本発明の特定の例の以下の説明文は、本発明の範囲を限定する目的で用いられるべきではない。本発明のその他の例、特徴、態様、実施形態、及び利点は、本発明を実施するために想到される最良の形態の1つを実例として示す以下の説明文より当業者には明らかとなろう。理解されるように、本発明には、いずれも本発明から逸脱することなく、その他の異なる、かつ明白な態様が可能である。したがって、図面及び説明を、限定的ではなく、例示的な性質のものとみなすべきである。
I.例示的な外科用ステープラ
図1は、ハンドル組立体(20)と、シャフト組立体(30)と、エンドエフェクタ(40)と、を含む、例示的な外科用ステープル留め及び切断器具(10)を示している。エンドエフェクタ(40)、及びシャフト組立体(30)の遠位部分は、外科的処置を行うために、図1に描写されるような非関節動作状態で、トロカールカニューレを通って患者内の手術部位まで挿入するように寸法決めされている。単なる例示として、患者の腹部内に、患者の2本の肋骨の間に、又はその他の部位に、かかるトロカールを挿入してもよい。一部の状況において、器具(10)は、トロカールなしで使用される。例えば、エンドエフェクタ(40)、及びシャフト組立体(30)の遠位部分は、開胸術又はその他のタイプの切開を介して直接挿入することができる。本明細書では、「近位」及び「遠位」といった用語は、器具(10)のハンドル組立体(20)を握っている臨床医を基準として使用されていることを理解されたい。したがって、エンドエフェクタ(40)は、より近位にあるハンドル組立体(20)に対して遠位にある。便宜上、また説明を明確にするため、本明細書では「垂直」及び「水平」といった空間的な用語が、図面に対して使用されている点も更に認識されるであろう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は、限定的及び絶対的なものであることを意図するものではない。
A.例示的なハンドル組立体及びシャフト組立体
図1〜2に示すように、本例のハンドル組立体(20)は、ピストルグリップ(22)、閉鎖トリガ(24)、及び発射トリガ(26)を含む。各トリガ(24、26)は、以下でより詳細に記載されるように、ピストルグリップ(22)に向かって、及びそれから離れるように、選択的に枢動可能である。ハンドル組立体(20)は更に、アンビル解放ボタン(25)、発射ビームリバーススイッチ(27)、及び取り外し可能な電池パック(28)を含む。これらの構成部品についても、以下でより詳細に説明する。もちろん、ハンドル組立体(20)は、上述の任意のものに加えて、又はそれらの代わりに、様々なその他の構成部品、機構、及び実施可能性を有し得る。ハンドル組立体(20)のその他の好適な構成は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかとなるであろう。
図1〜3に示すように、本例のシャフト組立体(30)は、外側閉鎖チューブ(32)と、関節動作部分(34)と、閉鎖リング(36)と、を含み、エンドエフェクタ(40)に更に連結されている。閉鎖チューブ(32)はシャフト組立体(30)の長さに沿って延在する。閉鎖リング(36)は、関節動作部分(34)の遠位に位置付けられている。閉鎖チューブ(32)及び閉鎖リング(36)は、ハンドル組立体(20)に対して長手方向に並進運動するよう構成されている。閉鎖チューブ(32)の長手方向並進運動は、関節動作部分(34)を介して閉鎖リング(36)に伝達される。閉鎖チューブ(32)及び閉鎖リング(36)の長手方向並進運動を提供するのに使用できる例示的な機構は、以下でより詳細に説明される。
関節動作部分(34)は、シャフト組立体(30)の長手方向軸(LA)から所望の角度(α)で横方向へ離れるように、閉鎖リング(36)とエンドエフェクタ(40)を横方向に偏向させるよう動作可能である。エンドエフェクタ(40)は、そのようにして、所望の角度から又は他の理由のために、臓器の背後に到達するか又は組織に近付くことができる。一部の形態においては、関節動作部分(34)は、単一の平面に沿ってエンドエフェクタ(40)を偏向させることができる。その他の形態においては、関節動作部分(34)は、1つより多い平面に沿ってエンドエフェクタを偏向させることができる。本例において、関節動作は関節動作制御ノブ(35)を介して制御され、これはシャフト組立体(30)の近位端に配置されている。ノブ(35)は、シャフト組立体(30)の長手方向軸(LA)に対して垂直な軸を中心として回転可能である。閉鎖リング(36)及びエンドエフェクタ(40)は、ノブ(35)の回転に応じて、シャフト組立体(30)の長手方向軸(LA)に対して垂直な軸を中心として枢動する。あくまで例としてであるが、ノブ(35)が時計方向に回転すると、これに対応して関節動作部分(34)での閉鎖リング(36)及びエンドエフェクタ(40)の時計方向の枢動を引き起こし得る。関節動作部分(34)は、関節動作部分(34)が直線形態であるか関節動作される形態であるかにかかわらず、閉鎖チューブ(32)の長手方向並進運動を閉鎖リング(36)へと伝達するよう構成されている。
一部の形態においては、関節動作部分(34)及び/又は関節動作制御ノブ(35)は、2013年2月28日に出願された「Surgical Instrument End Effector Articulation Drive with Pinion and Opposing Racks」と題する米国特許公開第13/780,067号の教示の少なくともいくつかに従って構築されかつ動作可能であり、その開示は、参照により本明細書に組み込まれる。関節動作部分(34)は、同日付で出願された「Articulation Drive Features for Surgical Stapler」と題する米国特許出願第[代理人整理番号END7429USNP.0614273号]の教示の少なくともいくつかに従って構築されかつ動作可能であってよく、その開示は、参照により本明細書に組み込まれ、及び/又は以下の様々な教示に従う。関節動作部分(34)及び関節動作ノブ(35)が取り得る他の好適な形態は、本明細書の教示を鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
図1〜2に示すように、本例のシャフト組立体(30)は更に、回転ノブ(31)を含む。回転ノブ(31)は、シャフト組立体(30)の長手方向軸(LA)を中心として、ハンドル組立体(20)に対して、シャフト組立体(30)全体及びエンドエフェクタ(40)を回転するように動作可能である。一部の形態においては、回転ノブ(31)は、シャフト組立体(30)の長手方向軸(LA)を中心として、ハンドル組立体(20)に対するシャフト組立体(30)及びエンドエフェクタ(40)の角度位置を選択的に係止するように動作可能である。例えば、回転ノブ(31)は、シャフト組立体(30)の長手方向軸(LA)を中心として、ハンドル組立体(20)に対してシャフト組立体(30)及びエンドエフェクタ(40)が回転可能な第1長手方向位置と、シャフト組立体(30)の長手方向軸(LA)を中心として、ハンドル組立体(20)に対してシャフト組立体(30)及びエンドエフェクタ(40)が回転不可能な第2長手方向位置と、の間で、並進運動可能であり得る。もちろん、シャフト組立体(30)は、上述の任意のものに加えて、又はそれらの代わりに、様々なその他の構成部品、機構、及び実施可能性を有し得る。あくまで例としてであるが、シャフト組立体(30)の少なくとも一部は、2013年2月28日に出願された「Surgical Instrument with Multi−Diameter Shaft」と題する米国特許出願第13/780,402号の教示の少なくとも一部に従って構築され、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。シャフト組立体(30)の他の好適な構成は、本明細書の教示を鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
B.例示的なエンドエフェクタ
図1〜3にも示されているように、本例のエンドエフェクタ(40)は、下側ジョー(50)及び枢動可能なアンビル(60)を含む。アンビル(60)は、一対の一体となった外側に延出するピン(66)を含み、これは下側ジョー(50)の対応する湾曲スロット(54)内に配置されている。ピン(66)及びスロット(54)を図5に示す。アンビル(60)は、開放位置(図2及び4に示す)と閉鎖位置(図1、3、及び7A〜7Bに示す)との間で、下側ジョー(50)に向かって、及びそれから離れるように、枢動可能である。「枢動可能」という用語(及び「枢動」を基体とした類義語)の使用は、必ずしも固定軸を中心とした枢動運動を必要とすると理解されるべきではない。例えば、本例において、アンビル(60)は、ピン(66)により画定される軸を中心に枢動し、このピンは、アンビル(60)が下側ジョー(50)に向かって動くと、下側ジョー(50)の湾曲スロット(54)に沿って摺動する。かかる形態においては、枢軸がスロット(54)によって画定される経路に沿って並進運動する一方で、アンビル(60)は同時にその枢軸を中心として枢動する。追加的にあるいは代替的に、まず枢軸がスロット(54)に沿って摺動し、次いで枢軸がスロット(54)に沿ってある一定の距離を摺動した後、アンビル(60)が枢軸を中心として枢動してもよい。そのような摺動/並進枢動は、「枢動」、「枢動する」「枢動の」、「枢動可能な」、「枢動している」などの用語内に包含されることを理解されたい。もちろん、一部の形態は、固定したままでありかつスロット又はチャネル等の内部で並進移動しない軸を中心としたアンビル(60)の枢動運動を提供してもよい。
図5に最もわかりやすく示されるように、本例の下側ジョー(50)は、ステープルカートリッジ(70)を受容するように構成されているチャネル(52)を画定する。ステープルカートリッジ(70)はチャネル(52)内に挿入され、エンドエフェクタ(40)が作動され、次いでステープルカートリッジ(70)を除去し別のステープルカートリッジ(70)で置換してもよい。よって下側ジョー(50)は、エンドエフェクタ(40)の作動のために、アンビル(60)と揃った状態に、ステープルカートリッジ(70)を解放自在に保持する。一部の形態においては、下側ジョー(50)は、2013年2月28日に出願された「Installation Features for Surgical Instrument End Effector Cartridge」と題する米国特許出願第13/780,417号の教示の少なくとも一部に従って構築され、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。下側ジョー(50)が取り得る他の好適な形態は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかとなるであろう。
図4〜6にて最もよく見て取れるように、本例のステープルカートリッジ(70)は、カートリッジ本体(71)と、カートリッジ本体(71)の下側に固定されたトレー(76)と、を含む。カートリッジ本体(71)の上側はデッキ(73)であり、アンビル(60)が閉鎖位置にあるときに、組織がこのデッキに対して押し付けられ得る。カートリッジ本体(71)は更に、長手方向に延在するチャネル(72)と、複数のステープルポケット(74)と、を画定する。ステープル(77)は、各ステープルポケット(74)内に配置される。ステープルドライバ(75)も、各ステープルポケット(74)内で、対応するステープル(77)の下側かつトレー(76)の上側に配置される。以下でより詳細に説明されるように、ステープルドライバ(75)はステープルポケット(74)内で上向きに並進運動するよう動作可能であり、これによりステープル(77)をステープルポケット(74)を通って上向きに駆動させ、アンビル(60)と係合させる。ステープルドライバ(75)は、楔状そり(78)により上向きに駆動され、この楔状そりはカートリッジ本体(71)とトレー(76)との間に捕捉されており、これがカートリッジ本体(71)を通って長手方向に並進運動する。楔状そり(78)は、一対の斜めに角度がついたカム表面(79)を含み、これは、楔状そり(78)がカートリッジ本体(70)を通って長手方向に並進運動するときに、ステープルドライバ(75)に係合することによってステープルドライバ(75)を上向きに駆動するよう構成されている。例えば、図7Aに示すように楔状そり(78)が近位位置にあるとき、ステープルドライバ(75)は下側位置にあり、ステープル(77)はステープルポケット(74)内に位置する。図7Bに示すように、ナイフ部材(80)の並進運動によって楔状そり(78)が遠位位置に駆動されると、楔状そり(78)がステープルドライバ(75)を上向きに駆動し、これによりステープルを(77)ステープルポケット(74)から排出させ、ステープル形成ポケット(64)内へと駆動する。よって、楔状そり(78)が水平次元に沿って並進運動すると、ステープルドライバ(75)は垂直次元に沿って並進運動する。
