具有可关节运动的轴组件和双端部执行器滚动的外科器械的制作方法

文档序号:35121469发布日期:2023-08-14 14:55阅读:154来源:国知局

背景技术
::1、多种外科器械包括端部执行器,该端部执行器用于由医疗专业操作者进行的常规医学治疗和规程以及机器人辅助外科手术中的应用。此类外科器械可由外科医生直接抓握和操纵,或者结合到机器人辅助外科手术中。就机器人辅助外科手术而言,外科医生可操作主控制器以远程控制此类外科器械在外科手术部位处的运动。控制器可与患者相隔很远的距离(例如,穿过手术室、在不同的房间或在与患者完全不同的建筑物中)。另选地,控制器可放置在手术室中非常靠近患者的位置。无论如何,控制器可包括一个或多个手输入装置(诸如操纵杆、外骨骼手套、主操纵器等),所述一个或多个手输入装置由伺服机构联接到外科器械。在一个示例中,伺服马达基于外科医生对手输入装置的操纵而移动支撑外科器械的操纵器。在外科手术期间,外科医生可经由机器人外科系统采用各种外科器械,包括超声刀、组织抓紧器、针驱动器、电外科烧灼探针等。这些结构中的每个结构为外科医生执行功能,例如切割组织、凝固组织、握住或驱动针、抓持血管、解剖组织或烧灼组织。2、在一个示例中,外科器械的端部执行器包括刀元件,该刀元件以超声频率振动以切割和/或密封组织(例如,通过使组织细胞中的蛋白质变性)。这些器械包括将电功率转换成超声振动的一个或多个压电元件,所述超声振动沿着声波导传送到刀元件。可通过操作者的技术以及对功率电平、刀刃角度、组织牵引力和刀压力的调节来控制切割和凝固的精度。用于驱动刀元件的功率电平可基于感测的参数诸如组织阻抗、组织温度、组织厚度和/或其他因素而改变(例如,实时地)。一些器械具有用于用刀元件抓持组织的夹持臂和夹持垫。超声外科器械的示例和相关概念在以下文献中公开:2006年4月13日公布的名称为“tissue pad for use with an ultrasonic surgical instrument”的美国公布2006/0079874号(现已放弃),其公开内容以引用方式并入本文;2007年8月16日公布的名称为“ultrasonic device for cutting and coagulating”的美国公布2007/0191713号(现已放弃),其公开内容以引用方式并入本文;以及2008年8月21日公布的名称为“ultrasonicdevice for cutting and coagulating”的美国公布2008/0200940号(现已放弃),其公开内容以引用方式并入本文。3、其中至少一些具有超声特征部和/或相关联的可关节运动的部分的机器人系统的示例包括2019年8月30日提交的名称为“ultrasonic surgical instrument with amulti-planar articulating shaft assembly”的美国专利申请16/556,661号;2019年8月30日提交的名称为“ultrasonic transducer alignment of an articulatingultrasonic surgical instrument”的美国专利申请16/556,667号;2019年8月30日提交的名称为“ultrasonic surgical instrument with axisymmetric clamping”的美国专利申请16/556,625号;2019年8月30日提交的名称为“ultrasonic blade and clamp armalignment features”的美国专利申请16/556,635号;2019年8月30日提交的名称为“rotatable linear actuation mechanism”的美国专利申请16/556,727号;和/或2019年11月5日提交的名称为“articulation joint with helical lumen”的美国专利申请62/930,638号。