JP4864372B2

JP4864372B2 - 電気的に作動する関節運動機構を含む外科器具

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Publication number: JP4864372B2
Application number: JP2005217069A
Authority: JP
Inventors: フレデリック・イー・シェルトン・ザ・フォース
Original assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Current assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: EP1621144B1; CA2514215A1; KR20060092840A; US20060025811A1; ATE470396T1; DE602005021728D1; BRPI0503037A; AU2005203218A1; EP1621144A2; US7857183B2; AU2005203218B2; EP1621144A3; MXPA05008045A; RU2005123973A; JP2006034978A; CA2514215C

Description

本願は、米国仮特許出願第６０／５９１，６９４号（名称「電気的に作動する関節機構を含む外科器具（SURGICAL INSTRUMENT INCORPORATING AN ELECTRICALLY ACTUATED ARTICULATION MECHANISM）」）の恩典を請求するものである。

本発明は、外科部位にエンドエフェクタ（例えば、エンドカッター、把持具、カッター、ステープラ、クリップアプライヤー、アクセス装置、薬物／遺伝子治療送達装置、並びに超音波、無線周波、及びレーザーなどを用いるエネルギー装置）を内視鏡的に挿入するのに適した外科器具に関し、詳細には関節運動シャフトを備えたこのような器具に関する。

内視鏡外科器具は、切開部が小さく術後の回復が早く合併症のリスクが低いため、従来の開放外科手術よりも好まれる傾向にある。従って、トロカールのカニューレを介して所望の外科部位に先端部のエンドエフェクタを正確に配置するのに適した一定の内視鏡外科器具が進歩した。このような先端部のエンドエフェクタは、様々な方法（例えば、エンドカッター、把持具、カッター、ステープラ、クリップアプライヤー、アクセス装置、薬物／遺伝子治療送達装置、及び超音波、無線周波、及びレーザーなどを用いるエネルギー装置）で組織にアクセスして診断したり治療効果を得ることができる。

エンドエフェクタの位置合わせはトロカールによって一定範囲に制限される。一般に、このような内視鏡外科器具は、医師が操作するハンドル部分とエンドエフェクタとの間に長いシャフトを有する。この長いシャフトにより、所望の深さに挿入して、その長軸を中心にエンドエフェクタを回動させ、ある程度の位置合わせが可能である。トロカールを慎重に配置して把持具を用いれば、例えば別のトロカールを介した位置合わせで十分な場合が多い。特許文献１に開示されているような外科用ステープル止め／切断器具が、挿入と回動によりエンドエフェクタを正確に配置できる内視鏡外科器具の一例である。

言及することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とする、２００３年５月２０日出願のシェルトン（Shelton）らによる最近の米国特許出願第１０／４４３，６１７号（名称「Ｅビーム発射機構を含む外科用ステープラ器具（SURGICAL STAPLING INSTRUMENT INCORPORATING AN E-BEAM FIRING MECHANISM）」）に、組織の切断及びステープル止め用の改良された「Ｅビーム」発射バーが開示されている。この器具に特有の利点は、たとえクランプした組織の量がステープル形成に最適な組織の量と多少異なっていたとしても、エンドエフェクタ、つまりステープル止め組立体のジョーとジョーの間の空間を確実に維持できることである。更に、Ｅビーム発射バーが、複数の有利なロックアウトを含むことができるようにエンドエフェクタ及びステープルカートリッジに係合する。

操作方法によるが、内視鏡外科器具のエンドエフェクタの位置合わせを更に調節できるようにするのが望ましいであろう。特に、器具のシャフトの長軸の横断方向に対してエンドエフェクタを向き合わせできるのが望ましい場合が多い。器具のシャフトに対するエンドエフェクタの横断方向の移動は、従来より「関節運動」と呼ばれている。この関節運動は通常、ステープル止め組立体のすぐ基端側のシャフト延長部に設けられたピボット（または関節運動）接合部によって達成される。これにより、外科医が、より良くステープルラインの外科的に配置するため及び容易な組織の操作及び向き合わせのために、ステープル止め組立体を遠隔的に左右何れかの方向に関節運動させることができる。この関節運動位置合わせにより、外科医は、例えば臓器の後側などの位置の組織に容易に係合させることができる。加えて、関節運動位置合わせにより、内視鏡を器具のシャフトに妨害されずにエンドエフェクタの後側に有利に配置することができる。

外科用ステープル止め／切断器具の関節運動の方法は、関節運動の制御と組織をクランプするためのエンドエフェクタの開閉及びエンドエフェクタの動作（すなわち、ステープル止めと切断）の全てを内視鏡器具の小さな直径の制限の中で行わなければならないため複雑である。一般に、３つの制御運動全てが、長手方向の運動としてシャフトを介して伝達される。例えば、特許文献２に、アコーディオンのような関節運動機構（フレックスネック）が開示されている。この関節運動機構は、実施シャフトを介して、２つの連結ロッドの一方を選択的に引き戻して関節運動させることができる。各連結ロッドは、シャフトの中心線に対して両側にそれぞれずれている。この連結ロッドは、ラチェット式に一連の個々の位置に移動できる。

特許文献３に、関節運動機構の長手方向の制御の別の例が開示されている。この機構は、カム動作ピボットからずれた関節運動リンクを含み、この関節運動リンクを長手方向に押したり引いたりして所望の側に関節運動を行うことができる。同様に、特許文献４に、関節運動のためにシャフトを通過する同様のロッドが開示されている。

言及することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とする、同時係属中の自己のフレデリックＥ．シェルトン４世（Frederick E. Shelton IV）らによる米国特許出願第１０／６１５，９７３号（名称「長軸を中心とした回動を利用する関節運動機構を含む外科器具（SURGICAL INSTRUMENT INCORPORATING AN ARCTICULATION MECHANISM HAVING ROTATION ABOUT THE LONGITUDINAL AXIS）」）では、長手方向の運動の代わりに回動運動を利用して関節運動を伝達する。

このような機械的に伝達される関節運動により内視鏡外科用ステープル止め／切断器具の関節運動が可能となったが、市販するには様々な問題や障害がある。デザインの問題として、複数の運動（例えば、閉止、発射、関節運動、及び回動など）のために十分な強度を維持しながら、外科用開口の大きさを小さくするためにシャフトの直径を可能な限り小さくしなければならないことがある。

加えて、断面の大きさを小さくすることが望ましいが、エンドエフェクタに追加の機能を付与したいという要望がある。例えば、このような追加の機能の１つは、ステープル部位にバットレスを配置することである。バットレスは、アンビル上及びカートリッジ上に配置される一対の薄いフォームまたは布ストリップであり、貫通される組織の一側にステープルで止められる。バットレスは、極端に薄いまたは厚い組織に対して、ステープルラインに構造的完全性を付与する。他の望ましい特徴は、エンドエフェクタが不適切に閉じた場合、ステープルカートリッジが空の場合、またはカートリッジがない場合に発射動作を防止するための別の機能強化や、エンドエフェクタにエネルギーや流体を送達して治療または診断する機能などである。器具のシャフト内に十分な空間を設けてこのような追加の機能を可能にすることで、エンドエフェクタの関節運動の改良に目が向けられるようになる。
米国特許第５，４６５，８９５号明細書米国特許第５，６７３，８４０号明細書米国特許第５，８６５，３６１号明細書米国特許第５，７９７，５３７号明細書

従って、関節運動外科器具のシャフト内を通る機械的機構が少なくて済む関節運動機構を含む関節運動外科器具が強く要望されている。

本発明は、従来技術の上記した欠点または他の欠点を解消するために、ハンドルとエンドエフェクタとの間に取り付けられた関節運動するシャフトを備えた外科器具を提供する。シャフトの関節運動接合部に配置された電気活性ポリマー（ＥＡＰ）アクチュエータが、シャフト内を伝達される電気信号に応答して関節運動を行う。従って、遠隔的に制御可能に作動させることができてなお、直径が小さい有利なシャフトを達成することができる。

