guān)節(jié)連接的控制結(jié)合，而使得外科縫合和切割器械的關(guān)節(jié)連接方法趨向復(fù)雜。通常，三個控制動作都通過該軸轉(zhuǎn)換縱向平移。例如，美國專利No.5,673,840公開一種風(fēng)琴狀關(guān)節(jié)機構(gòu)(“柔性頸部”)，該機構(gòu)通過選擇性地將兩個連接桿中的一個由執(zhí)行軸向回拉而進行關(guān)節(jié)運動，每個軸都分別在桿中心線的相對側(cè)上偏移。該連接桿通過一系列離散的位置漸進運動。
關(guān)節(jié)機構(gòu)的縱向控制的另一個實施例是美國專利No.5,865,361，其包括從凸輪樞軸偏置的關(guān)節(jié)連接連件，從而推動或者拉動關(guān)節(jié)連接連桿的縱向平移實現(xiàn)向各側(cè)的關(guān)節(jié)運動。同樣地，美國專利No.5,797,537披露了一種通過該軸的類似桿以實現(xiàn)關(guān)節(jié)運動。
在Frederick E、Shelton IV等人的未審結(jié)和共同所有的系列號為10/615,973的美國專利申請“采用具有繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)機構(gòu)的外科器械”中，使用了旋轉(zhuǎn)運動作為可選擇的方式將關(guān)節(jié)運動轉(zhuǎn)換為縱向運動，該申請的全部公開內(nèi)容在此被引入作為參考。
雖然這些機械連接的關(guān)節(jié)運動成功地使內(nèi)窺鏡外科縫合和切割器械進行關(guān)節(jié)運動，發(fā)展趨勢為進入市場提出大量的挑戰(zhàn)和阻礙。相沖突的設(shè)計目標(biāo)包括軸的直徑盡可能的小以減小手術(shù)開口的尺寸，還要有足夠的強度以進行多種運動(例如，閉合，發(fā)射，關(guān)節(jié)運動，旋轉(zhuǎn)，等)。
另外，即使希望進一步減小橫截面的大小，另一個相沖突的需要是在端部執(zhí)行器包括附加功能。例如，一種這類附加功能是在縫合位置展開支撐物。支撐物是一對薄泡沫塑料或者織物帶，其被放置在砧板上和縫釘匣上，并被縫合在橫切的組織的各側(cè)上。這樣增加了極薄或極厚的組織的縫合線的結(jié)構(gòu)完整性。將要額外地進行加強以用于防止在端部執(zhí)行器被不正確閉合，空縫縫釘匣，缺少盒以及通過發(fā)送能量或者流體到端部執(zhí)行器來執(zhí)行治療或者診斷的處理等的情況下發(fā)射。為了方便這種附加功能而在器械的軸中產(chǎn)生足夠的空間形成刺激以改進端部執(zhí)行器如何被鏈接。
因此，存在對于包括要求通過該器械的軸的機械機構(gòu)較少的鉸接機構(gòu)的鉸接外科器械的明顯需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供在手柄和端部執(zhí)行器之間具有的鉸接軸的外科器械來克服上面提到的缺陷以及現(xiàn)有技術(shù)中的其它缺陷。布置在軸的關(guān)節(jié)接頭中的電活化聚合物(EAP)致動器響應(yīng)于通過該軸的電信號以實現(xiàn)關(guān)節(jié)運動。從而可實現(xiàn)有利的小直徑的軸，還具有遙控致動的功能。
在本發(fā)明的一個方面中，外科器械包括連接到端部執(zhí)行器和伸長軸遠端之間的關(guān)節(jié)接頭。電致動器被放置成響應(yīng)于在近側(cè)連接到細長軸的手柄中遠程產(chǎn)生的電信號來致動關(guān)節(jié)接頭。
在本發(fā)明的另一個方面中，外科器械具有細長軸，該細長軸具有框架組件和包圍的并被縱向滑動地接收的閉合套管組件?？p釘施加組件包括細長槽、接合在細長槽中的縫釘匣、樞轉(zhuǎn)地連接在細長槽并為縫釘匣提供縫釘形成表面的砧板。關(guān)節(jié)接頭形成在框架組件中。特別地，遠側(cè)框架部分被連接在細長槽上，而近側(cè)框架部分被樞轉(zhuǎn)地連接在遠側(cè)框架部分上。連接在細長軸的近側(cè)端部的手柄選擇性地將電信號傳遞到細長軸，以便與關(guān)節(jié)接頭相連的響應(yīng)于此的電活化聚合物致動器執(zhí)行縫釘施加組件的關(guān)節(jié)運動。由此提供了一種可以從所需的角度靠近組織的外科縫合和切割器械。
(1)根據(jù)本發(fā)明的一種外科器械，包括端部執(zhí)行器；細長軸；關(guān)節(jié)接頭，其包括上部條帶和下部條帶，每個由柔性的且沿縱向不可壓縮的材料制成；多個左側(cè)垂直肋和多個右側(cè)垂直肋，每個肋都連接在所述上部條帶和下部條帶之間的各橫向側(cè)上；至少一個右側(cè)電活化致動器連接到多個右側(cè)垂直肋，并且至少一個右側(cè)電活化致動器連接到多個左側(cè)垂直肋，每個活化致動器都響應(yīng)于電信號而致動；手柄部分，其與該細長軸的近端連接并包括具有可操作的構(gòu)造以產(chǎn)生電信號的控制電路。
(2)根據(jù)項目(1)所述的外科器械，其中，所述多個左側(cè)肋包括容納該左側(cè)電活化聚合物致動器的左側(cè)縱向致動器凹槽，所述多個右側(cè)肋包括容納右側(cè)電活化聚合物致動器的右側(cè)縱向致動器凹槽。
(3)根據(jù)項目(2)所述的外科器械，其中，該左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物致動器每個都包括具有可操作的構(gòu)造以在通電時至少沿一個橫向彎曲的板狀致動器。
(4)根據(jù)項目(2)所述的外科器械，其中，所述左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物致動器每個都包括至少一個具有可操作的構(gòu)造以在激活時沿縱向收縮的電活化聚合物纖維致動器，該左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物纖維致動器的各遠端和近端被連接在該關(guān)節(jié)接頭的各遠端和近端上。