ステープルカートリッジ(70)の構成は多様な方法で変更できることを理解されたい。例えば、本例のステープルカートリッジ(70)は、チャネル(72)の一方の側に、長手方向に延在する2列のステープルポケット(74)を含み、チャネル(72)の他方の側に、長手方向に延在する別の2列のステープルポケット(74)の組を含む。しかしながら、その他の形態においては、ステープルカートリッジ(70)は、チャネル(72)の各側に、3つ、1つ、又はその他の数のステープルポケット(74)を含む。一部の形態においては、ステープルカートリッジ(70)は、2013年2月28日に出願された「Integrated Tissue Positioning and Jaw Alignment Features for Surgical Stapler」と題する米国特許出願第13/780,106号の教示の少なくとも一部に従って構築されかつ動作可能であり、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。追加的にあるいは代替的に、ステープルカートリッジ(70)は、2013年2月28日に出願された「Installation Features for Surgical Instrument End Effector Cartridge」と題する米国特許出願第13/780,417号の教示の少なくとも一部に従って構築されかつ動作可能であり得、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。ステープルカートリッジ(70)が取り得るその他の好適な形態は、本明細書の教示を鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
図4で最もよくわかるように、本例のアンビル(60)は、長手方向に延在するチャネル(62)と、複数のステープル形成ポケット(64)と、を含む。チャネル(62)は、アンビル(60)が閉鎖位置にあるとき、ステープルカートリッジ(70)のチャネル(72)と整列するように構成されている。各ステープル形成ポケット(64)は、アンビル(60)が閉鎖位置にあるときに、ステープルカートリッジ(70)の対応するステープルポケット(74)の上に横たわるよう配置されている。ステープル形成ポケット(64)は、ステープル(77)が組織を通ってアンビル(60)内へと打ち込まれたときに、ステープル(77)の脚部を変形させるよう構成されている。特に、ステープル形成ポケット(64)は、ステープル(77)の脚部を折り曲げて、形成されたステープル(77)を組織に固定するよう構成されている。アンビル(60)は、2013年2月28日に出願された「Integrated Tissue Positioning and Jaw Alignment Features for Surgical Stapler」と題する米国特許出願第13/780,106号の教示の少なくとも一部、2013年2月28日に出願された「Jaw Closure Feature for End Effector of Surgical Instrument」と題する同第13/780,120号の教示の少なくとも一部、及び/又は2013年2月28日に出願された「Staple Forming Features for Surgical Stapling Instrument」と題する同第13/780,379号の教示の少なくとも一部に従って構築され得、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。本明細書の教示を考慮することで、アンビル(60)が取り得るその他の好適な形態が当業者に明らかになるであろう。
本例において、ナイフ部材(80)は、エンドエフェクタ(40)を通って並進運動するよう構成されている。図5及び7A〜7Bで最もよくわかるように、ナイフ部材(80)は発射ビーム(82)の遠位端に固定されており、この発射ビームは、シャフト組立体(30)の一部を通って延在する。図4及び6で最もよくわかるように、ナイフ部材(80)は、アンビル(60)及びステープルカートリッジ(70)のチャネル(62、72)内に配置されている。ナイフ部材(80)は遠位側に向いた刃先(84)を含み、これは、ナイフ部材(80)がエンドエフェクタ(40)を通って遠位方向に並進運動する際に、アンビル(60)とステープルカートリッジ(70)のデッキ(73)との間で圧縮された組織を切断するよう構成されている。上述のように、また図7A〜7Bに示すように、ナイフ部材(80)がエンドエフェクタ(40)を通って遠位方向に並進運動すると、ナイフ部材(80)は更に楔状そり(78)を遠位方向に駆動し、これによってステープル(77)を組織に通し、アンビル(60)に対して駆動して形成に至る。エンドエフェクタ(40)を通って遠位方向にナイフ部材(80)を駆動させるのに使用され得る様々な特徴については、以下でより詳細に説明される。
一部の形態においては、エンドエフェクタ(40)はロックアウト機構を含み、これは、ステープルカートリッジ(70)が下側ジョー(50)に挿入されていないときに、ナイフ部材(80)がエンドエフェクタ(40)を通って遠位方向に前進するのを防ぐように構成されている。追加的に又は代替的に、エンドエフェクタ(40)はロックアウト機構を含み、これは、すでに1回作動したステープルカートリッジ(70)(例えば、すべてのステープル(77)がそこから配置され終わった状態)が下側ジョー(50)内に挿入されているとき、ナイフ部材(80)がエンドエフェクタ(40)を通って遠位方向に前進するのを防ぐように構成されている。あくまで例としてであるが、そのようなロックアウト機構は、2013年2月28日に出願された「Lockout Feature for Movable Cutting Member of Surgical Instrument」と題する米国特許出願第13/780,082号(この開示は参照により本明細書に組み込まれる)の教示の少なくとも一部に従って、及び/又は同日に出願された「Method of Using Lockout Features for Surgical Stapler Cartridge」と題する同第[代理人整理番号END7428USNP.0614271](この開示は参照により本明細書に組み込まれる)の教示の少なくとも一部に従って構成され得る。本明細書の教示を考慮することで、ロックアウト機構が取り得るその他の好適な形態が当業者に明らかになるであろう。あるいは、エンドエフェクタ(40)は単に、そのようなロックアウト機構を省略してもよい。
C.例示的なアンビル作動
本例において、アンビル(60)は、閉鎖リング(36)をエンドエフェクタ(40)に対して遠位側に前進させることによって、下側ジョー(50)に向かって駆動される。閉鎖リング(36)はカム作動を介してアンビル(60)と協働し、エンドエフェクタ(40)に対する閉鎖リング(36)の遠位方向の並進運動に応じて、アンビル(60)を下側ジョー(50)に向かって駆動する。同様に、閉鎖リング(36)はアンビル(60)と協働し、エンドエフェクタ(40)に対する閉鎖リング(36)の近位方向の並進運動に応じて、アンビル(60)を下側ジョー(50)から離れるよう開かせることができる。あくまで例としてであるが、閉鎖リング(36)及びアンビル(60)は、2013年2月28日に出願された「Jaw Closure Feature for End Effector of Surgical Instrument」と題する米国特許出願第13/780,120号(この開示は参照により本明細書に組み込まれる)の教示の少なくとも一部に従って、及び/又は同日に出願された「Jaw Opening Feature for Surgical Stapler」と題する同第[代理人整理番号END7430USNP.0614275](この開示は参照により本明細書に組み込まれる)の教示の少なくとも一部に従って相互作用し得る。エンドエフェクタ(40)に対する閉鎖リング(36)の長手方向の並進運動を提供するのに使用できる例示的な機構は、以下でより詳細に説明される。
上述のように、ハンドル組立体(20)は、ピストルグリップ(22)及び閉鎖トリガ(24)を含む。また上述のように、アンビル(60)は、閉鎖リング(36)の遠位方向の前進に応じて、下側ジョー(50)に向かって閉じる。本例では、閉鎖トリガ(24)は、閉鎖チューブ(32)及び閉鎖リング(36)を遠位方向に駆動するように、ピストルグリップ(22)に向かって枢動可能である。本明細書の教示を考慮することで、閉鎖トリガ(24)のピストルグリップ(22)に向かう枢動を、閉鎖チューブ(32)及び閉鎖リング(36)のハンドル組立体(20)に対する遠位方向の並進運動に変換するのに使用できる様々な好適な構成部品が、当業者に明らかになるであろう。閉鎖トリガ(24)が完全に枢動した状態に達し、これによりアンビル(60)が下側ジョー(50)に対して完全に閉鎖した位置になると、ハンドル組立体(20)内の係止特徴部がトリガ(24)及び閉鎖チューブ(32)の位置を係止し、これによりアンビル(60)を、下側ジョー(50)に対して完全に閉鎖した位置に係止する。これらの係止特徴部は、アンビル解放ボタン(25)の作動により解放される。アンビル解放ボタン(25)は、ピストルグリップ(22)を握る操作者の手の親指により作動されるように構成され配置される。換言すれば、操作者は片手でピストルグリップ(22)を握り、同じ手でピストルグリップ(22)の把持を解放する必要が全くなしに、同じ手の1本以上の指で閉鎖トリガ(24)を作動させ、次いで同じ手の親指でアンビル解放ボタン(25)を作動させることができる。本明細書の教示を考慮することで、アンビル(60)の作動に使用できる他の好適な機構が当業者に明らかとなるであろう。
D.例示的な発射ビーム作動
本発明の例では、器具(10)は、発射ビーム(82)の電動制御を提供する。図9〜12は、発射ビーム(82)の電動制御を提供するのに使用され得る例示的な構成要素を示す。具体的には、図9は、電池パック(28)(図1及び図2にも図示)からの電力を電動モーター(102)に供給するのに使用され得る例示的な制御回路(100)を示す。以下で更に詳細に説明されるように、電動モーター(102)は、発射ビーム(82)を長手方向に並進運動させるように動作可能である。モーター(102)及び電池パック(28)を含む制御回路(100)全体を、ハンドル組立体(20)内に収容することが可能であることを理解されたい。図9は、オープンスイッチとして発射トリガ(26)を示しているが、このスイッチは、発射トリガ(26)が作動しているときは閉じられていることを理解されたい。この例の回路(100)はまた、回路(100)を完了するために閉じられなければならない安全スイッチ(106)を含むが、安全スイッチ(106)は単なる任意選択的なものであることを理解されたい。安全スイッチ(106)は、別のボタン、スライダ、又はハンドル組立体(20)にある他の機構を作動させることによって閉じることができる。安全スイッチ(106)は更に、発射トリガ(26)の機械的ロックアウトを提供することができ、これにより発射トリガ(26)の作動は、安全スイッチ(106)が作動するまで、機械的に阻止される。
本発明の例の回路(100)はまた、ロックアウトスイッチ(108)を含み、これは、初期設定では閉じられているが、ロックアウト状態に応じて自動的に開くように構成されている。単なる例示として、ロックアウト状態は、下側ジョー(50)にカートリッジ(70)がない状態、下側ジョー(50)に使用済み(例えば、以前に発射された)カートリッジ(70)がある状態、アンビル(60)が十分に閉鎖されていない状態、器具(10)がすでに多すぎる回数発射されていると判断された状態、及び/又は任意の他の好適な状態のうち、1つ以上を含み得る。ロックアウト状態を検知するのに使用され得る様々なセンサ、アルゴリズム、及びその他の機構は、本明細書の教示を鑑みれば当業者には明らかになるであろう。同様に、他の好適な種類のロックアウト状態も、本明細書の教示を鑑みれば、当業者には明らかになるであろう。回路(100)が開いており、そのため、ロックアウトスイッチ(108)が開いている際は、モーター(102)は動作不可能であることを理解されたい。ロックアウト指示器(110)(例えば、LEDなど)は、ロックアウトスイッチ(108)の状態の視覚的指標を提供するように動作可能である。単なる例示として、ロックアウトスイッチ(108)、ロックアウト指示器(110)、及び関連する構成要素/機能性は、2010年1月12日発行の「Electronic Lockouts and Surgical Instrument Including Same」と題される米国特許第7,644,848号の少なくとも一部の教示に従って構成することができ、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