本発明の一態様では、外科器具は、エンドエフェクタと細長いシャフトの先端部との間に取り付けられた関節運動接合部を含む。電気アクチュエータが配置され、細長いシャフトの基端側に取り付けられたハンドルで遠隔的に生成された電気信号に応答して関節運動接合部を作動させることができる。

本発明の別の態様では、外科器具は、フレーム組立体、及び取り囲んで長手方向にスライド可能に受容する閉止スリーブ組立体を有する細長いシャフトを含む。ステープル止め組立体が、細長い溝、その細長い溝に係合したステープルカートリッジ、及びステープルカートリッジにステープル形成面を提供する細長い溝に回動可能に取り付けられたアンビルを含む。関節運動接合部はフレーム組立体に形成されている。具体的には、先端フレーム部分が細長い溝に取り付けられ、基端フレーム部分が、その先端フレーム部分に回動可能に取り付けられている。細長いシャフトの基端部に取り付けられたハンドルが、電気信号を細長いシャフトを介して関節運動接合部に連結された電気活性ポリマーアクチュエータに選択的に送り、その関節運動接合部がその電気信号に応答してステープル止め組立体を関節運動させる。従って、外科用ステープル止め／切断器具は、所望の角度から組織に到達することができる。

本発明のこれら及び他の目的及び利点は、添付の図面及び以下の説明から明らかになるであろう。

関節運動外科器具のシャフト内を通す機械的機構が少なくて済む関節運動機構を備えた関節運動外科器具が提供される。

本明細書に含まる本明細書の一部を成す添付の図面は、本発明の実施形態を例示するものであり、これを参照しながら本発明の概要及び実施形態の詳細な説明を読めば、本発明をより良く理解できるであろう。

ＥＡＰ作動フレックスネック関節運動接合部を備えた外科器具
図１に示されているように、外科器具１２００が、ＥＡＰ作動関節運動接合部１２０２を有利に含む。このＥＡＰ作動関節運動接合部１２０２は、ハンドル１２０８からエンドエフェクタ１２１０に閉止運動と発射運動を別々に伝達する細長いシャフト１２０６の関節運動フレーム組立体１２０４と一体である。エンドエフェクタ１２１０は、ステープル止め組立体１２１２として示され、交換可能なステープルカートリッジ１２１８を保持する細長い溝１２１６に対して回動可能に取り付けられた閉止可能なアンビル１２１４を有する。ハンドル１２０８は、ピストルグリップ１２２２に向かって基端側に引いてアンビル１２１４を閉止することができる閉止トリガー１２２０を含む。閉止スリーブ組立体１２２３または他の閉止手段（例えば、ＥＡＰ作動アンビル及び長手方向に内部を移動する部材など）（不図示）がアンビル閉止構造１２２４に作用して、アンビル１２１４を開閉できることを理解されたい。アンビルが閉じて組織をクランプしたら、より先端側の発射トリガー１２２６をピストルグリップ１２２２に向かって引いて発射部材１２２８を発射し、発射部材１２２８を細長いシャフト１２０６を長手方向先端側に移動させ、組織の切断及び切断した端部のステープル止めを行うことができる。発射トリガー１２２６を解放したら、閉止トリガー１２２０を僅かに押すと同時に閉止解除ボタン１２３０を押して、クランプ構成要素を解放し、閉止トリガー１２２０を解放してアンビル１２１４を開け、ステープル止めされた切断組織を解放することができる。回動ノブ１２３２により、細長いシャフト１２０６の長軸を中心に選択的に回動させることができる。

関節運動フレーム組立体１２０４は、基端側がハンドル１２０８に回動可能に取り付けられ、そして先端側が関節運動フレームグランド１２４２に取り付けられた基端フレームグランド１２４０を含む。関節運動フレームグランド１２４２は、エンドエフェクタ１２１０を支持する先端フレームグランド１２４４に取り付けられている。ハンドル１２０８の関節運動制御部１２４６により、関節運動フレームグランド１２４２の関節運動の選択を有利に行うことができる。具体的には、図１Ａに示されているように関節運動制御部１２４６によって左側への関節運動が選択されると、関節運動フレームグランド１２４２に対して適切な電気信号が送信される。関節運動制御部１２４６が、関節運動フレームグランド１２４２のための関節運動固定の手動及び／または自動の係合解除を有利に含むことができることを理解されたい。

ハンドル
図１に示されているステープル止め組立体１２では、２つの異なった運動をシャフト１２０６を介してシャフトフレーム（図１には示されていないが図７に詳細に示されている）に長手方向に伝達し、組織をクランプし、ステープル止めし、組織を切断することができる。このシャフトフレーム組立体は、基端側がハンドル１４に取り付けられ、回動ノブ３０と共に回動できるよう結合されている。図１の外科用ステープル止め／切断器具１０に用いられるマルチストロークハンドル１４の例が、スウェイズ（Swayze）及びシェルトン（Shelton）による同時係属中の自己の米国特許出願第１０／６７４，０２６号（名称「マルチストローク発射位置表示器及び引き戻し機構を含む外科用ステープル止め器具（SURGICAL STAPLING INSTRUMENT INCORPORATING A MULTISTROKE FIRING POSITION INDICATOR AND RETRACTION MECHANISM）」、及びケビン・ドール（Kevin Doll）、ジェフリーＳ．スウェイズ（Jeffrey S. Swayze）、フレデリックＥ．シェルトン４世（Frederick E. Shelton IV）、ダグラス・ホフマン（Douglas Hoffman）、及びマイケル・セッツァー（Michael Setser）による２００５年２月７日出願の米国特許出願第１１／０５２，６３２号（名称「発射運動の引き戻しが自動で終了するマルチストローク発射機構を含む外科用ステープル止め器具（SURGICAL STAPLING INSTRUMENT INCORPORATING A MULTI-STROKE FIRING MECHANISM WITH AUTOMATIC END OF FIRING TRAVEL RETRACTION）」に開示されている。これらの特許文献には、様々な別の特徴や形態が示されており、言及することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とする。

マルチストロークハンドル１４は長い距離に亘って発射の力が大きく、本発明に従った適用例に有用であるが、このような適用例は、言及することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とするフレデリックＥ．シェルトン４世（Frederick E. Shelton IV）、マイケルＥ．セッツァー（Michael E. Setser）、及びブライアンＪ．ヘムメルガン（Brian J. Hemmelgarn）による同時係属中の自己の米国特許出願第１０／４４１，６３２号（名称「閉止システムと発射システムを別々に有する外科用ステープル止め器具（SURGICAL STAPLING INSTRUMENT HAVING SEPARATE DISTINCT CLOSING AND FIRING SYSTEMS）」に開示されているような発射シングルストロークを含むこともできる。

電気活性ポリマー
電気活性ポリマー（ＥＡＰｓ）は、電圧が加えられると形状が変化する導電物質がドープされた一連のポリマーである。要するに、この導電ポリマーを、一定の形態のイオン流体またはゲル及び電極と組み合わせることができる。電圧を加えると、この流体／ゲルからのイオンが導電ポリマーに対して流入または流出し、このイオンの流れによりポリマーの形状が変化する。加える電圧は、使用するポリマー及びイオン流体によって１Ｖ〜４ｋＶの範囲である。電圧が加えられると、ある種のＥＡＰｓは収縮し、別のＥＡＰｓは膨張する。ＥＡＰｓをばねや可撓性プレートなどの機械手段に組み合わせて、電圧を加えた際のこれらの効果を変更することができる。

電気活性ポリマーには、２つの基本タイプがあり、それぞれのタイプに複数の構造がある。この２つのタイプは、ファイバーバンドル型と積層型である。ファイバーバンドルは、約３０μｍ〜５０μｍのファイバーからなる。これらのファイバーは、織物と全く同様にバンドルに織ることができ、このためＥＡＰヤーンと呼ばれることが多い。このタイプのＥＡＰは電圧が加えられると収縮する。電極は通常、中心のワイヤコア及び導電性の外側シースであり、この外側シースは、ファイバーバンドルを取り囲むイオン流体を受容することができる。市販されているファイバーＥＡＰ材料は、言及することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とする米国特許出願第６，６６７，８２５号に開示されており、サンタフェ・サイエンス・アンド・テクノロジー（Santa Fe Science and Technology）によって製造され、ＰＡＮＩＯＮ（商標）ファイバーとして販売されている。