(5)根據(jù)項目(1)所述的外科器械，進一步包括多個左側(cè)電活化聚合物疊層致動器，每個都位于在多個左側(cè)垂直肋的相鄰肋之間；并包括多個右側(cè)電活化聚合物疊層致動器，每個都位于在多個右側(cè)垂直肋的相鄰肋之間。
(6)根據(jù)項目(5)所述的外科器械，其中，所述多個左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物疊層致動器具有可操作的構(gòu)造以在激活時沿縱向擴張，以將所述相鄰的肋推壓并在減活時彈性地收縮。
(7)根據(jù)項目(5)所述的外科器械，其中，所述多個左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物疊層致動器具有可操作的構(gòu)造以在激活時沿縱向收縮，以將所述相鄰的肋推到一起并在減活時彈性地擴張。
(8)根據(jù)項目(1)所述的外科器械，其中，多個左側(cè)和右側(cè)垂直肋中的每個都包括鎖定凹槽，該關(guān)節(jié)接頭進一步包括每個分別位于在相應(yīng)的左側(cè)和右側(cè)鎖定凹槽中的左側(cè)鎖定條帶和右側(cè)鎖定條帶，每個鎖定段都包括具有可操作的構(gòu)造以改變該鎖定條帶的縱向長度的電活化聚合物鎖定致動器，并包括多個沿縱向?qū)R的鎖定凸起，以在相鄰的肋和鎖定段都處于縱向擴張狀態(tài)時插入到相鄰肋之間，由此在擴張的間隔中保持肋。
(9)根據(jù)項目(1)所述的外科器械，其中，該端部執(zhí)行器包括下部鉗口和樞轉(zhuǎn)連接的上部鉗口。
(10)根據(jù)項目(9)所述的外科器械，其中，該端部執(zhí)行器進一步包括由發(fā)射桿致動的縫合和切割組件；手柄部分，其在近側(cè)處連接在發(fā)射桿并具有可操作的構(gòu)造以給予發(fā)射桿縱向發(fā)射運動；細長軸和關(guān)節(jié)接頭進一步包括通過該關(guān)節(jié)接頭支撐該發(fā)射桿的發(fā)射桿引導(dǎo)件。
(11)根據(jù)項目(10)所述的外科器械，其中，該下部鉗口包括容納縫釘匣的細長槽，并且樞轉(zhuǎn)連接的上部鉗口包括提供縫釘形成表面的砧板。
(12)根據(jù)項目(11)所述的外科器械，其中，該細長軸進一步包括框架組件，其包括連接在手柄部分與該關(guān)節(jié)接頭之間的近側(cè)框架部分和連接在關(guān)節(jié)接頭與細長槽之間的遠側(cè)框架部分；閉合套管組件，其包圍該框架組件和關(guān)節(jié)接頭，并包括與該砧板接合的遠側(cè)閉合管部分、與手柄部分連接的近側(cè)閉合管部分和在其間包圍關(guān)節(jié)接頭的橫向柔性閉合套管；該手柄部分具有可操作的構(gòu)造以沿縱向平移閉合套管組件，從而實現(xiàn)砧板的閉合。
(13)根據(jù)項目(12)所述的外科器械，其中，柔性閉合套管包括由彈性材料形成的圓柱形套管，并包括左側(cè)和右側(cè)成排的垂直槽。
(14)根據(jù)本發(fā)明的一種外科器械，包括包含框架組件的細長軸；縫釘施加組件，包括細長槽、與細長槽接合的縫釘匣以及樞轉(zhuǎn)地連接在細長槽上的為縫釘匣提供縫釘形成表面的砧板；形成在框架組件上的關(guān)節(jié)接頭，框架組件包括連接在細長槽的遠側(cè)框架部分和樞轉(zhuǎn)地連接在遠側(cè)框架部分上的近側(cè)框架部分；連接在細長軸的近端的手柄部分，其具有可操作的構(gòu)造以選擇性地將電信號傳遞給細長軸；電活化聚合致動器，其被連接在關(guān)節(jié)接頭上并響應(yīng)于該電信號以使縫釘施加組件進行關(guān)節(jié)運動。
(15)根據(jù)項目(14)所述的外科器械，其中，細長軸進一步包括縱向滑動的閉合套管組件，其包圍關(guān)節(jié)接頭并在遠側(cè)處與上部鉗口接合以實現(xiàn)上部鉗口的樞轉(zhuǎn)；手柄部分，其具有可操作的構(gòu)造以平移閉合套管組件從而實現(xiàn)上部鉗口的開啟和閉合。
(16)根據(jù)本發(fā)明的一種外科器械，包括端部執(zhí)行器；細長軸；連接在該端部執(zhí)行器和該細長軸遠端之間的關(guān)節(jié)接頭；用于電力致動關(guān)節(jié)接頭的部件。
(17)根據(jù)項目(16)所述的外科器械，其中，關(guān)節(jié)接頭包括在伸長軸的縱向軸線的弧形中支撐該端部執(zhí)行器的部件。
(18)根據(jù)項目(16)所述的外科器械，其中，端部執(zhí)行器進一步包括由發(fā)射桿致動的縫合和切割組件，手柄部分在近側(cè)處連接在發(fā)射桿上并具有可操作的構(gòu)造以給予發(fā)射桿縱向發(fā)射運動，細長軸和關(guān)節(jié)接頭進一步包括通過進行關(guān)節(jié)運動的關(guān)節(jié)接頭支撐發(fā)射桿的發(fā)射桿引導(dǎo)件。
(19)根據(jù)項目(18)所述的外科器械，其中，下部鉗口包括容納縫釘匣的細長槽，被樞轉(zhuǎn)連接的上部鉗口包括提供縫釘形成表面的砧板。
(20)根據(jù)項目(16)所述的外科器械，其中，細長軸包括框架組件；閉合套管組件；關(guān)節(jié)接頭，將樞轉(zhuǎn)地將端部執(zhí)行器的下部鉗口連接到該框架組件的遠端上，該手柄部分具有可操作的構(gòu)造以沿著縱向?qū)㈤]合運動結(jié)合到該閉合套管組件，并且該閉合套管組件的多樞轉(zhuǎn)軸頭包圍該關(guān)節(jié)接頭并在遠側(cè)接合該上部鉗口以實現(xiàn)該上部鉗口的樞轉(zhuǎn)。
從附圖及其描繪從更加清楚地了解本發(fā)明的這些以及其它的目的和優(yōu)點。


引入并構(gòu)成本說明書的一部份的附圖，示出了本發(fā)明的實施方式，并且和上面給出的總體描述，以及下面給出的詳細說明一起，用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是外科器械的右側(cè)剖視圖，該外科器械具有切去了閉合套管組件以露出使柔性關(guān)節(jié)連接框架區(qū)關(guān)節(jié)運動的EAP致動的鉸接機構(gòu)。
圖1A是圖1中向左側(cè)進行關(guān)節(jié)運動的外科器械的俯視圖。