这些申请中的每个申请的公开内容均以引用方式并入本文。4、一些器械能够操作以通过向组织施加射频(rf)电外科能量来密封组织。此类装置的示例和相关概念在以下文献中公开:2008年4月8日公布的名称为“electrosurgicalinstrument and method of use”的美国专利7,354,440号,其公开内容以引用方式并入本文;2008年6月3日公布的名称为“electrosurgical instrument”的美国专利7,381,209号,其公开内容以引用方式并入本文。5、一些器械能够向组织施加超声能量和rf电外科能量两者。此类器械的示例描述于以下文献中:2018年4月24日公布的名称为“ultrasonic surgical instrument withelectrosurgical feature”的美国专利9,949,785号,其公开内容以引用方式并入本文;以及2014年3月4日公布的名称为“ultrasonic surgical instruments”的美国专利8,663,220号,其公开内容以引用方式并入本文。6、尽管已经制造和使用了若干外科器械和系统,但据信在本发明人之前无人制造或使用所附权利要求中描述的本发明。技术实现思路技术特征:1.一种超声外科器械,包括:2.根据权利要求1所述的超声外科器械,其中,所述超声波导包括柔性部分,所述柔性部分被构造成能够在所述端部执行器处于所述关节运动构型时弯曲。3.根据权利要求2所述的超声外科器械,其中,所述夹持臂驱动器包括与近侧轴部分相关联的细长部分,其中所述细长部分沿所述第一纵向轴线延伸。4.根据权利要求3所述的超声外科器械,其中,所述细长部分包括管。5.根据权利要求3所述的超声外科器械,其中,所述夹持臂驱动器包括容纳所述超声波导的所述柔性部分的柔性节段,其中所述夹持臂驱动器的所述柔性节段从所述细长部分向远侧延伸。6.根据权利要求5所述的超声外科器械,其中,所述柔性节段包括多个纵向延伸的连接构件和多个周向延伸的连接构件。7.根据权利要求6所述的超声外科器械,其中,所述多个周向延伸的连接构件连接所述多个纵向延伸的连接构件中相邻的纵向延伸的连接构件。8.根据权利要求7所述的超声外科器械,其中,所述多个周向延伸的连接构件和所述多个纵向延伸的连接构件共同地形成为单个整体构造。9.根据权利要求5所述的超声外科器械,其中,所述轴组件还包括波导护套,所述波导护套插置在所述超声波导与所述夹持臂驱动器之间。10.根据权利要求9所述的超声外科器械,其中,所述波导护套包括容纳所述超声波导的所述柔性部分的柔性盖。11.根据权利要求1所述的超声外科器械,其中,所述夹持臂枢转地联接到与所述远侧轴部分相关联的第一舌状部,其中所述第一舌状部能够相对于所述远侧轴部分旋转。12.根据权利要求11所述的超声外科器械,其中,所述夹持臂与第二舌状部枢转地联接,所述第二舌状部与所述夹持臂驱动器的远侧端部相关联。13.根据权利要求1所述的超声外科器械,还包括驱动底盘,其中所述夹持臂驱动器包括容纳在所述驱动底盘内的近侧端部,其中所述夹持臂驱动器的所述近侧端部包括圆形齿条和近侧齿轮,其中所述驱动底盘被构造成能够经由所述近侧齿轮使所述夹持臂驱动器旋转,其中所述驱动底盘被构造成能够经由所述圆形齿条使所述夹持臂驱动器平移。14.根据权利要求1所述的超声外科器械,其中,所述夹持臂驱动器还被构造成能够在所述端部执行器处于所述笔直构型时使所述夹持臂围绕所述第二纵向轴线相对于所述超声刀旋转。15.根据权利要求1所述的超声外科器械,其中,所述夹持臂驱动器还被构造成能够在所述端部执行器处于所述笔直构型时在所述打开构型与所述闭合构型之间致动所述夹持臂。16.一种超声外科器械,包括:17.根据权利要求16所述的超声外科器械,其中,所述柔性节段具有近侧节段端部和远侧节段端部,其中所述柔性节段被构造成能够平移,从而将平移从所述近侧节段端部传递到所述远侧节段端部,并且其中所述柔性节段还被构造成能够旋转,从而将旋转从所述近侧节段端部传递到所述远侧节段端部。