他方のタイプの積層構造は、一層のＥＡＰポリマーと、一層のイオンゲルと、このラミネートの何れかの側に取り付けられる２つの可撓性プレートからなる。電圧が加えられると、正方形のラミネートプレートが一方向に膨張し、その方向と垂直の方向に収縮する。市販のラミネート（プレート）ＥＡＰ材料は、例えば、ＳＲＩラボラトリーズ（SRI Laboratories）の別会社であるアーティフィシャル・マッスル社（Artificial Muscle Inc）が製造している。プレートＥＡＰ材料はまた、日本のＥＡＭＥＸが販売しており、薄膜ＥＡＰと呼ばれている。

ＥＡＰｓはエネルギーが加えられると、単に一方向に膨張し、その逆方向に収縮するだけで、容積は変化しないことを理解されたい。ラミネート型は、一側が補強構造に用いられ、他側がピストンのように用いられる基本形態に形成することができる。ラミネート型は可撓性プレートの何れかの側に接着することもできる。可撓性プレートＥＡＰの一側にエネルギーが加えられると、この一側が膨張してプレートが反対方向に曲がる。これにより、エネルギーを加えられる側を選択してプレートを所望の方向に曲げることができる。

ＥＡＰアクチュエータは通常、互いに協働する複数の層、またはファイバーバンドルからなる。ＥＡＰの機械的構造により、ＥＡＰアクチュエータ及びその運動性が決まる。ＥＡＰは、１つの中心電極を覆う細長いストランドに形成することができる。可撓性外側スリーブが、アクチュエータ用の別の電極を形成し、装置の動作に必要なイオン流体を含むことができる。この構造では、電極に電界が加えられると、ＥＡＰのストランドが収縮する。このようなＥＡＰアクチュエータの構造はファイバーＥＡＰアクチュエータと呼ばれる。同様に、ラミネート構造は、単に積層したり、また可撓性プレートの一側の複数の層に配置して性能を上げることができる。一般的なファイバー構造は、有効伸び率が２％〜４％であり、一般的なラミネート構造は、相当高い電圧の使用により２０％〜３０％の伸び率を有する。

図２に示されているように、ラミネートＥＡＰ複合材１００は、プレート陽極層１０２、この陽極層１０２に取り付けられたＥＡＰ層１０４、このＥＡＰ層１０４に取り付けられたイオンセル層１０６、及びこのイオンセル層１０６に取り付けられたプレート陰極層１０８からなる。図３に示されているように、５つのラミネートＥＡＰ複合材１００が、間の接着層１１０によって積層構造に接着され、ＥＡＰプレートアクチュエータ１２０が形成されている。所望の方向に曲げるように選択的できる対向したＥＡＰアクチュエータ１２０を形成できることを理解されたい。

図４‐図５に示されているように、収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ１４０が、細長い円柱キャビティ１４６を経て絶縁ポリマー基端エンドキャップ１４４を通る長手方向のプラチナ陰極ワイヤ１４２を含む。円柱キャビティ１４６は、陽極として機能するように導電物質がドープされたプラスチック円柱壁１４８内に形成されている。プラチナ陰極ワイヤ１４２の先端部は、絶縁ポリマー先端キャップ１５０内に埋め込まれている。複数の収縮ポリマーファイバー１５２が、陰極ワイヤ１４２を囲むように平行に配置され、これらの端部がそれぞれのエンドキャップ１４４及び１５０内に埋め込まれている。プラスチック円柱壁１４８の両端は、収縮ポリマーファイバー１５２と陰極ワイヤ１４２の間の空間を満たすイオン流体またはゲル１５４を密閉して円柱キャビティ１４６を取り囲むようにそれぞれのエンドキャップ１４４及び１５０に取り付けられている。プラスチック円柱壁（陽極）１４８及び陰極ワイヤ１４２に電圧が加えられると、イオン流体が収縮ポリマーファイバー１５２内に進入し、これによりそれらの外径が膨張すると共に長さが収縮し、エンドキャップ１４４と１５０が互いに近づく。

ＥＡＰ作動関節運動接合部
図６‐図７に示されているように、外科用切断／ステープル止め器具２００が、細長いシャフト２０４に形成されたＥＡＰ作動関節運動接合部２０２をエンドエフェクタの基端側に有する。このエンドエフェクタは、細長いシャフト２０４によって長手方向に伝達される別々の閉止運動及び発射運動に有利に応答する外科用ステープル止め／切断組立体１２として例示されている。ＥＡＰ作動関節運動接合部２０２は、ステープル止め組立体１２に関節運動に所望の臨床的柔軟性を有利に付与する。

図６‐図８に例示されている形態では、ＥＡＰ作動関節運動接合部２０２、具体的には可撓性の閉止／回動フレーム関節運動接合部２１０が、図６に示されているように、可撓性閉止チューブ２１８によって連結された先端閉止リング２１６と基端閉止チューブ２１４を有する可撓性閉止スリーブ組立体２１２を含む。可撓性閉止チューブ２１８に形成された長手方向に列を成す左右の垂直スリット２２０及び２２２により、曲げる程度にかかわらず上部の長手方向のバンド２２４及び下部長手方向バンド（不図示）の長手方向の閉止運動の伝達を妨げずに、左右に曲がって関節運動することができる。具体的には、先端閉止リング２１６の上部が、アンビル２２のアンビル閉止構造２２８に係合する馬蹄開口２２６を含む。図７及び図８に示されているように、アンビル２２は、その基端部に横方向に延出した回動ピン２３０を含む。この回動ピン２３０は、細長い溝１８の基端部近傍に形成された回動開口２３２に回動可能に係合する。従って、これよりもやや先端側のアンビル閉止構造２２８により、可撓性閉止スリーブ組立体２１２が先端側に移動するとアンビルが閉止し、基端側に移動するとアンビルが開く。可撓性閉止チューブ２１８は、長手方向に列を成す左右の垂直スリット２２０及び２２２の長さに沿って曲がることができるため、関節運動する可撓性の閉止／回動フレーム関節接合部２１０の横方向に可撓性のフレーム組立体２３４を覆って受容することができる。

図６‐図８に示されているように、横方向に可撓性のフレーム組立体２３４は、基端フレームグランド２３６を含む。基端フレームグランド２３６は、可撓性フレーム部材２４０の基端部の上部キータブ２３９に係合する上部スロット２３８を備えた先端側に開口した円柱端部２３７を含む。可撓性フレーム部材２４０の先端部は、先端フレームグランド２５０の基端側に開口した円柱端部２４３の上部スロット２４２内に受容される先端側に延出した上部キータブ２４１を有する。可撓性フレーム部材２４０の左右の垂直スロット２４４及び２４５に導入されたＥＡＰアクチュエータ２４５により、可撓性フレーム組立体２３４を関節運動させることができる。

図８に示されているように、細長いシャフト１６及びステープル止め組立体１２によって形成された外科器具２００の実施部分２６０が、基端フレームグランド２１８、可撓性閉止／回動フレーム関節運動接合部２１０、及び先端フレームグランド２５０の発射スロット２７２内を長手方向に移動してステープル止め組立体１２内に至る発射バー２７０を含む。先端フレームグランド２５０の上部に形成された先端及び基端矩形開口２７４及び２７６がそれらの間に、クリップばね２８２の上部アーム２８０を受容するクリップバー２７８を画定している。クリップばね２８２の下方先端側に延びたアーム２８４により、発射運動の際に空または欠落したカートリッジロックアウト部分に対応して発射バー２７０の上部に沿って隆起した部分２８６が確実に押し下げらされる。