いったん発射ビーム(82)が最遠位位置(例えば、切断ストロークの終わり)に到達すると、ストローク終了スイッチ(112)は自動的に閉鎖位置に切り替わり、モーター(102)に適用される電圧の極性を反転させる。これにより、モーター(102)の回転方向は反転するが、操作者は動作のこの段階で、発射トリガ(26)を解放しているであろう点が理解されるべきである。この動作状態において、電流は、逆方向指示器(114)(例えば、LEDなど)を通って流れて、モーター(102)の回転が反転したという視覚的指標を操作者に提供する。本例において、図12で最もよくわかるように、スイッチ作動アーム(134)は、ラック部材(130)から横方向に延在し、かつ発射ビーム(82)が最遠位位置(例えば、組織(90)が切断され、ステープル(77)が組織(90)内に打ち込まれた後)に到達した際、ストローク終了スイッチ(112)に係合するように位置付けられる。発射ビーム(82)が最遠位位置に到達した際、ストローク終了スイッチ(112)が自動的に閉鎖位置に切り替り得る種々のその他の好適な方法は、本明細書の教示を鑑みれば当業者には明らかになるであろう。同様に、逆方向指示器(114)が取り得る種々の好適な形態は、本明細書の教示を鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
本発明の例のハンドル組立体(20)はまた、手動戻りスイッチ(116)を含んでおり、そのスイッチも回路(100)内に図示されている。本例において、戻りスイッチはリバーススイッチ(27)を作動させることにより作動され、これは図1のハンドル組立体(20)上に示されている。手動戻りスイッチ(116)は、ストローク終了スイッチ(112)と同様の機能性を提供し、モーター(102)に適用される電圧の極性を反転させて、それにより、モーター(102)の回転方向を反転させることができる。この場合もまた、反転したことは、逆方向指示器(114)により視覚的に表示される。一部の形態においては、ハンドル組立体(20)は更に機械的戻り機構を含み、これにより操作者は発射ビーム(82)を手動で反転させ、よって発射ビーム(82)を機械的に後退させることができる。本例において、この手動戻り機構は、図1に示すように可動式パネル(21)に覆われているレバーを含む。手動戻りスイッチ(116)及び機械的戻り機構は、「緊急救済(bailout)」機能として動作するようにそれぞれ構成されており、操作者は、発射ストローク中に、発射ビーム(82)の近位方向への後退を即座に開始することができる。つまり、手動戻りスイッチ(116)又は機械的戻り機構は、発射ビーム(82)が部分的に遠位方向に前進したときに作動させることができる。
一部の形態において、1つ以上のスイッチ(26、106、108、112、116)は、マイクロスイッチの形態をしている。その他の好適な形態は、本明細書の教示を鑑みれば当業者には明らかになるであろう。前述に加えて又は前述の代わりに、少なくとも回路(100)の一部は、その開示が参照により本明細書に組み込まれている、2012年7月3日発行の「Motor−Driven Surgical Instrument」と題される米国特許第8,210,411号の教示の少なくとも一部の教示に従って、構成することができる。
図10は、ハンドル組立体(20)のピストルグリップ(22)内に配置されたモーター(102)を示す。あるいは、モーター(102)はハンドル組立体(20)内の他の場所に配置することができる。モーター(102)は、歯車組立体(122)と連結されている駆動シャフト(120)を有する。これにより、モーター(102)が作動すると、駆動シャフト(120)が歯車組立体(122)を作動させる。図11に示すように、歯車組立体(122)は駆動歯車(124)と連通しており、これは従動ピニオン(126)に噛み合っている。ピニオン(126)はシャフト(128)に配置され、このシャフトはハンドル組立体(20)内で支持されており、かつモーター(102)の駆動シャフト(120)に対して平行な向きである。ピニオン(126)は更に、ラック部材(130)と係合している。特に、ピニオン(126)は、ラック部材(130)の近位端にある歯(132)と噛み合う。ラック部材(130)は、ハンドル組立体(20)内に摺動可能に支持される。上述のことから、モーター(102)が作動すると、対応する駆動シャフト(120)の回転が歯車組立体(122)を介してピニオン(126)に伝達され、対応するピニオン(126)の回転が、歯(132)により、ラック部材(130)の並進運動に変換されることが理解されよう。図10〜12に示されるように、細長い部材(136)は、ラック部材(130)から遠位方向に延在する。図12に示すように、連結部材(138)は発射ビーム(82)と細長い部材(136)とを接合する。ラック部材(130)、細長い部材(136)、連結部材(138)、発射ビーム(82)、及びナイフ部材(80)はすべて、モーター(102)の作動に応じて、ハンドル組立体(20)に対して共に並進運動する。換言すれば、モーター(102)の作動は最終的に、発射ビーム(82)を長手方向に並進運動させ、かかる並進運動の方向は、駆動シャフト(120)の回転方向に依存する。
細長い部材(136)の遠位部分、連結部材(138)、及び発射ビーム(82)は、シャフト組立体(30)を通って延在することを理解されたい。発射ビーム(82)の一部は、関節動作部分(34)内も通って延在する。一部の形態においては、ラック部材(130)、細長い部材(136)、及び連結部材(138)はすべて、実質的に真っ直ぐかつ剛性であるが、関節動作部分(34)が曲折又は関節動作状態のとき、発射ビーム(82)は、関節動作部分(34)で折れ曲がり、かつ関節動作部分(34)を通って長手方向に並進運動するための十分な可撓性を有する。
前述に加えて、又は前述の代わりに、発射ビーム(82)を駆動させるように動作可能な機構は、米国特許第8,453,914号の教示のうちの少なくともいくつかによって構成されることができ、この開示内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。発射ビーム(82)の電動化を提供するための他の好適な構成要素、機構、及び構成は、本明細書の教示を鑑みれば当業者には明らかになるであろう。また、その他のいくつかの形態においては、発射ビーム(82)の手動駆動が提供されてモーターが省かれてもよいことも理解されたい。単なる例示として、発射ビーム(82)は、本明細書で引用されるその他の参照文献の教示の少なくとも一部に従って作動させることができる。
図8は、組織(90)を通した1回のストロークにより作動されたエンドエフェクタ(40)を示している。図示されるように、刃先(84)(図8では不明瞭)は、組織(90)を切断しており、一方、ステープルドライバ(75)は、刃先(84)が作り出した切断線の各側で、組織(90)を通してステープル(77)の2本の交互の列を打ち込んでいる。この例では、ステープル(77)はすべて切断線とほぼ平行に配向されているが、ステープル(77)は、任意の適当な向きで配置され得る点を理解されたい。本例では、第1のストロークが完了した後にエンドエフェクタ(40)をトロカールから引き抜き、使用済みのステープルカートリッジ(70)を新しいステープルカートリッジ(70)と交換してから、エンドエフェクタ(40)を再びトロカールを通して挿入して、ステープル留めする部位に到達させて更なる切断及びステープル留めを行う。所望の量の切断及びステープル(77)がもたらされるまで、このプロセスを繰り返すことができる。アンビル(60)は、トロカールを通しての挿入及び引き抜きを促進するよう、閉鎖される必要があり得、またアンビル(60)は、ステープルカートリッジ(70)の交換を促進するよう、開放される必要があり得る。
各作動ストロークの間に、ステープル(77)が組織に貫通して打ち込まれるのとほぼ同時に、刃先(84)が組織を切断することができる点を理解されたい。本発明の例では、刃先(84)は、ステープル(77)の打ち込み動作よりもごくわずかに遅れて進むので、ステープル(47)は、刃先(84)が組織の同じ領域を貫通する直前に組織を通して打ち込まれるが、この順序を逆にすることができる点、又は刃先(84)が、隣接するステープル(77)と直接同期されてもよい点を理解されたい。図8は、2層(92、94)の組織(90)で作動しているエンドエフェクタ(40)を示しているが、エンドエフェクタ(40)は、1層の組織(90)、又は2層(92、94)を超える組織を通って作動され得る点を理解されたい。また、刃先(84)が形成する切断線に隣接するステープル(77)の形成及び位置決めにより、切断線において組織を実質的にシールすることができ、これにより、切断線での出血及び/又は他の体液の漏出を低減又は防止することができる点も理解されたい。また、図8は、実質的に平らで、隣接した平面な2層(92、94)の組織で作動しているエンドエフェクタ(40)を示しているが、エンドエフェクタ(40)は、血管、胃腸管の一部などの筒状構造を横切って作動してもよいことを理解されたい。したがって、図8は、エンドエフェクタ(40)の企図される使用方法の制限について説明しているものとして考慮されるべきではない。器具(10)を使用することができる様々な好適な状況及び処置は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかとなろう。
また、器具(10)の任意の他の構成部品又は機構が、本明細書で引用される様々な参照文献のうちのいずれかに従って構成されかつ作動され得ることも理解されたい。器具(10)に行うことができる更なる例示的な改変例について、以下でより詳細に記載する。以下の教示を器具(10)に採り入れることができる様々な好適な方法が当業者には明らかとなるであろう。同様に、以下の教示を本明細書で引用される参考文献の様々な教示と組み合わせることができる種々の好適な方法は、当業者に明らかとなるであろう。また、以下の教示は、本明細書に引用される参考文献に教示される器具(10)又は装置に限定されない点も理解されたい。以下の教示は、外科用ステープラとして分類されない器具を含む他の様々な種類の器具に容易に応用することができる。以下の教示を適用することができる他の様々な好適な装置及び状況が、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかとなるであろう。
II.例示的な代替的シャフト組立体
ユーザーが器具(10)を手術領域に押し進めるとき、クランプ、ステープル留め、又は切断される組織に対して、特定の角度から接近することが望まれ得ることが理解されよう。例えば、器具(10)のエンドエフェクタ(40)がトロカール、開胸、又は手術区域に入るためのその他の通路を通っていったん挿入されると、ユーザーが対象としたいと考える組織は、到達しない位置にあるか、又はシャフト組立体(30)の長手方向軸(LA)と整列しているエンドエフェクタ(40)に対して斜めの角度に位置付けられることがある。したがって、エンドエフェクタ(40)などの器具(10)の一部が、シャフト組立体(30)の長手方向軸(LA)に対してある角度(α)で関節動作し(図1の点線で示すように)、これによりユーザーがエンドエフェクタ(40)のアンビル(60)及び下側ジョー(50)を、血管又は他の組織に対して直角に又は垂直にクランプするように位置付けることができることが望ましい場合がある。更に、エンドエフェクタ(40)が組織に対して直角に位置付けられるようにエンドエフェクタ(40)を関節動作させることによって、組織を切断及びステープル留めする前に、組織の完全な据え付け及びクランプを促進し得ることが理解されよう。関節動作に加えて、関節動作部分(34)でのエンドエフェクタ(40)の枢動又は曲折を防止するために、ユーザーが手動で絶えず付勢を行う必要がないように、エンドエフェクタ(40)を真っ直ぐな位置又は関節動作位置で選択的に係止することが望まれ得る。また、別個の関節動作係止特徴部の作動を必要とせずに、関節動作時に自動的に係止することが望まれ得る。
図13Aは、図1の器具(10)に容易に組み込むことができる例示的な代替的シャフト組立体(200)を示す。以下で更に詳細に説明されるように、シャフト組立体(200)は、関節動作及び関節動作角度の選択的係止を提供する。本例のシャフト組立体(200)は、回転ノブ(231)と、関節動作制御ノブ(235)と、エンドエフェクタ(240)と、を備える。シャフト組立体(200)はまた、閉鎖チューブ(232)に対して遠位に位置付けられているエンドエフェクタ(240)を備える。以下で更に詳細に説明されるように、エンドエフェクタ(240)は、関節動作ジョイント(234)を含み、その関節動作ジョイント(211)によって、エンドエフェクタ(240)は、横方向に関節動作することができる。エンドエフェクタ(240)は、以下に記載されている点を除き、図1のエンドエフェクタ(40)と実質的に同一である。
回転ノブ(231)は、図1のハンドル組立体(20)又は任意の他の好適な構成要素(例えば、ロボット制御インターフェースなど)と回転可能に連結され得る。回転ノブ(231)は、ハンドル部分(20)(又は、回転ノブ(231)が回転可能に連結するその他のすべて)に対して、シャフト組立体(200)によって画定された長手方向軸線(LA)を中心に(関節動作制御ノブ(235)及びエンドエフェクタ(240)を含む)シャフト組立体(200)を回転させるように動作可能である。これは、長手方向軸線(LA)に対して、エンドエフェクタ(240)を所望の角度配向で位置決めする際に有用であり得る。