18.根据权利要求17所述的超声外科器械,其中,所述柔性节段从所述近侧节段端部到所述远侧节段端部是单个整体构造。19.根据权利要求18所述的超声外科器械,其中,所述柔性节段被构造成能够在所述端部执行器以所述关节运动构型偏转时平移和旋转。20.一种外科器械,包括:21.一种超声外科器械,包括:22.根据权利要求21所述的超声外科器械,其中,所述波导接地特征部包括延伸穿过所述声波导的销。23.根据权利要求22所述的超声外科器械,其中,所述声波导包括容纳在所述远侧轴部分内的远侧凸缘,其中所述销从所述远侧凸缘延伸。24.根据权利要求23所述的超声外科器械,其中,所述远侧凸缘限定销孔,其中所述销在所述销孔内延伸。25.根据权利要求23所述的超声外科器械,其中,所述波导接地特征部包括包围所述远侧凸缘的凸缘套筒。26.根据权利要求25所述的超声外科器械,其中,所述凸缘套筒限定销孔,其中所述销延伸穿过所述销孔。27.根据权利要求26所述的超声外科器械,其中,所述凸缘套筒被纵向约束在所述远侧轴部分内。28.根据权利要求27所述的超声外科器械,其中,所述凸缘套筒被构造成能够将压缩力施加到所述远侧凸缘上。29.根据权利要求26所述的超声外科器械,其中,所述凸缘套筒包括开口近侧端部,所述开口近侧端部被构造成能够抵靠所述远侧轴部分的内部。30.根据权利要求29所述的超声外科器械,其中,所述凸缘套筒包括开口远侧端部,所述开口远侧端部被构造成能够抵靠所述远侧轴部分的所述内部。31.根据权利要求21所述的超声外科器械,其中,所述声波导包括从所述柔性部分向近侧延伸的近侧部分,其中所述声波导的所述近侧部分不包括从所述近侧部分延伸的销。32.根据权利要求31所述的超声外科器械,还包括与所述近侧轴部分相关联的驱动底盘。33.根据权利要求32所述的超声外科器械,其中,所述驱动底盘包括底盘框架和被构造成能够驱动关节运动节段的关节运动驱动组件,其中所述底盘框架可旋转地支撑所述关节运动驱动组件。34.根据权利要求33所述的超声外科器械,还包括与所述声波导联接的换能器组件,其中,所述换能器组件与所述底盘框架联接,使得所述底盘框架被构造成能够使所述换能器组件围绕所述纵向轴线旋转。35.根据权利要求34所述的超声外科器械,其中,所述换能器组件被构造成能够与所述声波导选择性地联接。36.一种超声外科器械,包括:37.根据权利要求36所述的超声外科器械,其中,所述轴向定位特征部包括包围所述声波导的远侧凸缘的套筒。38.根据权利要求37所述的超声外科器械,其中,所述轴向定位特征部还包括延伸穿过所述套筒和所述远侧凸缘的销。39.根据权利要求36所述的超声外科器械,其中,所述端部执行器还包括与所述夹持臂联接的夹持垫。40.一种超声外科器械,包括:41.一种超声外科器械,包括:42.根据权利要求41所述的超声外科器械,其中,所述轴组件的所述关节运动节段限定关节运动节段管腔,所述关节运动节段管腔被构造成能够在所述端部执行器相对于所述纵向轴线偏转地穿过所述第一平面和所述第二平面的整个过程中,在所述波导的所述柔性部分与所述关节运动节段之间提供间隙。43.根据权利要求41所述的超声外科器械,其中,所述关节运动节段限定多个旋转轴线,其中所述关节运动节段被构造成能够在所述端部执行器相对于所述纵向轴线偏转地穿过所述第一平面或所述第二平面中的至少一者期间,使所述端部执行器围绕所述旋转轴线选择性地旋转。44.根据权利要求43所述的超声外科器械,其中,所述多个旋转轴线包括至少一个俯仰轴线和至少一个横摆轴线。45.根据权利要求43所述的超声外科器械,其中,所述多个旋转轴线包括近侧俯仰轴线和远侧俯仰轴线。46.根据权利要求43所述的超声外科器械,其中,所述多个旋转轴线包括近侧横摆轴线和远侧横摆轴线。47.根据权利要求41所述的超声外科器械,还包括接地到所述轴组件的所述关节运动节段的至少一部分的多个关节运动缆线段,其中,所述关节运动缆线段的选择性操纵导致所述端部执行器相对于所述纵向轴线偏转地穿过所述第一平面和所述第二平面。48.