特に図８を参照すると、発射バー２７０の先端側に延出した端部が、ステープルカートリッジ２０からアンビル２２を離間させ、組織を切断し、そしてステープルカートリッジ２０を作動させるためのＥビーム２８８に取り付けられている。このステープルカートリッジ２０は、上方に開口したステープル開口２９４内のステープルドライバ２９２に位置する複数のステープルを保持する成形カートリッジ本体２９０を含む。ウェッジスレッド２９６が、交換可能なステープルカートリッジ２０の様々な構成要素を保持するカートリッジトレイ２９８の上をスライドする時にＥビーム２８８によって先端側に移動する。ウェッジスレッド２９６は、ステープルドライバ２９２を上方にカム動作させてステープルを押し出し、これによりステープルがアンビル２２に接触して変形する。この時、Ｅビーム２８８の切断面３００がクランプされた組織を切断する。発射動作の際にＥビーム２８８の上部ピン３０２がアンビル２２に係合し、中間ピン３０４及び下部脚３０６により、細長い溝１８に形成された長手方向のスロット３０８の上面及び下面がそれぞれ、カートリッジトレイ２９８の対応する長手方向の開口３１０及びカートリッジ本体２９０の後部が開口した垂直スロット３１２に係合することを理解されたい。次いで、発射バー２７０が基端側に引き戻され、これによりＥビーム２８８も引き戻され、アンビル２２が開いて２つのステープルで止められた切断組織部分（不図示）が解放される。

ステープル止め組立体１２は、言及することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とする２００４年９月３０日出願のフレデリックＥ．シェルトン４世（Frederick E. Shelton IV）らによる同時係属中の自己の米国特許出願第１０／９５５，０４２号（名称「ツーピースのビーム発射機構を含む関節運動外科用ステープル止め器具（ARTICULATING SURGICAL STAPLING INSTRUMENT INCORPORATING A TWO-PIECE E-BEAM FIRING MECHANISM）」）に詳細に開示されている。

図９‐図１２に示されているように、可撓性フレーム組立体２３４の代替として、関節運動フレームグランド１２４２は、左右のＥＡＰプレートアクチュエータ１３０２及び１３０４を用いたＥＡＰ作動システム１３００を含む。ＥＡＰプレートアクチュエータ１３０２及び１３０４は、概ね円柱状の弾性フレーム本体１３１０のそれぞれの横側の左右の矩形アクチュエータ凹部１３０６及び１３０８（図１１及び図１２）を通過している。矩形ナイフスロット１３１２が、発射部材１２２８の先端部分である発射バー１３１４を案内するために、左右の矩形アクチュエータ凹部１３０６と１３０８との間に整合して弾性フレーム本体１３１０に形成されている。

弾性フレーム本体１３１０の連続した上部及び下部長手方向バンド１３２０（図９及び図１０）が、関節運動フレームグランド１２４２が真直または曲がっている時の発射バー１３１４の長手方向の移動距離を維持する。弾性フレーム本体１３１０は、その長軸方向に沿って著しく圧縮されない均一な材料から有利に形成されている。長手方向に整合した左右の複数の垂直凹部１３２２及び１３２４がそれぞれ、左右のＥＡＰアクチュエータ凹部１３０６及び１３０８に交差している。それぞれの垂直凹部１３２２及び１３２４は、弾性フレーム本体１３１０の上部から底部まで貫通している矩形貫通孔１３２６を含む。この矩形貫通孔１３２６は、矩形ナイフスロット１３１２と左右の矩形アクチュエータ凹部１３０６及び１３０８の対応する一方との両方に対して横方向にずれて平行に位置する。矩形貫通孔１３２６はそれぞれ、細い横ギャップ１３２８に横方向に連通している。近接する垂直凹部１３２２及び１３２４は、それらの間に細い内部壁１３３２及び厚い湾曲した外側スライス１３３４を有するリブ１３３０を画定している。細い内部壁１３３２により、連続した上部及び下部長手方向バンド１３２０を横方向に曲げることができる。外側スライス１３３４はそれぞれ、ＥＡＰプレートアクチュエータ１３０２及び１３０４の対応する一方を支持し、ＥＡＰプレートアクチュエータ１３０２及び１３０４の一方または両方が作動して選択した方向に曲がって細い横ギャップ１３２８が完全につぶれる前に、その方向で達成できる関節運動の程度を制限する。例えば、図１０では、左ＥＡＰプレートアクチュエータ１３０２が作動して左側に曲がり、右ＥＡＰプレートアクチュエータ１３０４がこれに対応して伸長している。左右のＥＡＰプレートアクチュエータ１３０２及び１３０４を電気的に作動させて交互に収縮及び膨張させ、左右の矩形アクチュエータ凹部１３０６及び１３０８内でそれぞれを引張るまたは押すことができることを理解されたい。

図１１及び図１２に示されているように、関節運動フレームグランド１２４２は、左側または右側に関節運動した状態の弾性フレーム本体１３１０を選択的に保持するＥＡＰ関節運動固定機構１３５０を有利に含む。そのため、左固定通路１３５２が、矩形貫通孔１３２６の最も左側の外側部分に近接して、その左側の複数の矩形貫通孔１３２６を貫通するように形成されており、これにより左側のリッジ付きＥＡＰ固定ストリップ１３５４をその通路内に配置することができる。同様に、右固定通路１３５６が、右側の複数の矩形貫通孔１３２６の最も右側の外側部分に近接してそれらの貫通孔１３２６を貫通するように形成されており、これにより右側のリッジ付きＥＡＰ固定ストリップ１３５８をその通路内に配置することができる。複数の垂直固定リッジ１３６２が、左右両方のリッジ付きＥＡＰ固定ストリップ１３５４及び１３５８のそれぞれの最も外側の面１３６０に沿って形成されており、リブ１３３０の形状と協働して所望の関節運動の程度で固定するように長手方向に離間し、それに適した大きさを有する。具体的には、可撓性フレームグランド１２４２が、リッジ付きＥＡＰ固定ストリップ１３５４及び１３５８のそれぞれの反対側に向かって関節運動すると、図１１に示されているように左側に関節運動した場合は、右側のリブ１３３０が互いに離れる方向に弧状になる。リブ１３３０が固定に十分な距離離間すると、（すなわち、垂直固定リッジ１３６２の長手方向の幅よりも広く離間すると）、右リッジ付きＥＡＰ固定ストリップ１３５８が外側に向かって付勢され、そのリッジ１３６２が、近接するリブ１３３０の厚い湾曲した外側スライス１３３４間に進入する。右リッジ付きＥＡＰ固定ストリップ１３５８が作動して収縮すると、右リッジ付きＥＡＰ固定ストリップ１３５８の固定が解除される。図１２に示されているように、矩形ナイフスロット１３１２の上方及び下方をそれぞれ横方向に通る上下のガイドピン１３７０及び１３７２が横方向の整合を維持する。

図１３では、関節運動フレームグランド１２４２は、左右の複数のＥＡＰリブスプレッダープレートアクチュエータ１４０２を用いるＥＡＰ動作システム１４００を含む。ＥＡＰリブスプレッダープレートアクチュエータ１４０２はそれぞれ、弾性フレーム本体１４０８の対になって対向した先端側及び基端側が開口した矩形凹部の間に位置する。対になって対向した先端側及び基端側が開口した矩形アクチュエータ凹部１４０４及び１４０６はそれぞれ、横方向に画定されたリブ１４１０の近接した対（基端側／先端側）に形成されている。それぞれのリブ１４１０は、その高さに沿って横方向外側に開口した垂直スロット１４１２を含み、それよりも内側に形成された広い矩形貫通孔１４１４が外側に細くなって外側垂直スロット１４１６を成している。従って、それぞれのリブ１４１０は、上部と下部の長手方向連続バンド１４２０を連結する薄い内壁１４１８を含む。矩形ナイフスロット１４２２が、長手方向の中心線に沿って横方向に形成されている。上記したように、左右のリッジ付きＥＡＰ固定ストリップ１３５４及び１３５８が、関節運動フレームグランド１２４２の膨張した側で拡張した湾曲形状に有利に広がり、横方向ガイドピン１３７０によって長手方向の整合が維持される。