A.例示的な関節動作制御機構
関節動作制御ノブ(235)は、関節動作制御ノブの筐体(237)内に部分的に収容されている。筐体(237)は、閉鎖チューブ(232)に繋がる。図13A〜Bは、シャフト組立体(200)と、関節動作制御ノブ(235)の回転に応じたエンドエフェクタ(240)の例示的な動きと、を示す。図13Aは、第1の位置にある関節動作制御ノブ(235)を示しており、そこで関節動作制御ノブ(235)及びエンドエフェクタ(240)は共に、シャフト組立体(200)の長手方向軸線(LA)に沿って概ね整列する。次いで、ユーザーは、図13Bに示すように、関節動作制御ノブ(235)を第2の位置まで手動で時計回りに回転させることができる。関節動作制御ノブ(235)の回転に応じて、エンドエフェクタ(240)は、図16Bに示すように、関節動作ジョイント(234)において、関節動作角度(α)まで枢動又は曲折する。本例において、エンドエフェクタ(240)は、概ね関節動作制御ノブ(235)が回転する方向へと関節動作するが、エンドエフェクタ(240)は、関節動作制御ノブ(235)の回転と反対の方向に曲折するように構成されてもよいことが理解されよう。つまり、関節動作制御ノブ(235)を時計回りに回転させると、エンドエフェクタ(240)は、図13Bに示すように、時計回りに横方向に枢動するが、一部の形態においては、反時計回りに枢動するように構成されてもよい。図13Bは、わずかに時計回りに横方向に枢動しているエンドエフェクタ(240)を示す。関節動作制御ノブ(235)を更に回転させて、関節動作ジョイント(234)においてエンドエフェクタ(240)を任意の好適な角度(α)まで横方向に更に関節動作させてもよいことが理解されよう。例えば、エンドエフェクタ(240)は、約90°の角度が関節動作ジョイント(234)によって形成されるまで、枢動してもよい。一部の形態においては、エンドエフェクタ(240)は、更に枢動するように動作可能であり得、その結果、エンドエフェクタ(240)はチューブ(232)に対して鋭角を形成する。エンドエフェクタ(240)の枢動の他の好適な変形例は、本明細書の教示を鑑みれば当業者に明らかになるであろう。また、関節動作制御ノブ(235)は、エンドエフェクタ(240)と長手方向軸線(LA)との間に画定される関節動作角度(α)と同じとなる長手方向軸線(LA)に対する角度を画定し得ることも理解されたい。かかる相補的角度形成により、患者の外側において目視によるフィードバックを操作者に提供することができ、これが、エンドエフェクタ(240)の関節動作角度(α)を示す。
エンドエフェクタ(240)の関節動作の機構は、以下で更に詳細に検討する。関節動作制御ノブ(235)を反時計回りの方向に回転させて、エンドエフェクタ(240)を反時計回りに関節動作させてもよいことが理解されよう。したがって、エンドエフェクタ(240)の関節動作の所望の方向及び/又は量に応じて、ユーザーは、エンドエフェクタ(240)を様々な角度に関節動作させるために、エンドエフェクタ(240)を関節動作させたいとユーザーが希望する方向に様々な角度の関節動作制御ノブ(235)を回転させるだけでよい。
図14は、関節動作制御ノブ(235)の内部の仕組みを更によく示すために筐体(237)が取り外された状態の関節動作制御ノブ(235)を示す。関節動作制御ノブ(235)は、関節動作ピニオン(250)と連通している。関節動作ピニオン(250)は、第1のラック(252)及び第2のラック(256)と連通している。第1のラック(252)は、第1の中間ブロック(254)を介して第1のアーム(242)と連通し、第2のラック(256)は、第2の中間ブロック(258)を介して第2のアーム(244)と連通している。アーム(242、244)は本例において、実質的に互いに平行である。特に、アーム(242、244)の近位部分(図18に示す)、及びシャフト組立体(200)を通って延在するアーム(242、244)の一部は、互いに平行であるが、アーム(242、244)の近位端はわずかに外側に広がっている。アーム(242、244)はほぼ全長にわたって互いに平行であるため(すなわち、最遠位部分を除く)、アーム(242、244)は、互いに「実質的に平行」であることが、当業者には容易に理解され得る。
関節動作制御ノブ(235)は、関節動作ピニオン(250)に一体的に連結している。その結果、ユーザーが関節動作制御ノブ(235)を回すと、関節動作ピニオン(250)は、関節動作制御ノブ(235)と共に回転する。関節動作ピニオン(250)が回転すると、関節動作ピニオンは、第1のラック(252)及び第2のラック(256)を適宜反対方向に並進する。例えば、図15に示すように、関節動作ピニオン(250)は、第1のラック(252)及び第2のラック(256)と連通しており、関節動作ピニオン(250)が時計回りに回転すると、第1のラック(252)は、エンドエフェクタ(240)から離れるように近位方向に後退し、第2のラック(256)は、エンドエフェクタ(240)に向かって遠位方向に前進する。更に、関節動作ピニオン(250)が反時計回りに回転すると、第1のラック(252)は、エンドエフェクタ(240)に向かって遠位方向に前進し、第2のラック(256)は、エンドエフェクタ(240)から離れるように近位方向に後退する。第1のラック(252)が前進及び後退する際、第1のアーム(242)も同じように前進及び後退する。同様に、第2のラック(256)が前進及び後退する際、第2のアーム(244)もまた、第2のラック(256)と共に前進及び後退する。したがって、関節動作制御ピニオン(250)に連結している関節動作制御ノブ(235)を回転させることによって、第1のアーム(242)及び第2のアーム(244)は、第1のラック(252)及び第2のラック(256)と共に前後に動く。以下で更に詳細に検討されるように、第1のアーム(242)及び第2のアーム(244)の動きは、エンドエフェクタ(240)内の他の構成要素の動きを生じさせるように動作可能である。
図16は、アンビル(260)を含む、エンドエフェクタ(240)の拡大図である。第1のアーム(242)及び第2のアーム(244)は、第1のカム部材(330)と連通しており、これはピン(379)を中心に枢動可能に配置されている。その結果、以下で更に詳細に説明されるように、第1のアーム(242)及び第2のアーム(244)の前進及び後退により、カム保持ピン(379)を中心として第1のカム部材(370)が回転する。
図17は、関節動作ジョイント(234)の分解図を示す。エンドエフェクタ(240)は、関節動作ジョイント(234)の遠位端に配置されている。エンドエフェクタ(240)は、アンビル(260)及び下側ジョー(268)を備える。エンドエフェクタ(240)は、図1のエンドエフェクタ(40)と実質的に類似していることが理解されよう。エンドエフェクタ(40)の下側ジョー(50)と同様に、下側ジョー(268)はステープルカートリッジ(図示なし)を受容することができ、これはステープルカートリッジ(70)に実質的に類似し得る。加えて、上述のエンドエフェクタ(40)と同様に、アンビル(260)は、閉鎖リング(236)をエンドエフェクタ(240)に対して遠位側に前進させることによって、下側ジョー(268)に向かって駆動される。閉鎖リング(236)は、閉鎖チューブ(232)の並進運動に基づいて、エンドエフェクタ(240)に対して長手方向に駆動される。閉鎖チューブ(232)の並進運動は、関節動作ジョイント(234)を介して閉鎖リング(236)に伝達される。機能的には、アンビル(260)及び下側ジョー(268)は、エンドエフェクタ(40)のアンビル(60)及び下側ジョー(50)と実質的に類似しており、アンビル(260)及び下側ジョー(268)は協働して、図8に示しかつ上述したように、組織の切断とステープル留めを同時に行う。
関節動作ジョイント(234)は、第1のカム部材(330)、第2のカム部材(331)、カム保持体(376)、ジョイントベース(372)、係止バー(262)、及びスプリング(364)を備える。第1のアーム(242)は、第1のフック(245)内で遠位に終端し、第2のアーム(244)は、第2のフック(246)内で遠位に終端する。フック(245、246)は、第1のカム部材(330)のカム開口部(360)と連通している。その結果、第1のアーム(242)がエンドエフェクタ(240)に向かって前進し、第2のアーム(244)が後退する際、第1のカム部材(330)は、保持ピン(379)を中心に反時計回りに回転する。代わって、第1のアーム(242)が後退し、第2のアーム(244)がエンドエフェクタ(240)に向かって前進する際、第1のカム部材(330)は、保持ピン(379)を中心に時計回りに回転する。したがって、アーム(242、244)がフック(245、246)を介してカム開口部(360)上で反対方向に押したり引いたりする際、第1のカム部材(330)は、上述のとおり、これに従って回転する。
第1のカム部材(330)は、第2のカム部材(331)上に重なっている。第2のカム部材(331)及びカム保持ピン(379)は、カム保持体(376)の一体型機構である。一部の形態において、第2のカム部材(331)は、カム保持体(376)とは別個に構築されカム保持体(376)に固定連結されてよく、その結果、第2のカム部材(331)が回転すると、カム保持体(276)が回転する。カム保持ピン(279)は、枢軸(380)に沿って、ジョイントベース(372)のベース開口部(377)と同軸状に整列している。したがって、第1のカム部材(330)は、第2のカム部材(231)及びカム保持体(376)に対して、枢軸(380)を中心に回転可能である。以下で更に詳しく説明されるように、係止バー(262)は、第1のカム部材(330)及び第2のカム部材(331)と選択的に連結している。係止バー(262)は、スプリング(364)と更に連通し、これは、係止バー(262)を遠位方向に付勢する。ジョイントベース(372)は、係止バー(262)を中で前進させるための座部及び/又はチャネルを提供するよう形づくられる。係止バー(262)は更に、一対のボス(387)を含み、これは、係止バー(262)の遠位方向の動きを制限するために、ジョイントベース(372)に係合するよう動作可能である。
B.例示的なシャフト組立体の関節動作
上述のように、関節動作制御ノブ(235)を作動させると、アーム(242、244)が反対方向へ前進及び後退する。こうしたアーム(242、244)の動きは、カム保持ピン(279)を中心に第1のカム部材(330)を回転させることが理解されよう。第1のカム部材(330)を回転させた結果、第2のカム部材(331)は、カム保持体(376)と共に回転する。このようにして、関節動作ジョイント(234)が関節動作し、それによって、関節動作ジョイント(234)でエンドエフェクタ(240)を枢動させる。特に、上述のように、カム保持ピン(379)及びベース開口部(374)により、長手方向軸線(LA)に対して概ね垂直である枢軸(380)が画定される。エンドエフェクタ(240)は、第1のカム部材(330)の回転に応じて枢軸(380)を中心に枢動し、それにより、後述されるように、第2のカム部材(331)を駆動する。換言すれば、枢軸(380)は、シャフト組立体(200)に対してエンドエフェクタ(240)を関節動作させるための軸として働く。図18A〜Eは、エンドエフェクタ(240)の関節動作を駆動する、第1のカム部材(330)の回転の詳細を示す。
図18Aは、第1の位置における関節動作ジョイント(234)を示す。係止バー(262)は、遠位方向へと付勢されて、第2のカム部材(331)に係合する。特に、係止バー(262)の遠位端は、図19で詳細に見られるように、第1のカム歯(333)と第2のカム歯(335)との間に嵌合し、第2のカム部材(331)に当接する係止歯(336)を備える。スプリング(364)によってもたらされる遠位方向への付勢の結果として、係止歯(336)は、ポジティブロックとして機能し、このようにして、第2のカム部材(331)の回転位置が維持される。第2のカム部材(331)の回転位置を維持することによって、係止バー(262)は、枢軸(380)に対するエンドエフェクタ(240)の角度位置を維持し、それによって、任意の関節動作角度(α)が維持される。第1のカム部材(330)は、一対のカムウィング(338、339)を備え、カム保持体(376)は、一対のボス(371、373)を備える。ボス(371、373)は、第2のカム部材(331)の一体型機構であり、そのため、ボス(371、373)が回転すると、第2のカム部材(331)もまた回転する。図18Aの第1の位置では、カムウィング(338、339)とボス(371、373)とが接触していないことが理解されよう。カムウィング(338、339)とボス(371、373)の間の接触を伴う相互作用は、図18B〜Eを参照して以下で詳しく記述される。外科手術中、ユーザーは、図18Aに示すような真っ直ぐな位置にあるエンドエフェクタ(240)で、シャフト組立体(200)を経路(例えばトロカール、開胸術など)に通してガイドして、手術部位に達することができる。