圖2是層壓電活化聚合物(EAP)復(fù)合材料的透視3是EAP板式致動器的透視圖，該EAP板致動器由圖2中粘結(jié)固定在一起的多層層壓EAP復(fù)合材料形成的疊層構(gòu)成。
圖4是沿收縮EAP纖維致動器的縱向軸線切開的透視圖。
圖5是沿圖4中收縮EAP纖維致動器的線5-5截得的橫截面的主剖視圖。
圖6是用于圖1中外科器械的EAP致動關(guān)節(jié)接頭的右前側(cè)透視圖，其具有橫向柔性閉合套管組件和柔性頸部框架組件以及閉合的縫釘施加組件。
圖7是圖6中EAP致動關(guān)節(jié)接頭和閉合的縫釘施加組件的右前側(cè)透視圖，其中拆掉了柔性閉合套管組件并部分分解了柔性頸部框架組件。
圖8是圖6中的EAP致動關(guān)節(jié)接頭和縫釘施加組件的右前側(cè)分解透視圖。
圖9是圖1中包含EAP板致動器和鎖定條的關(guān)節(jié)連接框架區(qū)的右前側(cè)透視圖。
圖10是圖1A中關(guān)節(jié)連接框架區(qū)在左側(cè)關(guān)節(jié)運動狀態(tài)下的俯視圖，其中以雙點劃線示出在解鎖致動狀態(tài)和鎖定松弛(relaxed)狀態(tài)下的左側(cè)EAP鎖定條。
圖11是圖1A中關(guān)節(jié)連接框架區(qū)處于左側(cè)關(guān)節(jié)運動狀態(tài)下的俯視圖，其為沿著EAP板致動器和EAP鎖定條截得的橫截面。
圖12是圖10中關(guān)節(jié)連接框架區(qū)的主剖視圖，其為沿通過橫向引導(dǎo)銷的線12-12截得的橫截面。
圖13是用于圖1中外科器械的可替換關(guān)節(jié)連接框架區(qū)的俯視圖，其為沿著通過多個EAP肋分隔致動器截得的橫截面圖。
圖14是用于圖1中外科器械的另一個具有多個EAP纖維致動器的可選關(guān)節(jié)連接框架區(qū)的局部分解的右視圖。
圖15是沿線15-15截得的圖14中另一個可選關(guān)節(jié)連接框架區(qū)的橫截面的主剖視圖。
圖16是沿通過外科器械的關(guān)節(jié)接頭的發(fā)射桿的縱向橫截面截得的俯視圖，其中發(fā)射桿有利地由被具有一個滑動端部的向內(nèi)致動的EAP板致動器的支撐板橫向引導(dǎo)。
圖17是沿通過圖16中外科器械的關(guān)節(jié)接頭的發(fā)射桿的縱向橫截面截得的俯視圖。
圖18是沿通過外科器械的關(guān)節(jié)接頭的發(fā)射桿的縱向橫截面圖，其中發(fā)射桿有利地被具有一個滑動端部的向外致動EAP板致動器的支撐板橫向引導(dǎo)。
圖19是沿通過外科器械的關(guān)節(jié)接頭的發(fā)射桿的縱向橫截面截得的俯視圖，其中發(fā)射桿有利地被向外致動的EAP支撐板橫向引導(dǎo)，該EAP支撐板具有被限制但縱向浮動的鉤形端部。
圖20是沿通過外科器械的關(guān)節(jié)接頭的發(fā)射桿的縱向橫截面截得的俯視圖，該發(fā)射桿有利地被外致動的EAP支撐板橫向引導(dǎo)，該EAP支撐板每個具有一個固定的鉤形端部和一個縱向受到彈性限制的端部。
圖21是沿通過外科器械的關(guān)節(jié)接頭的發(fā)射桿的縱向橫截面截得的俯視圖，其中發(fā)射桿有利地被外致動的EAP支撐板橫向引導(dǎo)，該EAP支撐板每個都具有縱向受到彈性限制的兩端。
圖22是包括有圖43-46中的EAP支撐板的柔性關(guān)節(jié)接頭的俯視圖。
圖23是沿圖22中線23-23截得的柔性關(guān)節(jié)接頭的主視圖。
圖24是圖22中鉸接在左側(cè)的柔性關(guān)節(jié)接頭俯視圖。
圖25是包括圖16-19中EAP支撐板的柔性關(guān)節(jié)接頭的右前側(cè)透視圖，并且該柔性關(guān)節(jié)接頭還包括左側(cè)和右側(cè)EAP板鉸接致動器。
具體實施例方式
具有EAP致動的柔性頸(flexneck)關(guān)節(jié)接頭的外科器械。
在圖1中，外科器械1200有利地包括與細長軸1206的關(guān)節(jié)連接框架組件1204成一體的EAP致動的關(guān)節(jié)接頭1202，該細長軸1206將分開的閉合和發(fā)射運動從手柄1208傳遞到端部執(zhí)行器1210，端部執(zhí)行器1210被描述為具有可閉合的砧板1214的縫釘施加組件1212，砧板1214被樞轉(zhuǎn)地連接在細長槽1216上，細長槽1216保持有可更換的縫釘匣1218。手柄1208包括被向近側(cè)朝著手槍握柄1222靠近的方向擠壓以實現(xiàn)砧板1214的閉合的閉合扳柄1220。應(yīng)該理解的是，閉合套管組件1223或者其它沒有示出的閉合部件(例如，EAP致動的砧板，內(nèi)部縱向平移構(gòu)件等)作用在砧板閉合件1224上以實現(xiàn)砧板1214的打開和閉合。一旦處于閉合和夾緊狀態(tài)，更遠側(cè)的發(fā)射扳機1226被朝著手槍握柄1222的方向擠壓以實現(xiàn)發(fā)射構(gòu)件1228縱向沿著伸長軸1206的發(fā)射，以進行組織的切割并且縫合該被切割端部。一旦松開發(fā)射扳機1226，隨著輕輕地壓下閉合扳機1220一起按壓閉合釋放按鈕1230，然后在松開閉合扳機1220之后松開夾緊元件，從而打開砧板1214并允許松開被縫合和切割的組織。旋鈕1232允許沿伸長軸1206的縱向軸線選擇性旋轉(zhuǎn)。
關(guān)節(jié)連接框架組件1204包括在近側(cè)可旋轉(zhuǎn)地連接在手柄1208上的近側(cè)框架區(qū)1240，并且在遠側(cè)連接到關(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242，該關(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242又與支撐端部執(zhí)行器1210的遠側(cè)框架區(qū)1244連接。在手柄1208上的關(guān)節(jié)控制器1246有利地允許通過激勵到其上的適當(dāng)?shù)碾娦盘枌﹃P(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242的關(guān)節(jié)運動進行選擇，例如圖1A所描述的，在通過關(guān)節(jié)控制器1246已選擇向左側(cè)關(guān)節(jié)運動時。應(yīng)該理解，關(guān)節(jié)控制器1246可以有利地包括用于關(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242的鉸接鎖定的手動和/或自動的脫離接合。