図１４及び図１５では、関節運動フレームグランド１２４２は、弾性フレーム本体１５０２の中に別の代替のＥＡＰ作動システム１５００を含む。ＥＡＰ作動システム１５００は、対応する左右の複数の横方向のリブ１５１０を通過する左右の垂直スタック１５０６及び１５０８に配置され長手方向に整合したＥＡＰファイバーアクチュエータ１５０４を含む。リブ１５１０はそれぞれ、上下の連続した長手方向バンド１５１４を横方向に曲げ易いようにこれらのバンド１５１４を連結する薄い内側垂直壁１５１２を有する。それぞれのリブ１５１０は、厚い外側スライス１５１６まで横方向に延びている。この厚い外側スライス１５１６は、その方向の関節運動を制限する寸法を有している。それぞれの厚い外側スライス１５１６は、ＥＡＰファイバーアクチュエータ１５０４を通すことができるように垂直方向に整合した長手方向貫通孔１５１８を含む。先端及び基端横カバー１５２０及び１５２２が、ＥＡＰファイバーアクチュエータ１５０４のそれぞれの端部を覆うべくリブ１５１０に長手方向に隣接して位置されている。横方向の中心に位置するナイフスロット１５２４が、発射バー１３１４のために弾性フレーム本体１５０２に形成されている。ＥＡＰファイバーアクチュエータ１５０４の選択した垂直スタック１５０６または１５０８を収縮させると、その方向に関節運動し、作動していない垂直スタック１５０６または１５０８はその収縮に応答して受動的に伸長する。

発射バーのためのＥＡＰ支持プレート
図１６に示されているように、外科器具２００２の関節運動接合部２０００が、関節運動した時にひっかかり及び座屈を最小限にするために発射バー２００８を横方向に支持する一対のＥＡＰ支持プレート２００４及び２００６を含む。支持プレート２００４及び２００６はそれぞれ、横方向に拡張端部２０１２及び真直端部２０１８を含む構造部材２０１０（例えば、硬質ポリマーや金属）を含む。拡張端部２０１２は、第１のフレームグランド２０１６の対応する大きさの凹部２０１４内に保持され、真直端部２０１８は、第２のフレームグランド２０２０内にスライド可能に受容される。長手方向に膨張するＥＡＰラミネート２０２２が、支持プレート２００４及び２００６のそれぞれの内面を覆っている。

図１７に示されているように、関節運動接合部２０００が一側に関節運動すると、発射バー２００８が関節運動した長手方向の軸２０２４を超えて支持プレート２００６に接触する。支持プレートによる横方向の支持により、発射バー２００８が関節運動接合部２０００から逸脱するのが防止され、かつ／または関節運動に必要な力が小さいより柔軟な発射バー２００８の製造が可能になる。加えて、それぞれの支持プレート２００４及び２００６上のＥＡＰラミネート２０２２を必要に応じて作動させ、その両方の曲がり具合を制御し、発射バー２００８のために両プレート間の所望の空間を維持することができる。真直端部２０１８が第２のフレームグランド部分２０２０内にスライドして、外側支持プレート２００６に比べて必要な移動距離が小さい内側支持プレート２００４に対処する。ＥＡＰラミネート２０２２は更に、発射バー２００８の横方向のガイドに役立つクッション及び低い表面摩擦特性を提供することができる。

図１８に示されているように、外科器具２１０２の代替の関節運動接合部２１００が、関節運動した時にひっかかり及び座屈を最小限にするために発射バー２１０８を横方向に支持する一対のＥＡＰ支持プレート２１０４及び２１０６を含む。支持プレート２１０４及び２１０６はそれぞれ、横方向に拡張端部２１１２及び真直端部２１１８を含む構造部材２１１０（例えば、硬質ポリマーや金属）を含む。拡張端部２１１２は、第１のフレームグランド２１１６の対応する大きさの凹部２１１４内に保持され、真直端部２１１８は第２のフレームグランド２１２０内にスライド可能に受容される。長手方向に膨張するＥＡＰラミネート２１２２が、支持プレート２１０４及び２１０６のそれぞれの外面を覆っている。関節運動接合部２１００が一側に関節運動すると、発射バー２１０８が関節運動した長手方向の軸２１２４を超えて支持プレート２１０６に接触する。支持プレートによる横方向の支持により、発射バー２１０８が関節運動接合部２１００から逸脱するのが防止され、かつ／または関節運動に必要な力が小さいより柔軟な発射バー２１０８の製造が可能になる。加えて、各支持プレート２１０４および２１０６のＥＡＰラミネート２１２２を必要に応じて作動させ、その両方の曲がり具合を制御し、発射バー２１０８のために両プレート間の所望の空間を維持することができる。真直端部２１１８が第２のフレームグランド部分２１２０内をスライドして、外側支持プレート２１０６よりも短い移動距離の内側支持プレート２１０４に対処する。ＥＡＰラミネート２１２２を発射バー２１０８に接触しないように離して配置することにより、ＥＡＰラミネート２１２２の磨耗を軽減できるなどの利点を得ることができる。

図１９に示されているように、外科器具２２０２の別の代替の関節運動接合部２２００が、関節運動した時にひっかかり及び座屈を最小限にするために発射バー２２０８を横方向に支持する一対のＥＡＰ支持プレート２２０４及び２２０６を含む。支持プレート２２０４及び２２０６はそれぞれ、第１の外側に湾曲する端部２２１２及び第２の外側に湾曲する端部２２１８を含む構造部材２２１０（例えば、金属など）を含む。第１の端部２２１２は、第１のフレームグランド２２１６の第１の内側に開口した凹部２２１４内に拘束されて長手方向に自由に移動でき、第２の端部２２１８は、第２のフレームグランド２２２２の第２の内側に開口した凹部２２２０内に拘束されて長手方向に自由に移動できる。長手方向に膨張するＥＡＰラミネート２２２４が、それぞれの支持プレート２２０４及び２２０６の内面を覆っている。

図２０に示されているように、外科器具２３０２の更に別の代替の関節運動接合部２３００が、関節運動した時にひっかかり及び座屈を最小限にするために発射バー２３０８を横方向に支持する一対のＥＡＰ支持プレート２３０４及び２３０６を含む。支持プレート２３０４及び２３０６はそれぞれ、第１の外側に湾曲する端部２３１２及び第２の外側に湾曲する端部２３１８を含む構造部材２３１０（例えば、金属など）を含む。第１の端部２３１２は、第１のフレームグランド２３１６の内側に開口したスロット２３１４に固定され、第２の端部２３１８は、第２のフレームグランド２３２２の内側に開口した凹部２３２０内に拘束されて長手方向に自由に移動できる。長手方向に膨張するＥＡＰラミネート２３２４が、それぞれの支持プレート２３０４及び２３０６の内面を覆っている。一対の圧縮ばね２３２６及び２３２８が、内側に開口した凹部２３２０内で長手方向に整合しており、それぞれの支持プレート２３０４及び２３０６の第２の外側に湾曲する端部２３１８をその中立位置にくるように付勢している。

図２１に示されているように、外科器具２４０２の別の代替の関節運動接合部２４００が、関節運動した時にひっかかり及び座屈を最小限にするために発射バー２４０８を横方向に支持する一対のＥＡＰ支持プレート２４０４及び２４０６を含む。支持プレート２４０４及び２４０６はそれぞれ、第１の外側に湾曲する端部２４１２及び第２の外側に湾曲する端部２４１８を含む構造部材２４１０（例えば、金属など）を含む。第１の端部２４１２は、第１のフレームグランド２４１６の第１の内側に開口した凹部２４１４内に拘束されて長手方向に自由に移動でき、第２の端部２４１８は、第２のフレームグランド２４２２の第２の内側に開口した凹部２４２０内に拘束されて長手方向に自由に移動できる。長手方向に膨張するＥＡＰラミネート２４２４が、それぞれの支持プレート２４０４及び２４０６の内面を覆っている。一対の圧縮ばね２４２６及び２４２８が、第１の内側に開口した凹部２４１４内に長手方向に整合しており、それぞれの支持プレート２４０４及び２４０６の第１の外側に湾曲する端部２４１２をその中立位置に付勢している。別の一対の圧縮ばね２４３０及び２４３２が、第２の内側に開口した凹部２４２０内に長手方向に整合しており、それぞれの支持プレート２４０４及び２４０６の第２の外側に湾曲する端部２４１８をその中立位置に付勢している。