図19は、図18Aに示す位置における係止歯(336)の拡大図である。図からわかるように、係止歯(336)は、第1のカム歯(333)と第2のカム歯(335)との間に嵌合するように構成された、概ね真っ直ぐな平行な辺(386)を有する。係止歯(336)の遠位端は、平行な辺(386)に繋がる角度のある辺(381)を備える丸い先端(385)を有する。第2のカム歯(335)の各歯(335)は、概ね真っ直ぐな平行な辺(383)及び角度のある辺(384)を備える。平行な辺(383)は、係止歯(336)の平行な辺(386)に係合して、第1のカム部材(330)による補助なく係止歯(336)が第2のカム歯(335)に沿って進むことを防止するように構成される。また、少なくとも1つの辺(383)と少なくとも1つの辺(386)との間のこの係合により、カム保持体(376)が枢軸(380)を中心として回転することも防止し、それによって、エンドエフェクタ(240)が関節動作ジョイント(234)で枢動することを防止する。
図18B〜Cに図示し、以下で更に詳細に説明するように、いったん第1のカム部材(330)が回転すると、第1のカム部材(330)の三角形の歯(333)は、角度のある辺(381)に対してカム動作し、これによって、係止バー(262)は、第1のカム(330)の回転に応じて、近位方向に駆動される。歯(333)は、三角形以外の種々の異なる形状を有し得ることを理解されたい。いくつかの他の例示的な形状が以下でより詳細に説明されるが、本明細書の教示を鑑みれば、他のものも当業者には明らかとなろう。係止歯(336)が十分に近位方向へと動くと、第1のカム部材(330)が回転し続け、かつ第2のカム部材(331)が回転する際、係止歯(336)の角度のある辺(381)は、最後には第2のカム歯(335)の角度のある辺(384)に沿って進む。これにより、更なるカム作用が提供されて、係止バー(262)を近位方向に駆動する。いったん係止歯(336)が第2のカム歯(335)の角度のある辺(384)を横切ると、係止歯(336)は次いで、図19に示す位置決めに類似している、次の対をなす第1のカム歯(333)と第2のカム歯(335)との間の位置に、遠位へ戻る。例証を目的として、係止歯(336)を、1組の第1のカム歯(333)と第2のカム歯(335)との間で前進させることは、1つの関節動作の増分であると考えられ得る。係止歯(336)が遠位方向に前進する際、係止歯(336)は、第2のカム歯(335)の間の第2のカム部材(331)に突き当たる。係止歯(336)は、必ずしも第2のカム部材(331)に突き当たるほど十分に延在させる必要はないことが理解されよう。例えば、係止歯(336)は、平行な辺(383)が第1のカム歯(333)の補助なく係止歯(336)が第2のカム部材(331)に沿って進むのを防止する程度だけ遠位方向に延在してよい。図示した形態において、ボス(387)は、ジョイントベース(382)に係合して、係止バー(262)の更なる遠位方向への動きを防止する。
上述のように、操作者は、対象組織に対してエンドエフェクタ(240)をより良く位置付けるために、関節動作ジョイント(234)でエンドエフェクタ(240)を枢動させることを望む場合がある。図18Bは、図14に示す関節動作制御ノブ(235)の回転に応じて関節動作ジョイント(234)が動くための、関節動作の第2段階を示す。図示した形態においては、ユーザーが関節動作ノブ(235)を反時計回りに回転させたことにより、関節動作ピニオン(250)も同様に回転する。関節動作ピニオン(250)が反時計回りに回転すると、エンドエフェクタ(240)に対して、第1のラック(252)は遠位方向に動き、第2のラック(256)は近位方向に動く。したがって、図18Bに示す第1のアーム(242)及び第2のアーム(244)は、第1のアーム(242)がエンドエフェクタ(240)に向かって前進し、第2のアーム(244)がエンドエフェクタ(240)から離れるように後退するように動く。図示した形態の第1のアーム(242)及び第2のアーム(244)の遠位部分は、互いに対して平行に位置付けられていないことが理解されよう。その代わりに、第1のアーム(242)及び第2のアーム(244)は、互いに対して斜めに角度付けられているが、第1のアーム(242)及び第2のアーム(244)は、互いに平行に位置付けられてもよいことが理解されよう。
図18Bに示されるように、アーム(242、244)の動きにより、第1のカム部材(330)が枢軸(380)を中心に反時計回りに回転する。第1のカム部材(330)が回転すると、2つの動作がほぼ同時に起こる。まず、カム歯(330)は、三角形状を有しており、第1のカム歯(333)が角度のある辺(381)に係合する結果として、カム作用によって、係止バー(262)をエンドエフェクタ(240)から離れるように近位方向へと促す。この場合も、歯(333)は、三角形以外の種々の異なる形状を有してよい。スプリング(364)は、係止バー(262)の近位方向への動きに適合するように圧縮する。その結果、丸い先端(385)は、平行な辺(383)を横切るのに十分なだけ近位方向に動く。また、カムウィング(338、339)は、第1のカム部材(330)と共に反時計回りに回転する。回転した結果として、カムウィング(339)は、ボス(373)との間の間隙(361)を取り除き、ボス(373)に係合する。その一方で、カムウィング(338)は、ボス(371)から離れるように回動する。図18Aに示す構成から図18Bに示す構成へと移行する間に、第1のカム部材(330)及び係止バー(262)は、アーム(242、244)の動きに応じて動く一方、第2のカム部材(331)及び結果としてエンドエフェクタ(240)は、まだ動いていないことが理解されよう。したがって、エンドエフェクタ(240)は、この段階では依然として真っ直ぐな配向のままである。
図18Cは、関節動作ジョイント(234)の作動の第3段階を示す。ユーザーは、エンドエフェクタ(240)を関節動作するために、引き続き関節動作制御ノブ(235)を回転させることが理解されよう。アーム(242、244)は、第1のアーム(242)が遠位方向に動き、第2のアーム(244)が近位方向に動くように、引き続き動く。アーム(242、244)の動きにより、第1のカム部材(330)が引き続き回転し、これによって、カムウィング(339)が更に回動し、その結果、ボス(373)も同様に回動するよう促す。ボス(273)が第2のカム部材(331)と一体化しているため、第2のカム部材(331)は、回転し始める。第2のカム部材(331)が回転すると、係止歯(336)の角度のある辺(381)に対して角度のある辺(384)がカム動作する結果として、係止バー(262)は、更に近位方向に動く。こうして、係止歯(236)は、第2のカム歯(335)に沿って進む。第2のカム部材(331)は、第2のカム部材(331)の先端(388)が丸い先端(385)に係合するまで回転する。第2のカム歯(335)は平行な辺(383)を有し、そのため、丸い先端(385)が平行な辺(383)を横切るように第1のカム歯(333)が係止歯(336)を近位方向に促した後にのみ、係止歯(336)の角度のある縁部(381)が角度のある辺(284)に係合できる。平行な辺(383)が平行な辺(386)に係合しているため、係止歯(336)は通常、第1のカム歯(333)に沿って進む前に、第2のカム歯(335)に沿って進むことはできない。更に、係止歯(336)が角度のある辺(384)に沿って進む際、係止歯(336)は、第1のカム歯(333)との係合を解除することが理解されよう。図18Cにも示すとおり、係止バー(262)及び係止歯(336)は、第2のカム歯の先端(388)がちょうど係止歯(336)と接触した状態で、最近位位置へと動いている。また、第2のカム部材(331)が回転した結果、カム保持体(376)及び結果として、エンドエフェクタ(240)に繋がる閉鎖リング(236)は、反時計回りの方向に関節動作する。
図18Dは、関節動作ジョイント(234)の作動の第4段階を示す。ここでも、エンドエフェクタ(240)の更なる関節動作を行うために、ユーザーが引き続き関節動作制御ノブ(235)を回転させていることが理解されよう。アーム(242、244)は、第1のアーム(242)が更に遠位方向に動き、第2のアーム(244)が更に近位方向に動くように、引き続き動く。アーム(242、244)の動きにより、第1のカム部材(330)が引き続き回転し、これによって、カムウィング(339)は、ボス(373)を更に回転させるように押す。係止歯(336)は、スプリング(364)によって生じる遠位方向への付勢が図18Dに示す位置に係止バー(262)を促すまで、引き続き第2のカム歯(335)に沿って進む。係止バー(262)が図18Dに示す位置に嵌まり込む際、可聴クリック音が聞こえる又はスナップが感じられることが理解されよう。その結果、ユーザーは、係止歯(336)が、1組のカム歯(333、335)の間から別の組の歯の間へ動いたこと、又は1つの関節動作の増分だけ回転したことについて、可聴及び/又は触覚による確認を受け取る。図18Dに示す位置にあるとき、第1のカム部材(330)は回転を停止し、係止歯(236)は、カム歯(333、335)の間に嵌合する。閉鎖リング(236)及び結果としてエンドエフェクタ(240)は、関節動作を停止する。エンドエフェクタ(240)への横方向力によって促される第2のカム部材(331)の任意の回転運動により、平行な辺(386)が平行な辺(383)に係合し、第2のカム部材(331)のいかなる更なる回転をも停止させるため、ポジティブロックが形成され、それがエンドエフェクタ(240)の関節動作を係止させる。図18Aに示す構成から図18Dに示す構成への移行は、1つの関節動作の増分又は関節動作運動の増分による関節動作を示し、その距離は、第2のカム歯(335)間の間隔によって通常は画定されることを理解されたい。
図18Dに示す位置では、エンドエフェクタ(240)は、関節動作されており、それによって、エンドエフェクタ(240)が関節動作したシャフト組立体(200)がユーザーに提供されることが理解されよう。ユーザーが、図18Dに示す位置においてシャフト組立体(200)の使用を望む場合があること、又は1つ以上の追加の関節動作増分によるエンドエフェクタ(240)の更なる枢動を望む場合があることが理解されよう。ユーザーが関節動作ノブ(235)を更に回転させない場合には、第1のカム歯(333)と第2のカム歯(335)との間に係止歯(336)を係止することにより、エンドエフェクタ(240)が枢動して真っ直ぐな位置に戻ることを防止する。いったんエンドエフェクタ(240)が所望の角度(α)へと関節動作されると、ユーザーは、発射ビーム(282)を作動してナイフ(280)を駆動させ、組織を切断し、組織を通してステープルを打ち込むことができることが理解されよう。例えば、ナイフ部材(280)及び発射ビーム(282)は、発射ビーム(282)が関節動作ジョイント(234)の任意の枢動の角度を通って前進できるように、例えば、曲折可能なビームを介して連通していてもよい。
図18Eは、ユーザーが、エンドエフェクタ(240)を更に枢動させることを希望する場合の、関節動作ジョイント(234)の作動の第5段階を示す。ここでも、ユーザーが引き続き関節動作制御ノブ(235)を回転させていることが理解されよう。その結果、アーム(242、244)は、第1のアーム(242)が更に遠位方向に動き、第2のアーム(244)が更に近位方向に動くように、引き続き動く。アーム(242、244)の動きにより、第1のカム部材(330)が引き続き回転し、これによって、カムウィング(339)は、ボス(373)を回転させるように押す。第1のカム部材(330)及び第2のカム部材(331)は、図18B〜図18Dに示すのと同様に動き、これによりエンドエフェクタ(240)は、更に関節動作し、かつ更に関節動作された位置において係止する。ユーザーは、関節動作制御ノブ(235)を引き続き回転させて、エンドエフェクタ(240)をユーザーが所望する限り遠くまで枢動させることができることが理解されよう。更に、ユーザーは、関節動作制御ノブ(235)を反対方向に回転させて、アーム(242、244)及びカム部材(330、331)を反対方向に動かし、それによって、エンドエフェクタ(240)を反対方向に関節動作させることができる。
図18A〜図18Eに示される例示的な作動に示すとおり、アーム(242、244)から第1のカム部材(330)に動きを伝達することによって、第1のカム部材(330)は、関節動作ジョイント(234)を係止解除し、エンドエフェクタ(240)を関節動作ジョイント(234)で枢軸(380)を中心に枢動させるように動作可能である。更に、第2のカム部材(331)及び係止バー(262)は協働して、関節動作ジョイント(234)を係止し、それによって、シャフト組立体(200)の長手方向軸線(LA)に対して、エンドエフェクタ(240)の角度(α)を係止する。
III.例示的な別の関節動作ジョイント