手柄在圖1中，縫釘施加組件12通過在軸框架上在縱向沿軸1206(在圖1中沒有示出，但是在下面參照圖7描述)傳遞的兩種不同的運動完成夾緊組織驅(qū)動縫釘和切割組織的功能。該桿框架組件在近側(cè)連接到手柄14上，并與旋鈕30旋轉(zhuǎn)地連接。用于圖1中的外科縫合和切割器械10的示例性多沖程手柄14在以下這些未審定和共同擁有的美國專利申請中被更詳細地描述，即，Swayze和Shelton的名稱為“具有多沖程發(fā)射位置指示器和收回機構(gòu)的外科縫合器械”，其系列號為10/674,026，Kevin Doll，Jeffrey S.Swayze，F(xiàn)rederick E.Shelton IV，Douglas Hoffman和Michael Setser在2005年2月7日提交的名稱為“包括具有發(fā)射行程收回自動結(jié)束的多沖程發(fā)射機構(gòu)的外科縫合器械”，其系列號為11/052,632。其公開內(nèi)容在此全部被引入作為參考，并在此描述附加特征和變化。
當(dāng)多沖程手柄14有利地支持在長距離上具有高發(fā)射力的應(yīng)用時，與本發(fā)明一致的應(yīng)用可以包括單發(fā)射沖程，例如在Frederick E.Shelton IV，Michael E.Setser和Brian J.Hemmelgarn的審定和共同擁有的美國專利申請“具有分開的不同的閉合和發(fā)射系統(tǒng)的外科縫合器械”，其系列號為10/441,632中所描述的，其公開內(nèi)容在此全部被引入作為參考。
電活化聚合物電活化聚合物(EAPs)為一組在施加電壓時改變形狀的導(dǎo)電的摻雜處理的聚合物。本質(zhì)上，導(dǎo)電聚合物與離子流體或者凝膠體和電極中的一些形式配對。由施加的電壓電勢使離子流通過液體/凝膠體流入或者流出導(dǎo)電聚合物，并且該流動導(dǎo)致該聚合物形狀發(fā)生改變。從1V到4kV的電壓電勢范圍取決于使用的聚合物和離子流體。當(dāng)施加電壓時，一些EAPs收縮而一些EAPs擴張。該EAPs可以與機械部件例如彈簧或者柔性板配對，以在施加電壓時改變其所導(dǎo)致的效果。
有兩種基本類型的電活化聚合物并且每個類型具有多種結(jié)構(gòu)。這兩種基本類型是纖維束和層狀形式。纖維束由大約30-50微米的纖維組成。這些纖維可被織成非常像紡織品的束，并由此通常被稱為EAP紗線。這類EAP在施加電壓時收縮。該電極通常是中央導(dǎo)線芯和導(dǎo)電外殼，該外套還用來容納圍繞該纖維束的離子流體。市場上可得到的纖維EAP材料的一個示例由Santa Fe Science and Technology生產(chǎn)被以PANIONTM纖維銷售，并且在美國專利No.6,667,825中被描述，在此其全部內(nèi)容被引入作為參考。
另一類為層狀結(jié)構(gòu)。其由一層EAP聚合物、一層離子凝膠體和連接在層板的兩側(cè)上的兩個彈性板組成。當(dāng)施加電壓時，方形的層狀板在一個方向上擴張并且在垂直的方向上收縮。市場上可得到的薄片(板)EAP材料的一個示例由為SRI Laboratories分公司的ArtificialMuscle Inc生產(chǎn)。板EAP材料也可以從日本EAMEX得到并被稱為薄膜EAP。
應(yīng)該注意，EAPs在通電時不改變體積，它們只是在一個方向上擴張或者收縮而在橫向上正好相反。可以通過包括將一側(cè)緊貼在剛性結(jié)構(gòu)上以及像活塞那樣使用另一側(cè)的方式來使用該薄片形式的基本形狀。其也可以附著在柔性板的兩側(cè)。當(dāng)對柔性板EAP的一側(cè)施加電壓，其將擴張，使該板沿相反方向彎曲。根據(jù)對電壓施加在哪側(cè)，使該板沿兩個方向中任一個彎曲。
EAP致動器通常由被束在一起以協(xié)同工作大量層或者纖維構(gòu)成。EAP的機械構(gòu)造決定了EAP致動器以及其運動性能。該EAP可被制成長股并且纏繞在單個中央電極的周圍。柔性外部外側(cè)套管將形成致動器的另一個電極，并且容納設(shè)備的功能所必需的離子流體。在該構(gòu)造中，當(dāng)在電極上施加電場時，EAP的股(strands)將變短。EAP致動器稱為纖維EAP致動器。同樣地，薄片構(gòu)造可被設(shè)置在柔性板的兩側(cè)上的許多層中或者僅在其自身上的層中以增加其性能。典型的纖維結(jié)構(gòu)2-4％的具有效應(yīng)變，而使用更高電壓的典型薄片形式可以達到20-30％。
在圖2中，薄片EAP復(fù)合材料100被描述成這樣形成，即，陽極板電極層1302連接在EAP層104上，而EAP層104與離子單元(cell)層106連接，而離子單元(cell)層106與陰極板電極層108連接。在圖3中，多個五層薄片EAP復(fù)合材料100通過其間的粘合劑層110被層疊地固定在一起以形成EAP板致動器120。應(yīng)該可以理解，可將相對的EAP致動器120形成為可選擇地向任一方向彎曲。
在圖4-5中，收縮的EAP纖維致動器140包括縱向鉑陰極線142，該鉑陰極線142穿過絕緣聚合物近端端蓋144，并穿過形成在涂有傳導(dǎo)性的涂層以作為陽性的陽極的塑料圓柱體壁148內(nèi)的細長圓柱形腔室146。鉑陰極線142的遠端被嵌入絕緣聚合物遠端蓋150中。許多收縮聚合物纖維152被平行于陰極導(dǎo)線142地布置并圍繞在其周圍，并且將它們的端部嵌入各端蓋144、150。在塑料圓柱體壁148的周邊周圍固定有各端蓋144、150以封閉圓柱形腔室146，從而密封充滿在收縮聚合物纖維152與陰極線142之間的空間的離子流體或者凝膠體154。當(dāng)通過塑料圓柱形壁(陽極)148和陰極導(dǎo)線142施加電壓時，離子流體進入收縮聚合物纖維152，導(dǎo)致它們的外直徑相應(yīng)于長度的收縮而增大，從而朝著彼此拉動端蓋144、150。