図２２‐図２５に示されているように、外科器具２５０２の別の代替の関節運動接合部２５００がＥＡＰ支持プレート２５０４及び２５０６を含む。ＥＡＰ支持プレート２５０４及び２５０６は、基端側が基端フレームグランド２５１６に結合され、そして先端側が先端フレームグランド２５１８に結合され、関節運動フレームグランド２５１４の弾性フレーム本体２５１２のナイフスロット２５１０の発射バー２５０８の両側に配置されている。左ＥＡＰプレートアクチュエータ２５２０が、弾性フレーム本体２５１２に形成された左側の複数の横方向リブ２５２２を通過している。右ＥＡＰプレートアクチュエータ２５２４が、右側の複数の横方向リブ２５２６を通過している。ＥＡＰプレートアクチュエータ２５２０及び２５２４はそれぞれ、基端側が基端フレームグランド２５１６内に延び、内側プレート２５３０に取り付けられた外側ＥＡＰラミネート層２５２８を含み、電気エネルギーが供給されると作動して他側に向かって先端フレームグランド２５１８を曲げるように構成されている。弾性フレーム本体２５１２は、それぞれの支持プレート２５０４及び２５０６の基端側の外側に湾曲する端部２５３４を保持する基端側の内側に開口した凹部２５３２を含む。それぞれの支持プレート２５０４及び２５０６の先端真直端部２５３６により、図２４に示されているように、ナイフスロット２５１０からスライドして外れ、関節運動の移動距離の変化を対処することできる。

複数の実施形態を用いて本発明を例示し、例示的な実施形態をかなり詳細に説明したが、出願者は、このような詳細に添付の特許請求の範囲が限定されることを意図するものではない。当業者であれば、別の利点及び改良に容易に想到するであろう。

本発明の実施態様は以下の通りである。
（１）外科器具であって、
エンドエフェクタと、
細長いシャフトと、
それぞれが長手方向に圧縮されない可撓性材料から形成された上部バンド及び下部バンド、並びにそれぞれが前記上部バンドと前記下部バンドの間のそれぞれの側面に連結された複数の左垂直リブ及び複数の右垂直リブを含む関節運動接合部と、
それぞれが電気信号に応答して作動する前記複数の右垂直リブに取り付けられた少なくとも１つの右電気活性ポリマーアクチュエータ及び前記複数の左垂直リブに取り付けられた少なくとも１つの右電気活性ポリマーアクチュエータと、
前記電気信号を生成するように機能的に構成された制御回路を含む、前記細長いシャフトの基端部に取り付けられたハンドル部分と、を含む、外科器具。
（２）前記複数の左垂直リブが、前記左電気活性ポリマーアクチュエータを受容する左長手方向アクチュエータ凹部を含み、前記複数の右垂直リブが、前記右電気活性ポリマーアクチュエータを受容する右長手方向アクチュエータ凹部を含む、実施態様（１）に記載の外科器具。
（３）前記左右の電気活性ポリマーアクチュエータのそれぞれが、エネルギーが供給された時に少なくとも１つの横方向に曲がるように機能的に構成されたプレートアクチュエータを含む、実施態様（２）に記載の外科器具。
（４）前記左右の電気活性ポリマーアクチュエータのそれぞれが、作動した時に長手方向に収縮するように機能的に構成された少なくとも１つの電気活性ポリマーファイバーアクチュエータを含み、
前記左右の電気活性ポリマーファイバーアクチュエータの先端部及び基端部がそれぞれ、前記関節運動接合部の先端部及び基端部のそれぞれに取り付けられている、実施態様（２）に記載の外科器具。
（５）それぞれが前記複数の左垂直リブの近接するリブの間に配置された複数の左電気活性ポリマースタックアクチュエータと、
それぞれが前記複数の右垂直リブの近接するリブの間に配置された複数の右電気活性ポリマースタックアクチュエータと、をさらに含む、実施態様（１）に記載の外科器具。

（６）前記複数の左右の電気活性ポリマースタックアクチュエータが、作動すると長手方向に膨張して近接したリブを離間させ、作動が停止されると弾性的に収縮するように機能的に構成されている、実施態様（５）に記載の外科器具。
（７）前記複数の左右の電気活性ポリマースタックアクチュエータが、作動した時に長手方向に収縮して近接したリブを接近させ、作動解除されると弾性的に膨張するように機能的に構成されている、実施態様（５）に記載の外科器具。
（８）前記複数の左垂直リブ及び前記複数の右垂直リブがそれぞれ固定凹部を含み、
前記関節運動接合部が更に、それぞれが前記左固定凹部及び右固定凹部のそれぞれに配置された左固定バンド及び右固定バンドを含み、
これらの固定バンドがそれぞれ、前記固定バンドの長手方向の長さを変更するように機能的に構成された電気活性ポリマー固定アクチュエータと、前記近接リブ及び前記固定バンドが長手方向に膨張した時に前記近接するリブの間に進入して、前記リブの膨張した間隔を維持するように長手方向に整合した複数の固定突出部とを含む、実施態様（１）に記載の外科器具。
（９）前記エンドエフェクタが、下側ジョー及び回動可能に取り付けられた上側ジョーを含む、実施態様（１）に記載の外科器具。
（１０）前記エンドエフェクタが、発射バーによって作動されるステープル止め／切断組立体をさらに含み、
前記ハンドル部分は、前記発射バーの基端側に取り付けられ、前記発射バーに長手方向の発射運動を付与するように機能的に構成されており、
前記細長いシャフト及び前記関節運動接合部は、前記関節運動接合部を通して前記発射バーを支持する発射バーガイドをさらに含む、実施態様（９）に記載の外科器具。

（１１）前記下側ジョーが、ステープルカートリッジを含む細長い溝を含み、前記回動可能に取り付けられた上側ジョーがステープル形成面を提供するアンビルを含む、実施態様（１０）に記載の外科器具。
（１２）前記細長いシャフトが更に、
前記ハンドル部分と前記関節運動接合部との間に取り付けられた基端フレーム部分、及び前記関節接合部と前記細長い溝との間に取り付けられた先端フレーム部分を含むフレーム組立体と、
前記アンビルに係合した先端閉止チューブ部分、前記ハンドル部分に結合した基端閉止チューブ部分、及び前記先端閉止チューブ部分と前記基端閉止チューブ部分との間に取り付けられた前記関節接合部を覆う横方向に可撓性の閉止スリーブを含む、前記フレーム組立体及び前記関節接合部を覆う閉止スリーブ組立体とを含み、
前記ハンドル部分が、前記閉止スリーブ組立体を長手方向に移動させて前記アンビルを閉止するように機能的に構成されている、実施態様（１１）に記載の外科器具。
（１３）前記可撓性閉止スリーブが、弾性材料から形成された円柱スリーブ及び左右の垂直スリットの列を含む、実施態様（１２）に記載の外科器具。
（１４）外科器具であって、
フレーム組立体を含む細長いシャフトと、
細長い溝、その細長い溝に係合したステープルカートリッジ、及びそのステープルカートリッジに対してステープル形成面を提供する前記細長い溝に回動可能に取り付けられたアンビルを含むステープル止め組立体と、
前記細長い溝に取り付けられた先端フレーム部分、及びその先端フレーム部分に回動可能に取り付けられた基端フレーム部分を含む、前記フレーム組立体に形成された関節運動接合部と、
前記細長いシャフトの基端部に取り付けられ、電気信号を前記細長いシャフトに選択的に伝達するように機能的に構成されたハンドル部分と、
前記関節運動接合部に連結され、前記電気信号に応答して前記ステープル止め組立体を関節運動させる電気活性ポリマーアクチュエータと、を含む、外科器具。
（１５）前記細長いシャフトが、前記関節運動接合部を覆い、上側ジョーを回動させるために先端側がその上側ジョーに係合した、長手方向にスライド可能に受容する閉止スリーブ組立体をさらに含み、
前記ハンドル部分が、前記閉止スリーブ組立体を移動させて前記上側ジョーを開閉できるように機能的に構成されている、実施態様（１４）に記載の外科器具。