根据权利要求47所述的超声外科器械,其中,所述多个关节运动缆线段包括接地到所述关节运动节段的第一连杆的多个近侧关节运动缆线段,其中所述多个关节运动缆线段还包括接地到所述关节运动节段的第二连杆的多个远侧关节运动缆线段,其中所述第二连杆相对于所述第一连杆在远侧。49.根据权利要求47所述的超声外科器械,其中,所述多个关节运动缆线段包括一对侧向偏移的关节运动缆线段。50.根据权利要求47所述的超声外科器械,其中,所述多个关节运动缆线段包括一对横向偏移的关节运动缆线段。51.根据权利要求47所述的超声外科器械,其中,所述多个关节运动缆线段包括一起一体地形成为单条缆线的一对关节运动缆线段。52.根据权利要求41所述的超声外科器械,其中,所述端部执行器还包括夹持臂,所述夹持臂相对于所述超声刀可移动地固定并且被构造成能够从被构造成能够接收组织的打开位置朝向被构造成能够抵靠所述超声刀夹持所述组织的闭合位置移动,所述超声外科器械还包括至少一条闭合缆线,所述至少一条闭合缆线穿过所述关节运动节段向远侧延伸到所述夹持臂并且被构造成能够从所述打开位置或所述闭合位置中的一者朝向所述打开位置或所述闭合位置中的另一者致动所述夹持臂。53.根据权利要求41所述的超声外科器械,其中,所述轴组件的所述关节运动节段被构造成能够将所述波导的所述柔性部分限制到预定的最大弯曲半径。54.根据权利要求53所述的超声外科器械,其中,所述轴组件的所述关节运动节段限定关节运动节段管腔,所述关节运动节段管腔被构造成能够当所述波导的所述柔性部分弯曲到所述预定的最大弯曲半径时,在所述波导的所述柔性部分与所述关节运动节段之间提供间隙。55.根据权利要求41所述的超声外科器械,还包括基部组件,其中,所述基部组件包括机器人驱动接口,所述机器人驱动接口操作地连接到所述轴组件的所述关节运动节段并且被构造成能够连接到机器人驱动器,用于选择性地引导所述端部执行器相对于所述纵向轴线偏转地穿过所述第一平面和所述第二平面。56.一种超声外科器械,包括:57.根据权利要求56所述的超声外科器械,其中,所述关节运动节段包括多个连杆,所述多个连杆被构造成能够相对于彼此枢转,从而沿所述第一方向或所述第二方向进行关节运动。58.根据权利要求57所述的超声外科器械,其中,所述多个连杆包括第一连杆、第二连杆和第三连杆,其中所述第一连杆被构造成能够相对于所述第二连杆枢转,从而沿所述第一方向进行关节运动,其中所述第二连杆被构造成能够相对于所述第三连杆枢转,从而沿所述第二方向进行关节运动。59.根据权利要求57所述的超声外科器械,其中,所述连杆中的每个连杆包括连杆中空部,其中所述连杆的所述连杆中空部共同限定用于接收波导的关节运动节段管腔。60.一种使超声外科器械的端部执行器偏转的方法,其中,所述超声外科器械具有轴组件,所述轴组件包括:(a)近侧轴部分,所述近侧轴部分限定纵向轴线;(b)远侧轴部分;以及(c)关节运动节段,所述关节运动节段在所述近侧轴部分与所述远侧轴部分之间延伸,所述方法包括:技术总结本发明涉及一种超声外科器械,该超声外科器械包括轴组件、端部执行器和夹持臂驱动器。该轴组件包括沿第一纵向轴线延伸的轴部分、关节运动组件、远侧轴部分和延伸穿过该近侧轴部分、该关节运动组件和该远侧轴部分的超声波导。该关节运动节段被构造成能够使该端部执行器在笔直构型与关节运动构型之间朝向和远离该第一纵向轴线偏转。该端部执行器包括超声刀和夹持臂,该超声刀限定第二纵向轴线,该夹持臂被构造成能够在打开构型与闭合构型之间移动以便抓持组织。该夹持臂驱动器被构造成能够使该夹持臂围绕该第二纵向轴线相对于该超声刀旋转,并且在该端部执行器处于该关节运动构型时,在该打开构型与该闭合构型之间该致动夹持臂。技术研发人员:B·D·布莱克,M·T·斯通,A·T·贝克曼,C·J·谢伊布,J·L·科莱克受保护的技术使用者:西拉格国际有限公司技术研发日:技术公布日:2024/1/14
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