EAP致動關(guān)節(jié)接頭在圖6-7中，外科切割和縫合器械200包括EAP致動關(guān)節(jié)接頭202，該關(guān)節(jié)接頭202被形成在該外科器械的細長軸204中并靠近端部執(zhí)行器，該端部執(zhí)行器由外科縫合和切割組件12圖示出，該組件12有利地響應(yīng)于由細長軸204沿縱向傳遞的分開的閉合和發(fā)射運動。EAP致動關(guān)節(jié)接頭202有利地增加了使縫釘施加組件12進行關(guān)節(jié)運動所需的臨床靈活性。
在圖6-8的示例中，更為具體地，EAP致動關(guān)節(jié)接頭202為一種柔性閉合和樞轉(zhuǎn)框架關(guān)節(jié)接頭210，如圖6所示，其包括柔性閉合套管組件212，該套管組件具有通過柔性閉合管218相連的近側(cè)閉合管214和遠側(cè)閉合環(huán)216。形成在柔性閉合管218中的左側(cè)和右側(cè)垂直槽220、222的縱向列允許向右側(cè)或者向左側(cè)彎曲以進行關(guān)節(jié)運動，而連續(xù)的頂部縱向條帶224和底部縱向條帶(未示出)與這種彎曲量無關(guān)地傳遞縱向閉合運動。特別是，遠側(cè)閉合環(huán)216的頂部部分包括與砧板22的砧板閉合件228接合馬蹄形孔226。在圖7-8中，砧板22包括在其近端處的橫向突出的樞銷230，該樞銷與形成在細長槽18的近端附近的樞軸孔232樞轉(zhuǎn)地接合。由此稍遠端的砧板閉合部件228在柔性閉合套管組件212向遠端運動時發(fā)生閉合運動，在其向近端運動時發(fā)生打開運動。該柔性閉合管218可以沿左側(cè)和右側(cè)垂直槽220、222的縱排的長度彎曲，由此當(dāng)進行關(guān)節(jié)運動時容納柔性閉合和樞轉(zhuǎn)框架關(guān)節(jié)接頭210的橫向被包圍的柔性框架組件234。
在圖6-8中，橫向柔性框架組件234包括具有在遠側(cè)開口的圓柱形端部237的近側(cè)框架區(qū)236，該圓柱形端部237具有與在柔性框架構(gòu)件240的近端上的頂部鍵形片239接合的頂部槽238。而柔性框架構(gòu)件240的遠端具有向遠端伸出的頂部鍵形片241，該頂部鍵形片241被容納在遠側(cè)框架區(qū)250的近側(cè)開口的圓柱形端部243中的頂部槽242中。柔性框架構(gòu)件240中的左側(cè)和右側(cè)垂直槽244、245允許被插入這些槽244、245中的EAP致動器245以維持柔性框架組件234的關(guān)節(jié)運動。
在圖8中，外科器械200的由細長軸16和縫釘施加組件12形成的執(zhí)行部分260進一步包括發(fā)射桿270，該發(fā)射桿270縱向平移穿過近側(cè)框架區(qū)236、柔性閉合和樞轉(zhuǎn)框架關(guān)節(jié)接頭210以及遠側(cè)框架區(qū)250中的發(fā)射槽272進入縫釘施加組件12。形成在遠側(cè)框架區(qū)250的頂部上的遠端和近端方形孔274、276在其間形成夾桿278，其接收夾合彈簧282的頂部臂280，在該夾合彈簧280的下方、且向遠側(cè)延伸的臂284在凸起部分286上沿對應(yīng)于發(fā)射過程的空的/缺少縫釘匣鎖定部分的發(fā)射桿270的上部部分保持向下的壓力。
特別參照圖8，發(fā)射桿270的遠側(cè)凸起端部與E形梁288連接在一起，該E形梁288有助于砧板22與縫釘匣20分開、切斷組織并致動縫釘匣20。縫釘匣20包括容納有大量放置在位于各向上開口的縫釘孔294內(nèi)的縫釘致動器292上的縫釘?shù)哪Ｖ葡惑w290。楔形板296由E形梁288向遠端驅(qū)動，并在縫釘匣托架298上滑動，該縫釘匣托架298將可更換的縫釘匣20的各組件保持到一起。當(dāng)E形梁288的切割表面300切割夾緊的組織時，楔形板296使縫釘致動器292向上凸起，以將縫釘擠出而與砧板22變形接觸。應(yīng)該可以理解，在發(fā)射過程中，E形梁288的上部銷302與砧板22接合，同時中部銷304和底部支座306通過相應(yīng)的縫釘匣托架298中的縱向開口310和匣體290中向后開口的垂直槽312與形成在細長槽18中的縱向槽308的各頂面和底面接合。之后，將發(fā)射桿270向近側(cè)拉回，同樣地拉回E形梁288，允許打開砧板22以松開這兩個縫合和切割的組織部分(沒有示出)。
縫釘施加組件12在Frederick E.Shelton IV等人于2004年9月30日遞交的未審定和共同擁有的名稱為“包括兩件套E形梁發(fā)射機構(gòu)的關(guān)節(jié)連接外科縫合器械”、系列號為10/955,042的美國專利申請中被詳細地描述，其公開內(nèi)容在此全部被引入作為參考。
作為柔性框架組件234的可替換方案，在圖9-12中，關(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242包括使用左側(cè)和右側(cè)EAP板致動器1302、1304的EAP致動系統(tǒng)1300，該致動器1302、1304穿過在基本上為圓柱形的彈性框架體1310的每個橫向側(cè)中的各左側(cè)和右側(cè)矩形致動器凹槽1306、1308(圖11-12)。矩形刀槽1312位于在左側(cè)和右側(cè)矩形致動器凹槽1306，1308之間地形成在彈性框架體1310中，以引導(dǎo)發(fā)射機構(gòu)1228遠側(cè)部分的發(fā)射桿1314。