（１６）外科器具であって、
エンドエフェクタと、
細長いシャフトと、
前記エンドエフェクタと前記細長いシャフトの先端部との間に取り付けられた関節運動接合部と、
前記関節運動接合部を電気的に作動させるための手段と、を含む、外科器具。
（１７）前記関節運動接合部が、前記細長いシャフトの長手方向の軸に対して弧状に前記エンドエフェクタを支持するための手段を含む、実施態様（１６）に記載の外科器具。
（１８）前記エンドエフェクタが更に、発射バーによって作動されるステープル止め／切断組立体を含み、
前記ハンドル部分が、前記発射バーの基端側に取り付けられ、前記発射バーを長手方向に発射運動させるように機能的に構成されており、
前記細長いシャフト及び前記関節運動接合部が、関節運動した前記関節運動接合部を通して前記発射バーを支持する発射バーガイドをさらに含む、実施態様（１６）に記載の外科器具。
（１９）下側ジョーが、ステープルカートリッジを受容する細長い溝を含み、
回動可能に取り付けられた上側ジョーが、ステープル形成面を提供するアンビルを含む、実施態様（１８）に記載の外科器具。
（２０）前記細長いシャフトが、フレーム組立体及び閉止スリーブ組立体を含み、
前記関節運動接合部により、前記エンドエフェクタの前記下側ジョーが前記フレーム組立体の先端部に回動可能に取り付けられており、
前記ハンドル部分が、閉止運動を前記閉止スリーブ組立体に長手方向に結合するように機能的に構成されており、
前記閉止スリーブ組立体のマルチピボット接合部が前記関節運動接合部を覆い、そのマルチピボット接合部の先端側が上側ジョーを回動させるためにその上側ジョーに係合している、実施態様（１６）に記載の外科器具。

可撓性関節運動フレームグランドを関節運動させるＥＡＰ作動関節運動機構を示す閉止スリーブ組立体が破断した外科器具の右側面図である。左側に関節運動した図１の外科器具の平面図である。ラミネート電気活性ポリマー（ＥＡＰ）複合材の斜視図である。接着された複数のラミネートＥＡＰ複合材からなるスタックから形成されたＥＡＰプレートアクチュエータの斜視図である。収縮するＥＡＰファイバーアクチュエータの長手方向の軸に沿って破断した斜視図である。図４の収縮するＥＡＰファイバーアクチュエータの線５‐５に沿って見た断面の正面図である。横方向に可撓性の閉止スリーブ組立体、可撓性ネックフレーム組立体、及び閉じたステープル止め組立体を備えた図１の外科器具に用いるＥＡＰ作動関節運動接合部の右前方からの斜視図である。可撓性閉止スリーブ組立体が取り除かれ、可撓性ネックフレーム組立体が部分的に分解された図６の閉止したステープル止め組立体及びＥＡＰ作動関節運動接合部の右前方からの斜視図である。図６のステープル止め組立体及びＥＡＰ作動関節運動接合部の右前方からの分解斜視図である。ＥＡＰプレートアクチュエータ及び固定ストリップを含む図１の関節運動フレームグランドの右前方からの斜視図である。破線で示されている固定されていない作動した状態及び固定されてリラックスした状態の左ＥＡＰ固定ストリップを示す、左側に関節運動した状態の図１Ａの関節運動フレームグランドの平面図である。ＥＡＰプレートアクチュエータ及びＥＡＰ固定ストリップを縦断する左側に関節運動した状態の図１Ａの関節運動フレームグランドの断面における平面図である。図１０の線１２‐１２に沿って見た横ガイドピンを横断する関節運動フレームグランドの断面の正面図である。複数のＥＡＰリブスプレッダーアクチュエータを縦断する図１の外科器具の代替の関節運動フレームグランドの断面における平面図である。図１の外科器具の複数のＥＡＰファイバーアクチュエータを有する更に別の代替の関節運動フレームグランドの右方向からの部分組立分解斜視図である。図１４の線１５‐１５に沿って見た別の代替の関節運動フレームグランドの断面における正面図である。１つのスライド可能な端部を備えた内側に作動するＥＡＰプレートアクチュエータの支持プレートによって有利に横方向に発射バーが案内された外科器具の関節運動接合部を縦断する発射バーの長手方向の断面の平面図である。図１６の外科器具の関節運動した関節運動接合部を縦断する発射バーの長手方向の断面の平面図である。１つの端部がスライド可能である外側に作動するＥＡＰプレートアクチュエータの支持プレートによって有利に横方向に発射バーが案内された外科器具の関節運動した関節運動接合部を縦断する発射バーの長手方向の断面の平面図である。拘束されているが長手方向に移動できるフック型の端部を有する外側に作動するＥＡＰ支持プレートによって有利に横方向に発射バーが案内される外科器具の関節運動接合部を縦断する発射バーの長手方向の断面の平面図である。一端がフックで固定され他端がばねによって長手方向に拘束された外側に作動するＥＡＰ支持プレートによって有利に横方向に発射バーが案内された外科器具の関節運動接合部を縦断する発射バーの長手方向の断面の平面図である。両端がばねに長手方向に拘束された外側に作動するＥＡＰ支持プレートによって有利に横方向に発射バーが案内された外科器具の関節運動接合部を縦断する発射バーの長手方向の断面の平面図である。図１６‐図１９のＥＡＰ支持プレートを含む可撓性関節運動接合部の平面図である。図２２の線２３‐２３に沿って見た可撓性関節運動接合部の断面の正面図である。左側に関節運動した図２２の可撓性関節運動接合部の平面図である。図１６‐図１９のＥＡＰ支持プレート並びに左右のＥＡＰプレート関節運動アクチュエータを含む可撓性関節運動接合部の右前方からの斜視図である。