いくつかの例においては、関節動作ジョイント(234)を選択的に係止及び係止解除するための別の構造及び方法を提供することが望ましい場合がある。また、関節動作ジョイント(234)を選択的に係止及び係止解除するのに使用される別の構造及び方法に基づいて、関節動作ジョイント(234)を駆動するために使用される構造及び方法を改変することが望ましい場合がある。関節動作ジョイントの選択的な係止及び係止解除を提供するのに使用され得る別の構造及び方法の様々な例は、以下に詳細に述べられるが、本明細書の教示を考慮することで、その他の例が当業者に明らかになるであろう。同様に、関節動作ジョイントを駆動するのに使用され得る別の構造及び方法の様々な例が、以下に詳細に述べられるが、本明細書の教示を考慮することで、その他の例が当業者に明らかになるであろう。以下の例は、関節動作ジョイント(234)に容易に組み込むことができ、又は関節動作ジョイント(234)の代わりにシャフト組立体(200)に組み込めることを理解されたい。以下の例を器具(10)に採り入れることができる様々な好適な方法が当業者には明らかになるであろう。
A.例示的な矩形歯カム部材
図20は、別の例示的な第1のカム部材(430)を示す。第1のカム部材(430)は関節動作ジョイント(234)内に嵌合し、図18A〜E及び上記に示されているように、第1のカム部材(330)と機能と実質的に同じ機能を有する。例えば、第1のカム部材(234)と同様に、第1のカム部材(430)は、最初に第2のカム部材(331)に対して回転して、係止バー(262)の角度のある辺(381)に係合することによりて係止バー(262)を近位方向に並進運動させるように構成されている。係止バー(262)は次に、十分に近位側の距離まで並進運動し、これにより第2のカム歯(335)の角度のある辺(384)が、係止歯(336)の角度のある辺(381)に係合し得る(例えば、上記の図18A〜C及びこれらに関する記述を参照)。しかしながら、第1のカム部材(330)とは異なり、第1のカム部材(430)は三角形歯(333)ではなく正方形歯(433)を備える。
係止バー(262)の係止歯(336)は、正方形歯(433)と三角形歯(333)との係合の違いに対応するために、再構成された形状を含み得ることを理解されたい。例えば、係止歯(336)の角度のある辺(381)は、係止歯(336)の真っ直ぐな平行辺よりも大きな距離で延在し得る。もちろん、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかとなるように、係止歯(336)の具体的な形状は、第2のカム歯(335)の寸法及び形状に対する第1のカム歯(433)の寸法に応じて変化する。
B.単独カムを備えた例示的な第1のカム部材
図21A〜Dは、関節動作ジョイント(234)内に組み込まれ得る例示的な代替の第1のカム部材(530)を示す。第1のカム部材(530)は、保持ピン(379)上に枢動可能に配置される。第1のカム部材(530)は、シャフト組立体(200)の長手方向軸(LA)に対して平行になっている中心軸を中心として非対称的である。第1のカム部材(530)及び第2のカム部材(331)は、保持ピン(379)により画定される軸(380)を中心に、独立に回転する。本例において、第1のカム部材(530)は、第1のカム部材(430、330)に関して上述されたように、カム歯(433、333)ではなく、単独カム(533)を備えて構成される。単独カム(533)は、近位側に向いたローブとして形成される。第1のカム部材(530)は、第1のアーム(242)により適用される力によって回転するよう動作可能であり、これによって、係止バー(262)に対して第1のカム部材(530)の単独カム(533)を前進させて、係止バー(262)を近位側に並進運動させる。第1のカム部材(530)の単独カム(533)は、係止バー(262)が第2のカム部材(331)の第2のカム歯(335)に係合しなくなるか、又は第2のカム歯(335)の角度のある辺(384)が係止歯(336)の角度のある辺(381)に係合し得る点まで、係止バー(262)を並進運動させ得る。したがって、関節動作ジョイント(234)は次いで、第1のカム部材(330)について上述した方法と同様の方法で、反対方向でのアーム(242、244)の並進運動を介して、第2のカム部材(331)(これはエンドエフェクタ(240)に一体的に取り付けられている)の回転により関節動作され得る。
一部の形態において、アーム(242、244)は互いに独立に並進運動し得る。例えば、第1のアーム(242)は、第1のカム部材(530)を回転させるために近位側又は遠位側に並進運動するよう動作可能であり、これにより、係止バー(262)で第2のカム部材(331)を選択的に係止又は係止解除する。第2のアーム(244)は、第1のカム部材(530)の回転とは独立に第2のカム部材(331)を回転させるために、近位側又は遠位側に並進運動するよう同様に動作可能であり得る。図21Bでわかるように、第1のアーム(242)は近位側に並進運動して、第2のカム部材(331)に対して第1のカム部材(530)を回転させることができ、これにより、単独カム(533)を介して係止バー(262)を近位側に並進運動させて、係止バー(262)を第2のカム部材(331)から外すことができる。次に、図21Cでわかるように、第2のアーム(244)は次いで遠位側又は近位側に並進運動して、関節動作ジョイント(234)をそれぞれ時計回り又は反時計回りに関節動作させることができる。図21Dは、いったん関節動作ジョイント(234)がシャフト組立体(200)の長手方向軸(LA)に対して望ましい角度(α)に関節動作すると、関節動作ジョイント(234)がその位置で係止され得ることを示す。特に、第1のアーム(242)は、遠位方向に並進運動して、第1のカム部材(530)を反時計回りに回転させて、単独カム(533)を係止バー(262)との係合から外すことができる。換言すれば、図21Cに示す状態から図21Dに示す状態への移行において、第1のカム部材(530)は係止バー(262)に対して近位側に押し付けることがなくなり、これによりコイルスプリング(364)が係止バー(262)を遠位側に駆動して、係止バー(262)が第2のカム部材(331)の角度位置を係止する位置まで戻す。上述のように、エンドエフェクタ(240)が一体的に第2のカム部材(331)に固定された状態で、遠位側に位置する係止バー(262)は、エンドエフェクタ(240)の角度位置を係止する。
アーム(242、244)が独立に並進運動する例において、関節動作制御ノブ(235)は、上述され図14〜15に示すようなラックアンドピニオン以外の関節動作のための手段を利用できること、又はアーム(242、244)は別のラックアンドピニオンを利用できることを理解されたい。例えば、いくつかの例において、関節動作制御ノブ(235)は、1つ以上のモーター及びスイッチを利用する電気機械式制御システムに接続することができる。また他の例において、関節動作制御ノブ(235)は、第2のアーム(244)のみを並進運動させることができ、このとき、第1のアーム(242)は別の係止/係止解除スイッチ、スライダ、又はレバーと共に並進運動し得る。もちろん、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかとなるように、アーム(242、244)は任意の他の好適な方式を用いて独立に並進運動し得る。
C.π字形カムを備えた例示的な関節動作ジョイント
図22A〜Bは、例示的な別の関節動作ジョイント(634)を示し、これはπ字形カム部材(630)を用いて、関節動作ジョイント(634)でエンドエフェクタ(240)の関節動作を係止及び係止解除する。関節動作ジョイント(634)は、容易にシャフト組立体(200)に組み込むことができる。特に、関節動作ジョイントは、カム部材(630)、第2のカム部材(631)、弾性的に付勢された係止バー(662)、第1のアーム(642)、及び第2のアーム(644)を備える。カム部材(630)は枢動ピン(622)を中心に回転可能であり、これによりカム部材(630)は第2のカム部材(631)に対して独立に回転可能である。カム部材(630)は、2つの近位側に延出している突出部(623)を備え、これらは係止バー(662)の係止歯(636)に対してカム動作するよう構成されている。係止バー(662)は弾性的に遠位側に付勢されており、これにより係止バー(662)の係止歯(636)は、第2のカム部材(631)のカム歯(635)に係合して、関節動作ジョイント(634)を係止する。第2のカム部材(631)はピン(679)を中心に回転可能であり、かつエンドエフェクタ(240)に一体的に接続されており、その結果、以下でより詳細に説明されるように、第2のカム部材(631)は、係止バー(662)が第2のカム部材(631)から外れているときに、関節動作ジョイント(634)を関節動作させることができる。第2のカム部材(631)及び係止バー(662)はそれぞれ、第2のカム部材(331)及び係止バー(262)に類似している。
図22Bは、関節動作ジョイント(634)の例示的な動作状態を示す。図からわかるように、カム部材(630)の突出部(623)はカム動作するよう構成されており、これにより係止バー(662)の係止歯(636)を駆動して、係止バー(662)が部分的にカム部材(630)により並進運動される。そのような係止バー(662)の並進運動は、第1のアーム(642)の近位側方向での独立した作動により達成される。第1のアーム(642)は同じ結果を得るために遠位方向に作動されてもよいことを理解されたい。加えて、他の例では、第2のアーム(644)は、第1のアーム(642)の代わりにカム部材(630)を作動させ得る。
係止バー(662)が近位方向に部分的に並進運動した状態で、これにより第2のカム部材(631)は係止バー(662)により係止解除され、第2のカム部材(631)は、第2のアーム(644)を介してピン(679)を中心に回転させることができる。もちろん、カム部材(630)に関して上述したように、第2のカム部材(631)は、第2のアーム(644)の代わりに第1のアーム(642)を用いて回転させることができる。係止バー(662)は、係止バー(662)の角度のある辺(681)に対してカム動作している第2のカム部材(631)の角度のある辺(684)によって、近位方向に更に並進運動し得る。よって、第2のカム部材(631)は、上述の第2のカム部材(331)と同様に、1つのカム歯(635)から次のカム歯(635)へと回転することができる。カム部材(630)は、枢動ピン(622)を中心として独立に回転可能であるため、第2のカム部材(631)が1つのカム歯(635)から次のカム歯(635)へと回転している時に、カム部材(630)は係止バー(662)に実質的に整列したままであり得ることを理解されたい。したがって、第1のアーム(642)は再び並進運動し、カム部材(630)を枢動させて図22Aに示す位置に戻すことができる。次に、スプリング(図示なし)又はその他の弾性的部材が係止歯(636)を遠位側に駆動させて、図22Aに示す位置に戻すことができ、これにより、関節動作ジョイント(634)でのエンドエフェクタ(240)の角度位置を係止することができる。
D.波状カムを備えた例示的な関節動作ジョイント
図23〜26Bは、例示的な別の、シャフト組立品(200)の関節動作ジョイント(734)を示す。本例において、関節動作ジョイント(734)は、関節動作ジョイント(734)が第1のカム部材(730)及び係止バー(762)を利用して、第2のカム部材(731)を係止及び係止解除し、これにより、シャフト組立体(200)の長手方向軸(200)に対してエンドエフェクタ(240)を関節動作させるという点で、実質的に関節動作ジョイント(234)に類似している。図23〜26Bには示されていないが、第2のカム部材(731)はエンドエフェクタ(240)に一体的に取り付けられていてよく、これにより、第2のカム部材(731)の回転が、エンドエフェクタ(240)を関節動作させることを理解されたい。関節動作ジョイント(234)に関して上述したように、第2のカム部材(731)及び係止バー(762)は、第2のカム部材(331)及び係止バー(262)に構造的に類似し得る。しかしながら、以下に述べるように、第2のカム部材(731)及び係止バー(762)は、上述の関節動作ジョイント(234)と比較して、エンドエフェクタ(240)を関節動作させるために別の方法で動作されてもよい。第1のカム部材(730)及び第2のカム部材(731)は両方とも、ピン(735)を中心に部分的に回転可能である。エンドエフェクタ(240)は、ピン(735)によって画定される長手方向軸を中心に回転可能であり、これによりエンドエフェクタ(240)を関節動作させる。