當(dāng)關(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242為平直的或者進行關(guān)節(jié)運動時，彈性框架體1310的連續(xù)的頂部和底部縱向段1320(圖9-10)對發(fā)射桿1314保持一縱向行程量。為了有利地從均質(zhì)材料形成沿其縱向軸線沒有明顯壓縮的彈性框架體1310，多個左側(cè)和右側(cè)縱向排列的垂直凹槽1322、1324分別與左側(cè)和右側(cè)EAP致動器凹槽1306、1308貫穿(interseet)。每個豎直凹槽1322、1324包括矩形通孔1326，該矩形通孔從頂部到底部穿過彈性框架體1310并平行于且從矩形刀槽1312和左側(cè)或右側(cè)矩形致動器凹槽1306、1308中適當(dāng)?shù)囊粋€橫向偏移。每個矩形通孔1326與窄的橫向間隙1328橫向連通。在相鄰的豎直凹槽1322、1324之間形成肋1330，該肋1330具有狹窄的內(nèi)壁1332和較厚的彎曲外板1334，其允許連續(xù)的頂部和底部縱向段1320橫向彎曲，該彎曲外板1334支撐對應(yīng)的一個EAP板形致動器1302、1304并限制在該方向上可能達到的關(guān)節(jié)運動量，該鉸接量為當(dāng)一個或者兩個EAP板致動器1302、1304都激活以沿選擇方向彎曲時在窄的橫向間隙1328完全塌縮之前限制在該方向上可能得到的鉸接量。在圖10中，例如，左側(cè)EAP板致動器1302被激活以向左側(cè)致動，而右側(cè)EAP板致動器1304也相應(yīng)地拉伸。應(yīng)該可以理解，當(dāng)被電力地激活以分別在左側(cè)和右側(cè)矩形致動器凹槽1306、1308中產(chǎn)生拉動或者推動時，該左側(cè)和右側(cè)EAP板致動器1302、1304可交替地收縮或者擴張。
在圖11-12中，關(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242有利地包括EAP鉸接鎖定機構(gòu)1350，該鉸接鎖定機構(gòu)1350選擇性地將彈性框架體1310保持在左側(cè)關(guān)節(jié)運動或者右側(cè)關(guān)節(jié)運動的狀態(tài)。為此，左側(cè)鎖定通道1352被形成為通過鄰近其最左側(cè)的外部的多個左側(cè)矩形通孔1326，并允許左側(cè)脊形EAP鎖定條1354從其中穿過。同樣地，右側(cè)鎖定通道1356被形成為通過鄰近其最右側(cè)的外部的多個右側(cè)矩形通孔1326，并允許右側(cè)脊形EAP鎖定條1358從其中穿過。沿左側(cè)和右側(cè)脊形EAP鎖定條1354、1358的各最外側(cè)表面1360，多個沿縱向間隔開的豎直阻擋脊1362被沿縱向間隔開并多個肋1330的幾何形狀一同確定其大小以在需要的鉸接量進行鎖定。特別地，當(dāng)柔性框架區(qū)1242向著脊形EAP鎖定帶1354、1358的各相對側(cè)進行關(guān)節(jié)運動，在該側(cè)上的肋1330成弧形彼此分開，如圖11中示出向左側(cè)進行關(guān)節(jié)運動。一旦肋1330達到用于鎖定的足夠間隔(即，比豎直阻擋脊1362的縱向?qū)挾纫獙?，右側(cè)脊形EAP鎖定條1358被向外偏壓以使其脊1362卡入相鄰肋1330的相鄰的增加的彎曲外板1334之間。激活右側(cè)脊形EAP鎖定條1358引起釋放右側(cè)脊形EAP鎖定條1358的收縮。在圖12中，橫向上部引導(dǎo)銷1370和下部引導(dǎo)銷1372通過矩形刀槽1312的上部和下部以保護橫向排列。
在圖13中，關(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242包括EAP致動系統(tǒng)1400，其使用多個位于彈性框架體1408的一對相對的遠側(cè)和近側(cè)開口的矩形凹槽之間的左側(cè)和右側(cè)EAP肋分隔板致動器1402。每對的相對的遠側(cè)和近側(cè)開口的矩形致動器凹槽對1404、1406分別形成在橫向形成的肋1410的相鄰對(近端/遠端)中。每個肋1410都包括垂直槽1412，該垂直槽1412沿其高度橫向向外開口且在更靠內(nèi)的位置具有較寬的矩形通孔1414，該通孔1414收縮到外垂直槽1416之內(nèi)。因而，每個肋1410包括與上部和下部縱向連續(xù)段1420相連的薄內(nèi)壁1418。矩形刀槽1422沿縱向中心線橫向地形成。如上所述的左側(cè)和右側(cè)脊形EAP鎖定條1354、1358有利地放松成在關(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242的擴張側(cè)上的擴張彎曲形狀以鎖定，并由橫向引導(dǎo)銷1370保持縱向排列。
在圖14-15中，關(guān)節(jié)連接框架區(qū)1242將另一個可替換的EAP驅(qū)動系統(tǒng)1500結(jié)合在彈性框架體1502中，該彈性框架體1502包括布置成左側(cè)和右側(cè)豎直疊層1506、1508的縱向排列的EAP纖維致動器1504，該豎直疊層1506、1508分別通過在左側(cè)和右側(cè)的多個橫向肋1510，該橫向肋1510每個都具有薄的內(nèi)豎直壁1512，該豎直壁1512與連續(xù)縱向頂部和底部段1514相連以由此便于橫向彎曲。每個肋1510沿橫向變寬到厚的外部1516，該外部1516的尺寸限制向該側(cè)的鉸接。每個厚的外部1516包括允許EAP纖維致動器1504通過的豎直排列的縱向通孔1518。遠端和近端橫向蓋1520、1522縱向位于肋1510的側(cè)面以覆蓋各EAP纖維致動器1504的末端。橫向中央刀槽1524在彈性框架體1502中形成以用于發(fā)射桿1314。收縮選定的EAP纖維致動器1504的豎直疊層1506、1508引起向該側(cè)的關(guān)節(jié)運動，而非致動的豎直疊層1506、1508由此被動地伸長。
用于發(fā)射桿的EAP支撐板在圖16中，用于外科器械2002的關(guān)節(jié)接頭2000包括一對EAP支撐板2004、2006，該支撐板2004、2006其橫向地支撐發(fā)射桿2008以在關(guān)節(jié)運動時使束縛和變形(buckling)最小化。每個支撐板2004、2006都包括結(jié)構(gòu)件2010(例如，剛性聚合物，金屬)，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件2010包括橫向加寬的端部2012和直端部2018，該加寬的端部2012由在第一框架區(qū)2016中相應(yīng)大小的凹槽2014捕獲，該直端部2018被滑動地接收在第二框架區(qū)2020內(nèi)?？v向膨脹的EAP薄片2022覆蓋每個支撐板2004、2006的內(nèi)表面。