符号の説明

１００ラミネートＥＡＰ複合材
１０２プレート陽極層
１０４ＥＡＰ層
１０６イオンセル層
１０８プレート陰極層
１１０接着層
１２０ＥＡＰプレートアクチュエータ
１４０収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ
１４２プラチナ陰極ワイヤ
１４４、１５０エンドキャップ
１４６円柱キャビティ
１４８プラスチック円柱壁
１５２収縮ポリマーファイバー
２００外科用切断／ステープル止め器具
２０２ＥＡＰ作動関節運動接合部
２０４シャフト
２１０関節運動接合部
２１４基端閉止チューブ
２１６先端閉止リング
２１８可撓性閉止チューブ
２２０、２２２垂直スリット
２２４長手方向バンド
２２６馬蹄開口
２２８アンビル閉止構造
２３０回動ピン
２３４シングルピボットフレーム組立体
２３８上部スロット
２４０可撓性フレーム部材
２４２上部スロット
２４４、２４５垂直スロット
２５０先端フレームグランド
２７０発射バー
２７２発射スロット
２７４矩形開口
２７８クリップバー
２８０上部アーム
２８２クリップばね
２８４アーム
２８６隆起部分
２８８Ｅビーム
２９２ステープルドライバ
２９６ウェッジスレッド
２９８カートリッジトレイ
３００切断面
３０２上部ピン
３０４中間ピン
３０６上部脚
３０８長手方向スロット
３１０長手方向開口
３１２垂直スロット
１２００外科器具
１２０２ＥＡＰ作動関節運動接合部
１２０４関節運動フレーム組立体
１２０６シャフト
１２０８ハンドル
１２１０エンドエフェクタ
１２１２ステープル止め組立体
１２１４アンビル
１２２０閉止トリガー
１２２２ピストルグリップ
１２２６発射トリガー
１２２８発射部材
１２３０閉止解除ボタン
１２３２回動ノブ
１２４０基端フレームグランド
１２４２関節運動フレームグランド
１２４４先端フレームグランド
１３００ＥＡＰ作動システム
１３０２、１３０４ＥＡＰプレートアクチュエータ
１３０６、１３０８矩形アクチュエータ凹部
１３１０弾性フレーム本体
１３１２矩形ナイフスロット
１３１４発射バー
１３２０長手方向バンド
１３２２、１３２４垂直凹部
１３２６矩形貫通孔
１３２８横ギャップ
１３３０リブ
１３３２内部壁
１３３４外側スライス
１３５０ＥＡＰ関節運動固定機構
１３５４、１３５８ＥＡＰ固定ストリップ
１３６２垂直固定リッジ
１３７０上部ガイドピン
１３７２下部ガイドピン
１４００ＥＡＰ動作システム
１４０２ＥＡＰリブスプレッダープレートアクチュエータ
１４０４先端側に開口した矩形アクチュエータ凹部
１４０６基端側に開口した矩形アクチュエータ凹部
１４１０リブ
１４１２垂直スロット
１４１４矩形貫通孔
１４１６外側垂直スロット
１５００ＥＡＰ動作システム
１５０２弾性フレーム本体
１５０４ＥＡＰファイバーアクチュエータ
１５０６、１５０８垂直スタック
１５１０リブ
１５１２内側垂直壁
１５１４長手方向バンド
１５１６外側スライス
１５１８長手方向貫通孔
１５２０先端横カバー
１５２２基端横カバー
１５２４ナイフスロット
２０００、２１００、２２００、２３００、２４００関節運動接合部
２００２、２１０２、２２０２、２３０２、２４０２外科器具
２００４、２１０４、２２０４、２３０４、２４０４左ＥＡＰ支持プレート
２００６、２１０６、２２０６、２３０６、２４０６右ＥＡＰ支持プレート
２００８、２２０８、２３０８、２４０８発射バー
２０１０、２１１０、２２１０、２３１０、２４１０構造部材
２０１２、２１１２拡張端部
２０１４、２１１４、２２１４凹部
２０１６、２１１６、２２１６、２３１６、２４１６第１のフレームグランド
２０１８、２１１８真直端部
２０２０、２１２０第２のフレームグランド
２０２２、２１２２、２２２４、２３２４、２４２４ＥＡＰラミネート
２２１２、２２１８、２３１２、２３１８、２４１２、２４１８湾曲する端部
２２１４、２２２０、２３２０、２４１４、２４２０内側に開口した凹部
２２２２、２３２２、２４２２第２のフレームグランド
２３１４スロット
２３２６、２３２８、２４３０、２４３２圧縮ばね
２５００関節運動接合部
２５０２外科器具
２５０４、２５０６ＥＡＰ支持プレート
２５０８発射バー
２５１０ナイフスロット
２５１２弾性フレーム本体
２５１６基端フレームグランド
２５１８先端フレームグランド
２５２０左ＥＡＰプレートアクチュエータ
２５２４右ＥＡＰプレートアクチュエータ
２５２６リブ
２５２８外側ＥＡＰラミネート層
２５３０内側プレート
２５３２凹部
２５３４湾曲する端部
２５３６真直端部

Claims

外科器具であって、
エンドエフェクタと、
細長いシャフトと、
それぞれが長手方向に圧縮されない可撓性材料から形成された上部バンド及び下部バンド、並びにそれぞれが前記上部バンドと前記下部バンドの間のそれぞれの側面に連結された複数の左垂直リブ及び複数の右垂直リブを含む関節運動接合部と、
それぞれが電気信号に応答して作動する前記複数の右垂直リブに取り付けられた少なくとも１つの右電気活性ポリマーアクチュエータ及び前記複数の左垂直リブに取り付けられた少なくとも１つの左電気活性ポリマーアクチュエータと、
前記電気信号を生成するように機能的に構成された制御回路を含む、前記細長いシャフトの基端部に取り付けられたハンドル部分と、を含み、
前記少なくとも１つの左電気活性ポリマーアクチュエータは、それぞれが前記複数の左垂直リブの近接するリブの間に配置された複数の左電気活性ポリマースタックアクチュエータを含み、
前記少なくとも１つの右電気活性ポリマーアクチュエータは、それぞれが前記複数の右垂直リブの近接するリブの間に配置された複数の右電気活性ポリマースタックアクチュエータを含む、外科器具。
前記複数の左垂直リブが、前記左電気活性ポリマーアクチュエータを受容する左長手方向アクチュエータ凹部を含み、前記複数の右垂直リブが、前記右電気活性ポリマーアクチュエータを受容する右長手方向アクチュエータ凹部を含む、請求項１に記載の外科器具。
前記左右の電気活性ポリマーアクチュエータのそれぞれが、エネルギーが供給された時に少なくとも１つの横方向に曲がるように機能的に構成されたプレートアクチュエータを含む、請求項２に記載の外科器具。
前記左右の電気活性ポリマーアクチュエータのそれぞれが、作動した時に長手方向に収縮するように機能的に構成された少なくとも１つの電気活性ポリマーファイバーアクチュエータを含み、
前記左右の電気活性ポリマーファイバーアクチュエータの先端部及び基端部がそれぞれ、前記関節運動接合部の先端部及び基端部のそれぞれに取り付けられている、請求項２に記載の外科器具。
前記複数の左右の電気活性ポリマースタックアクチュエータが、作動すると長手方向に膨張して近接したリブを離間させ、作動が停止されると弾性的に収縮するように機能的に構成されている、請求項１に記載の外科器具。
前記複数の左右の電気活性ポリマースタックアクチュエータが、作動した時に長手方向に収縮して近接したリブを接近させ、作動解除されると弾性的に膨張するように機能的に構成されている、請求項１に記載の外科器具。
前記エンドエフェクタが、下側ジョー及び回動可能に取り付けられた上側ジョーを含む、請求項１に記載の外科器具。
前記エンドエフェクタが、発射バーによって作動されるステープル止め／切断組立体をさらに含み、
前記ハンドル部分は、前記発射バーの基端側に取り付けられ、前記発射バーに長手方向の発射運動を付与するように機能的に構成されており、
前記細長いシャフト及び前記関節運動接合部は、前記関節運動接合部を通して前記発射バーを支持する発射バーガイドをさらに含む、請求項７に記載の外科器具。
外科器具であって、
エンドエフェクタと、
細長いシャフトと、
それぞれが長手方向に圧縮されない可撓性材料から形成された上部バンド及び下部バンド、並びにそれぞれが前記上部バンドと前記下部バンドの間のそれぞれの側面に連結された複数の左垂直リブ及び複数の右垂直リブを含む関節運動接合部と、
それぞれが電気信号に応答して作動する前記複数の右垂直リブに取り付けられた少なくとも１つの右電気活性ポリマーアクチュエータ及び前記複数の左垂直リブに取り付けられた少なくとも１つの左電気活性ポリマーアクチュエータと、
前記電気信号を生成するように機能的に構成された制御回路を含む、前記細長いシャフトの基端部に取り付けられたハンドル部分と、を含み、
前記複数の左垂直リブ及び前記複数の右垂直リブがそれぞれ固定凹部を含み、
前記関節運動接合部が更に、それぞれが前記左固定凹部及び右固定凹部のそれぞれに配置された左固定バンド及び右固定バンドを含み、
これらの固定バンドがそれぞれ、前記固定バンドの長手方向の長さを変更するように機能的に構成された電気活性ポリマー固定アクチュエータと、前記近接リブ及び前記固定バンドが長手方向に膨張した時に前記近接するリブの間に進入して、前記リブの膨張した間隔を維持するように長手方向に整合した複数の固定突出部とを含む、請求項１に記載の外科器具。