図24から最もよくわかるように(図23に対して、第1のカム部材(730)が上下逆さまに示されている)、第1のカム部材(330)とは異なり、第1のカム部材(730)は、第1のカム部材(730)の上面及び下面(725、726)に対して斜めに配向された波状表面(727)を備える。また、係止バー(262)の長手方向並進運動を提供するカム部材(330)とは異なり、本例の第1のカム部材(730)は、波状表面(727)の構成に基づいて、係止バー(762)の垂直の動きを提供する。換言すれば、係止バー(262)は、シャフト組立体(200)の長手方向軸(LA)に平行な長手方向経路に沿って移動して、選択的な係止及び係止解除を提供するが、係止バー(762)は、シャフト組立体(200)の長手方向軸(LA)を横断する垂直経路に沿って移動して、選択的な係止及び係止解除を提供する。この係止バー(762)の垂直運動は、係止バー(762)が下側垂直位置(係止−図25A及び26A)にあるか上側垂直位置(係止解除−図25B及び26B)にあるかに基づいて、第2のカム部材(731)の選択的な係止を提供する。本例において、係止バー(762)は、シャフト組立体(200)の長手方向軸(LA)及びピン(735)の長手方向軸の両方を通る垂直面に沿って動く。その他の形態においては、係止バー(762)は、シャフト組立体(200)の長手方向軸(LA)及びピン(735)の長手方向軸の両方を通る垂直面に対して平行な垂直面に沿って動く。
一部の形態においては、係止バー(762)の近位端は、シャフト組立体(200)の取り付け面(722)と枢動的に連結し、また係止バー(762)の遠位端は、その枢動的連結を中心に垂直に枢動し、これにより関節動作ジョイント(734)の選択的な係止及び係止解除を提供する。その他の形態においては、係止バー(762)の全長が、シャフト組立体(200)の取り付け表面(722)に対して垂直な経路に沿って動き、これにより関節動作ジョイント(734)の選択的な係止及び係止解除を提供する。いずれの形態においても、係止バー(762)は、シャフト組立体(200)の取り付け表面(722)に対して上方向に、弾性的に付勢され得る。例えば、図25A〜25Bは、コイルスプリング(721)が、係止バー(762)の遠位部分と取り付け表面(722)との間に挟まれており、これによりコイルスプリング(721)が上向きの付勢を提供することを示している。その他の形態(例えば、係止バー(762)の近位端が取り付け表面(722)と枢動可能に連結しているもの)においては、上向きの付勢を提供するためにトーションスプリングを使用することができる。係止バー(762)が弾性的に付勢され得る更に他の好適な方法は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかとなるであろう。
上述のことから、第1のカム部材(730)が回転すると、波状表面(727)が、係止バー(762)を下向きにカム動作させるか、又はスプリング(721)のクリアランスを提供するように動作可能であり、これによって、第1のカム部材(730)の角度位置に応じて、係止バー(762)を上向きに駆動することを理解されたい。図23を図25A〜Bと比較すると、例示的な関節動作ジョイント(734)の動作が示される。特に、図23、25A、及び26Aでわかるように、係止バー(762)は波状表面(727)の稜線部分(728)によって下向きに付勢され、これによって係止バー(762)が第2のカム部材(731)に係合している。図25Aに示す構成において、関節動作ジョイント(734)は係止構成にあり、そのためエンドエフェクタ(240)の角度関節動作部分が固定されていることを理解されたい。
エンドエフェクタ(240)を係止解除するには、第1のカム部材(730)が、第1及び第2のアーム(742、744)を介して回転され、それにより、波状表面(727)の谷間部分(729)を係止バー(762)に向かって回転させることができる。谷間部分(729)が係止バー(762)に向かって回転すると、係止バー(762)は、図25B及び26Bに示す位置に向かって上向きに移動し始め得る。図25Bでわかるように、係止バー(762)は波状表面(727)の谷間部分(729)に受容され、その結果、最も上側の位置まで枢動される。同様に、係止バー(762)がこの上方位置にあるときは、係止バー(762)はもはや第2のカム部材(731)とは係合していない。よって、図25Bに示す構成において、第2のカム部材(731)は係止解除されており、これによってエンドエフェクタ(240)は、シャフト組立体(200)の長手方向軸(LA)から横方向に離れる方向に偏向することが可能になり得る。
関節動作ジョイント(234)と同様に、関節動作ジョイント(734)はカムウィング(738、739)及びボス(771、773)を装備していてよく、これにより第1のカム部材(730)を最初に独立に回転させ、回転の後の時点で第2のカム部材(731)を回転させ得ることを理解されたい。他の例では、カムウィング(738、739)及びボス(771、773)はすべて省略してもよく、第1のカム部材(530)に関して上述したように、アーム(742、744)を独立に作動させて、第1のカム部材(730)及び第2のカム部材(731)の回転を独立に駆動することが可能である。もちろん、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかとなるように、第1のカム部材(730)を追って第2のカム部材(731)を遅れて回転させる、任意の他の好適な方法を使用することができる。
いったんアーム(742、744)によって第2のカム部材(731)が関節動作位置へと関節動作されると、第1のカム部材(730)は更に回転して、第2のカム部材(731)を並進運動させ、図25A及び26Aに示す係止位置へと戻すことができる。特に、第1のカム部材(730)は、稜線部分(728)が係止バー(762)を下向きに駆動して第2のカム部材(731)との係合に戻すように回転し得る。そのような構成において、第2のカム部材(731)の2つの係止歯(733)の間の隙間が、第1のカム部材(730)の稜線部分(728)と整列し、稜線部分(728)が、係止バー(762)の係止歯(736)を、この2つの係止歯(722)の間の隙間内へ下向きに駆動することを理解されたい。係止歯(736)が2つの係止歯(722)の間の隙間にある状態で、いったん係止バー(762)が完全に第2のカム部材(731)と係合すると、第2のカム部材(731)は所定の位置に係止され、これによって関節動作ジョイント(734)を再係止する。もちろん、エンドエフェクタ(240)を更に関節動作させるために、上述のプロセスを再び開始して、関節動作ジョイント(734)を係止解除し、関節動作させ、再係止することができる。
IV.その他
本明細書で説明した教示、表現、実施形態、実施例などの任意の1つ以上を、本明細書で説明される他の教示、表現、実施形態、実施例などの任意の1つ以上と組み合わせることができることを理解されたい。したがって、上述の教示、表現、実施形態、実施例などは、互いに分離して考慮されるべきではない。本明細書の教示を考慮することで、本明細書の教示を組み合わせることができる様々な適切な方法が、当業者には明らかとなろう。かかる改変例及び変形例は、特許請求の範囲内に含まれるものとする。本明細書に示す様々な教示が、本明細書で引用される様々な参照文献の教示と容易に組み合わせることができることも理解されたい。加えて、本明細書の様々な教示は、その開示内容が参照により本明細書に組み込まれる同日に出願された米国特許出願第[代理人整理番号END7431USNP.0614277]号、名称「Method of Unlocking Articulation Joint in Surgical Stapler」の教示、及び/又はその開示内容が参照により本明細書に組み込まれる同日に出願された同第[代理人整理番号END7446USNP.0614587]号、名称「Pivotable Aritculation Joint Unlocking Feature for Surgical Stapler」の教示と容易に組み合わせることができる。
本明細書に参照により組み込まれると言及されたるいかなる特許、刊行物、又はその他の開示内容は、全体的に又は部分的に、組み込まれた内容が現行の定義、見解、又は本開示に記載された他の開示内容とあくまで矛盾しない範囲でのみ本明細書に組み込まれることを認識されたい。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるいかなる矛盾する記載にも優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれるものとするが、既存の定義、見解、又は本明細書に記載される他の開示内容と矛盾する任意の文献、又はそれらの一部は、援用文献と既存の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ組み込まれるものとする。
上述の装置の変形例は、医療専門家によって行われる従来の治療及び処置での用途だけでなく、ロボット支援された治療及び処置での用途も有することができる。あくまでも一例として、本明細書の様々な教示は、Intuitive Surgical,Inc.(Sunnyvale,California)によるDAVINCI(商標)システムなどのロボットによる外科用システムに容易に組み込まれ得る。同様に、当業者には明らかとなることであるが、本明細書の様々な教示は、以下のいずれの様々な教示とも容易に組み合わせることができる:1998年8月11日に発行の名称を「Articulated Surgical Instrument For Performing Minimally Invasive Surgery With Enhanced Dexterity and Sensitivity」とする米国特許第5,792,135号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、1998年10月6日に発行の名称を「Remote Center Positioning Device with Flexible Drive」とする同第5,817,084号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、1999年3月2日に発行の名称を「Automated Endoscope System for Optimal Positioning」とする同第5,878,193号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2001年5月15日に発行の名称を「Robotic Arm DLUS for Performing Surgical Tasks」とする同第6,231,565号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2004年8月31日に発行の名称を「Robotic Surgical Tool with Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument」とする同第6,783,524号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2002年4月2日に発行の名称を「Alignment of Master and Slave in a Minimally Invasive Surgical Apparatus」とする同第6,364,888号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2009年4月28日に発行の名称を「Mechanical Actuator Interface System for Robotic Surgical Tools」とする同第7,524,320号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2010年4月6日に発行の名称を「Platform Link Wrist Mechanism」とする同第7,691,098号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2010年10月5日に発行の名称を「Repositioning and Reorientation of Master/Slave Relationship in Minimally Invasive Telesurgery」とする同第7,806,891号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2013年1月10日に公開の名称を「Automated End Effector Component Reloading System for Use with a Robotic System」とする米国特許公開第2013/0012957号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2012年8月9日に公開の名称を「Robotically−Controlled Surgical Instrument with Force−Feedback Capabilities」とする同第2012/0199630号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2012年5月31日に公開の名称を「Shiftable Drive Interface for Robotically−Controlled Surgical