在圖17中，關(guān)節(jié)接頭2000向一個橫向側(cè)進行關(guān)節(jié)運動，由此導(dǎo)致發(fā)射桿2008越過關(guān)節(jié)縱向軸線2024并與支撐板2006接觸。橫向支撐由此防止發(fā)射桿2008從關(guān)節(jié)接頭2000中爆裂和/或允許安裝更柔性的發(fā)射桿2008以減小的力進行關(guān)節(jié)運動。另外，在每個支撐板2004、2006上的EAP壓壓板2022根據(jù)需要被激活，以控制兩者的曲率大小以在其間為發(fā)射桿2008保留所需的空間。直端部2018在第二框架區(qū)部分2020上滑動以提供給內(nèi)支撐板2004與外支撐板2006相比所需要的減小的行程。EAP薄片2022可以進一步提供有助于橫向引導(dǎo)發(fā)射桿2008的減震和低表面摩擦特性。
在圖18中，用于外科器械2102的可替換關(guān)節(jié)接頭2100包括一對EAP支撐板2104、2106，該支撐板2104、2106橫向支撐發(fā)射桿2108以在鉸接時最小化束縛和變形(buckling)。每個支撐板2104、2106包括包括橫向加寬的端部2112和直端部2118的結(jié)構(gòu)構(gòu)件2110(例如，剛性聚合物、金屬)，該加寬的端部2112被捕獲在第一框架區(qū)2116中相應(yīng)大小的凹槽2114中，直的端部2118滑動地接收在第二框架區(qū)2120內(nèi)。縱向膨脹的EAP薄片2122覆蓋每個支撐板2104、2106的外表面。關(guān)節(jié)接頭2100向一個橫向側(cè)進行關(guān)節(jié)運動，由此引起發(fā)射桿2108超過鉸接縱向軸線2124并與支撐板2106相接觸。(橫向支撐由此防止發(fā)射桿2108從關(guān)節(jié)接頭2100爆裂出和/或允許允許安裝更柔性的發(fā)射桿2108以減低關(guān)節(jié)運動力)。另外，在每個支撐板2104、2106上的EAP薄片2122根據(jù)需要被激活，以控制兩者的曲率大小以在其間為發(fā)射桿2108保留所需的空間。直端部2118在第二框架區(qū)部分2120中滑動，以提供給內(nèi)支撐板2104與外支撐板2106相比所需要的減小行程。將EAP薄片2122放置得遠離與發(fā)射桿2108接觸可以具有例如減少EAP薄片2122磨損的優(yōu)點。
在圖19中，用于外科器械2202的另一個可替換關(guān)節(jié)接頭2200包括一對EAP支撐板2204、2206，該支撐板2204、2206橫向支撐發(fā)射桿2208以在關(guān)節(jié)運動時最小化束縛和變形(buckling)。每個支撐板2204、2206包括結(jié)構(gòu)件2210(例如，金屬)，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件2210包括第一向外凸出的端部2212和第二向外凸出的端部2218，該第一向外凸出的端部2212受到約束并在第一框架區(qū)2216中的第一向內(nèi)開口凹槽2214中縱向自由浮動，第二向外凸出的端部2218受到約束并在第二框架區(qū)2222的第二向內(nèi)開口凹槽2220中縱向自由浮動?？v向擴張的EAP薄片2224覆蓋每個支撐板2204、2206的內(nèi)表面。
在圖20中，用于外科器械2302的另一個可替換關(guān)節(jié)接頭2300包括一對EAP支撐板2304、2306，該支撐板2304、2306橫向支撐發(fā)射桿2308以在鉸接時最小化束縛(binding)和變形(buckling)。每個支撐板2304、2306包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件2310(例如，金屬)，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件2310包括第一向外凸出的端部2312和第二向外凸出的端部2318，該第一向外凸出的端部2312被固定在第一框架區(qū)2316中的向內(nèi)開口凹槽2314，第二向外凸出的端部2318被限制并在第二框架區(qū)2322的向內(nèi)開口凹槽2320中縱向自由浮動?？v向擴張的EAP薄片2324覆蓋每個支撐板2304、2306的內(nèi)表面。一對壓縮彈簧2326、2328被縱向排列在向內(nèi)開口凹槽2320中，以偏壓每個支撐板2304、2306的第二向外凸出的端部2318到中間位置。
在圖21中，用于外科器械2402的另一個可替換關(guān)節(jié)接頭2400包括一對EAP支撐板2404、2406，該支撐板2404、2406橫向支撐發(fā)射桿2408以在鉸接時最小化束縛(binding)和彎曲(buckling)。每個支撐板2404、2406包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件2410(例如，金屬)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件2410包括第一向外凸出的端部2412和第二向外凸出的端部2418，該第一向外凸出的端部2412被限制但在第一框架區(qū)2416的第一向內(nèi)開口凹槽2414中縱向自由浮動，第二向外凸出的端部2418被限制并在第二框架區(qū)2422的第二向內(nèi)開口凹槽2420中縱向自由浮動?？v向擴張的EAP薄片2424覆蓋每個支撐板2404、2406的內(nèi)表面。一對壓縮彈簧2426、2428被縱向排列在第一向內(nèi)開口凹槽2414中，以偏壓每個支撐板2404、2406的第一向外凸出的端部2412到其中的中間位置。另一對壓縮彈簧2430、2432被縱向排列在第二向內(nèi)開口凹槽2420中，以偏壓每個支撐板2404、2406的第二向外凸出的端部2418到在其中的中間位置。