Tool」とする同第2012/0132450号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2012年8月9日に公開の名称を「Surgical Stapling Instruments with Cam−Driven Staple Deployment Arrangements」とする同第2012/0199633号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2012年8月9日に公開の名称を「Robotically−Controlled Motorized Surgical End Effector System with Rotary Actuated Closure Systems Having Variable Actuation Speeds」とする同第2012/0199631号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2012年8月9日に公開の名称を「Robotically−Controlled Surgical Instrument with Selectively Articulatable End Effector」とする同第2012/0199632号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2012年8月9日に公開の名称を「Robotically−Controlled Surgical End Effector System」とする同第2012/0203247号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、2012年8月23日に公開の名称を「Drive Interface for Operably Coupling a Manipulatable Surgical Tool to a Robot」とする同第2012/0211546号、2012年6月7日に公開の名称を「Robotically−Controlled Cable−Based Surgical End Effectors」とする同第2012/0138660号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)、及び/又は2012年8月16日公開の名称を「Robotically−Controlled Surgical End Effector System with Rotary Actuated Closure Systems」とする同第2012/0205421号(その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる)。
上述の装置の形態は、1回の使用後に処分するように設計されてもよいし、又はそれらは複数回使用するように設計されてもよい。いずれか又は両方の場合において、それらの形態は、少なくとも1回の使用後に再利用のために再調整されることができる。再調整は、装置の分解工程、それに続く特定の部品の洗浄又は交換工程、及びその後の再組み立て工程の任意の組み合わせを含み得る。特に、装置のいくつかの形態は分解することができ、また、装置の任意の数の特定の部材又は部品を、任意の組み合わせで選択的に交換するか又は取り除いてもよい。特定の部品の洗浄及び/又は交換に際して、装置の特定の形態を、再調整用の施設において、又は手術の直前にユーザーにより再組み立てしてその後の使用に供することができる。当業者であれば、装置の再調整において、分解、洗浄/交換、及び再組み立てのための様々な技術を使用できる点を認識するであろう。かかる技術、及び結果として得られる再調整された装置の使用は、全て本発明の範囲内にある。
一例にすぎないが、本明細書に記載される形態は、手術の前及び/又は後に滅菌されてもよい。1つの滅菌法では、装置をプラスチック製又はTYVEK製のバックなどの閉鎖かつシールされた容器に入れる。次いで、容器及び装置を、γ線、X線、又は高エネルギー電子などの、容器を透過する放射線場に置くことができる。放射線は、装置上及び容器内の細菌を死滅させることができる。この後、滅菌された装置を、後での使用のために、滅菌容器中で保管することができる。装置は、β線若しくはγ線、エチレンオキシド、又は水蒸気を含むがこれらに限定されない、当該技術分野で公知の任意の別の技術を用いて滅菌されてもよい。
以上、本発明の様々な実施形態を図示及び説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者による適切な改変により、本明細書に記載される方法及びシステムの更なる適合化を実現することができる。そのような可能な改変のうちのいくつかについて述べたが、別の改変も当業者には明らかであろう。例えば、上述の実施例、実施形態、形状、材料、寸法、比率、工程などは例示的なものであり、必須のものではない。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲の観点から考慮されるべきものであり、本明細書及び図面において図示及び説明された構造及び動作の細部に限定されないものとして理解されたい。
〔実施の態様〕
(1) 装置であって、
(a)本体と、
(b)前記本体から遠位に延在しているシャフト組立体であって、前記シャフト組立体が長手方向軸を画定し、前記シャフト組立体が遠位端を有する、シャフト組立体と、
(c)組織を操作するように動作可能である、エンドエフェクタと、
(d)前記シャフト組立体の前記遠位端と前記エンドエフェクタを連結している関節動作ジョイントであって、前記関節動作ジョイントは、前記シャフト組立体の前記長手方向軸から離れる方向に、前記エンドエフェクタを偏向させることを可能にするよう構成されている、関節動作ジョイントと、
を含み、前記関節動作ジョイントは、
(i)前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して前記エンドエフェクタの角度位置を選択的に係止するよう動作可能である係止組立体と、
(ii)前記係止組立体を選択的に係止解除するよう動作可能である係止解除特徴部と、
を含み、
前記シャフト組立体は更に、
(i)前記関節動作ジョイントで、前記エンドエフェクタの関節動作を選択的に駆動するよう動作可能な第1の可動部材と、
(ii)前記係止解除特徴部を選択的に駆動するよう動作可能な第2の可動部材と、
を含み、前記第2の可動部材は、前記第1の可動部材に対して独立に可動である、装置。
(2) 前記係止組立体が、
(A)前記エンドエフェクタに一体的に固定された第1の係止部材であって、これにより前記第1の係止部材が、前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して前記エンドエフェクタと共に動くよう構成されている、第1の係止部材と、
(B)前記第1の係止部材と選択的に係合するよう動作可能な第2の係止部材であって、これにより、前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して前記エンドエフェクタの角度位置を選択的に係止する、第2の係止部材と、
を含む、実施態様1に記載の装置。
(3) 前記係止解除特徴部が、前記第2の係止部材を前記第1の係止部材から選択的に外すよう動作可能である、実施態様2に記載の装置。
(4) 前記係止解除特徴部が、第1の軸を中心に回転するよう動作可能であり、これにより前記第2の係止部材を前記第1の係止部材から選択的に外す、実施態様3に記載の装置。
(5) 前記第1の軸が、前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して垂直である、実施態様4に記載の装置。
(6) 前記関節動作ジョイントが、前記エンドエフェクタを第2の軸を中心に枢動可能にするよう構成され、これにより、前記シャフト組立体の前記長手方向軸から離れる方向に、該エンドエフェクタを偏向させることを可能にする、実施態様4に記載の装置。
(7) 前記第1の軸及び前記第2の軸が、互いに同一の広がりをもつ、実施態様6に記載の装置。
(8) 前記第2の係止部材が、長手方向経路に沿って並進運動するよう構成されて、前記第1の係止部材と選択的に係合する、実施態様2に記載の装置。
(9) 前記第2の係止部材の前記長手方向経路が、前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して平行である、実施態様8に記載の装置。
(10) 前記第2の係止部材が、横断方向経路に沿って並進運動するよう構成されて、前記第1の係止部材と選択的に係合する、実施態様2に記載の装置。
(11) 前記第2の係止部材の前記横断方向経路が、前記シャフト組立体の前記長手方向軸を横断する、実施態様10に記載の装置。
(12) 前記第1の可動部材が、長手方向経路に沿って移動可能である、実施態様1に記載の装置。
(13) 前記第2の可動部材が、長手方向経路に沿って移動可能である、実施態様1に記載の装置。
(14) 前記係止解除特徴部が、一組の歯を含み、前記歯が三角形形状又は正方形形状のいずれかを有する、実施態様1に記載の装置。
(15) 前記係止解除特徴部が、前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して平行になっている中心軸を中心にして非対称的である、実施態様1に記載の装置。
(16) 前記係止解除特徴部が、π字形形状を有する、実施態様1に記載の装置。
(17) 前記係止解除特徴部が、一連の稜線及び谷間を画定する斜め向きの波状表面を有し、前記稜線は前記係止組立体の係止をもたらすよう動作可能であり、前記谷間は前記係止組立体の係止解除をもたらすよう動作可能である、実施態様1に記載の装置。
(18) 前記エンドエフェクタが、ステープルを組織内へと駆動するよう動作可能なステープル留め組立体を含む、実施態様1に記載の装置。
(19) 装置であって、
(a)本体と、
(b)前記本体から遠位に延在しているシャフト組立体であって、前記シャフト組立体が長手方向軸を画定し、前記シャフト組立体が遠位端を有する、シャフト組立体と、
(c)組織を操作するように動作可能である、エンドエフェクタと、
(d)前記シャフト組立体の前記遠位端と前記エンドエフェクタを連結している関節動作ジョイントであって、前記関節動作ジョイントは、前記シャフト組立体の前記長手方向軸から離れる方向に、前記エンドエフェクタを偏向させることを可能にするよう構成されている、関節動作ジョイントと、
を含み、前記関節動作ジョイントは、
(i)前記エンドエフェクタに一体的に固定された第1の係止部材であって、これにより前記第1の係止部材が、前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して前記エンドエフェクタと共に動くよう構成されている、第1の係止部材と、
(ii)前記第1の係止部材と選択的に係合するよう動作可能な第2の係止部材であって、これにより、前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して前記エンドエフェクタの角度位置を選択的に係止する、第2の係止部材と、
(iii)近位方向に延出する一対の突出部を有する枢動可能な本体を含む、枢動可能な係止解除特徴部と、
を含み、
前記突出部は、前記第2の係止部材の一部分を受容するよう構成された空間を画定し、これにより前記第2の係止部材と前記第1の係止部材との係合のためのクリアランスを提供し、
前記突出部は、前記枢動可能な本体の枢動運動に応じて、前記第2の係止部材を前記第1の係止部材から離れる方向に駆動し、これによって前記第2の係止部材を前記第1の係止部材から外すよう構成されている、装置。
(20) 装置であって、
(a)本体と、
(b)前記本体から遠位に延在しているシャフト組立体であって、前記シャフト組立体が長手方向軸を画定し、前記シャフト組立体が遠位端を有する、シャフト組立体と、
(c)組織を操作するように動作可能である、エンドエフェクタと、
(d)前記シャフト組立体の前記遠位端と前記エンドエフェクタを連結している関節動作ジョイントであって、前記関節動作ジョイントは、前記シャフト組立体の前記長手方向軸から離れる方向に、前記エンドエフェクタを偏向させることを可能にするよう構成されている、関節動作ジョイントと、
を含み、前記関節動作ジョイントは、
(i)前記エンドエフェクタに一体的に固定された第1の係止部材であって、これにより前記第1の係止部材が、前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して前記エンドエフェクタと共に動くよう構成されている、第1の係止部材と、
(ii)前記第1の係止部材と選択的に係合するよう、横断方向経路に沿って移動可能な第2の係止部材であって、これにより、前記シャフト組立体の前記長手方向軸に対して前記エンドエフェクタの角度位置を選択的に係止し、前記横断方向経路は、前記シャフト組立体の長手方向軸を横断する、第2の係止部材と、
(iii)前記横断方向経路に沿って前記第2の係止部材を駆動して、前記第2の係止部材を前記第1の係止部材から選択的に外すよう動作可能である、係止解除特徴部と、
を含む、装置。