在圖22-25中，用于外科器械2502的另一個可替換關(guān)節(jié)接頭2500包括安放在發(fā)射桿2508兩側(cè)的EAP支撐板2504，2506，該發(fā)射桿2508在關(guān)節(jié)連接框架2514的彈性框架體2512的刀槽2510中，并且在近側(cè)處連接在近側(cè)框架區(qū)2516上和在遠側(cè)處連接在遠側(cè)框架區(qū)2518上。左側(cè)EAP板致動器2520通過左側(cè)多個在彈性框架體2512中形成的橫向肋2522。右側(cè)EAP板致動器2524通過多個右側(cè)橫向肋2526。每個EAP板致動器2520、2524向近側(cè)延伸到近側(cè)框架區(qū)2516中，并且包括連接在內(nèi)側(cè)板2530上的外部EAP薄片層2528，并被設(shè)置成在被電力激活時致動以向另一側(cè)彎曲遠側(cè)框架環(huán)2518。該彈性框架體2512包括夾緊每個支撐板2504、2506的近端且向外彎曲的端部2534的內(nèi)開口凹槽2532。允許每個支撐板2504、2506的遠端的直端部2536從刀槽2510中滑出，以對鉸接的行程變化進行調(diào)整，如圖24所示。
盡管通過多個實施方式的描述來說明本發(fā)明并且已經(jīng)對說明性實施方式進行了詳細的描述，但意圖不在于限制本發(fā)明申請或者以任何方式將從屬權(quán)利要求的范圍限制在這些細節(jié)中。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說其它優(yōu)點和修改是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種外科器械，包括端部執(zhí)行器；細長軸；關(guān)節(jié)接頭，其包括上部條帶和下部條帶，每個由柔性的且沿縱向不可壓縮的材料制成；多個左側(cè)垂直肋和多個右側(cè)垂直肋，每個肋都連接在所述上部條帶和下部條帶之間的各橫向側(cè)上；至少一個右側(cè)電活化致動器連接到多個右側(cè)垂直肋，并且至少一個右側(cè)電活化致動器連接到多個左側(cè)垂直肋，每個活化致動器都響應(yīng)于電信號而致動；以及手柄部分，其與該細長軸的近端連接并包括具有可操作的構(gòu)造以產(chǎn)生電信號的控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的外科器械，其特征在于，所述多個左側(cè)肋包括容納該左側(cè)電活化聚合物致動器的左側(cè)縱向致動器凹槽，所述多個右側(cè)肋包括容納右側(cè)電活化聚合物致動器的右側(cè)縱向致動器凹槽。
3.如權(quán)利要求2所述的外科器械，其特征在于，該左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物致動器每個都包括具有可操作的構(gòu)造以在通電時至少沿一個橫向彎曲的板狀致動器。
4.如權(quán)利要求2所述的外科器械，其特征在于，所述左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物致動器每個都包括至少一個具有可操作的構(gòu)造以在激活時沿縱向收縮的電活化聚合物纖維致動器，該左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物纖維致動器的各遠端和近端被連接在該關(guān)節(jié)接頭的各遠端和近端上。
5.如權(quán)利要求1所述的外科器械，進一步包括多個左側(cè)電活化聚合物疊層致動器，每個都位于在多個左側(cè)垂直肋的相鄰肋之間；并包括多個右側(cè)電活化聚合物疊層致動器，每個都位于在多個右側(cè)垂直肋的相鄰肋之間。
6.如權(quán)利要求5所述的外科器械，其特征在于，所述多個左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物疊層致動器具有可操作的構(gòu)造以在激活時沿縱向擴張，以將所述相鄰的肋推壓并在減活時彈性地收縮。
7.如權(quán)利要求5所述的外科器械，其特征在于，所述多個左側(cè)和右側(cè)電活化聚合物疊層致動器具有可操作的構(gòu)造以在激活時沿縱向收縮，以將所述相鄰的肋推到一起并在減活時彈性地擴張。
8.如權(quán)利要求1所述的外科器械，其特征在于，多個左側(cè)和右側(cè)垂直肋中的每個都包括鎖定凹槽，該關(guān)節(jié)接頭進一步包括每個分別位于在相應(yīng)的左側(cè)和右側(cè)鎖定凹槽中的左側(cè)鎖定條帶和右側(cè)鎖定條帶，每個鎖定段都包括具有可操作的構(gòu)造以改變該鎖定條帶的縱向長度的電活化聚合物鎖定致動器，并包括多個沿縱向?qū)R的鎖定凸起，以在相鄰的肋和鎖定段都處于縱向擴張狀態(tài)時插入到相鄰肋之間，由此在擴張的間隔中保持肋。
9.如權(quán)利要求1所述的外科器械，其特征在于，該端部執(zhí)行器包括下部鉗口和樞轉(zhuǎn)連接的上部鉗口。
10.如權(quán)利要求9所述的外科器械，其特征在于，該端部執(zhí)行器進一步包括由發(fā)射桿致動的縫合和切割組件；手柄部分，其在近側(cè)處連接在發(fā)射桿并具有可操作的構(gòu)造以給予發(fā)射桿縱向發(fā)射運動；細長軸和關(guān)節(jié)接頭進一步包括通過該關(guān)節(jié)接頭支撐該發(fā)射桿的發(fā)射桿引導(dǎo)件。
全文摘要
一種尤其適用于內(nèi)窺鏡使用的外科器械通過在伸長軸中包括鉸接結(jié)構(gòu)鉸接端部執(zhí)行器，該細長軸包括電力致動的聚合物(EAP)致動器，以遙控地使該端部執(zhí)行器進行關(guān)節(jié)運動。特別地，細長頸部的框架的柔性頸部可以由EAP致動器橫向推向左側(cè)或者右側(cè)并有利地鎖定到鉸接狀態(tài)。
文檔編號A61B17/32GK1726874SQ200510089520
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月28日
發(fā)明者弗雷德里克·E·謝爾頓四世 申請人:伊西康內(nèi)外科公司