電気的に作動する関節運動固定機構を含む外科器具
【課題】シャフト内に作動要素を通すのに必要な直径が小さく、作動要素を通した後に選択した関節運動の角度を維持できる関節運動機構を含む関節運動外科器具を提供する。
【解決手段】エンドエフェクタの関節運動のために電気作動ポリマー（ＥＡＰ）関節運動固定機構アクチュエータを含む関節運動機構を細長いシャフト１６に設けた内視鏡用に特に適した外科器具。関節運動における他の選択肢が可能となり、特に、能動的に電力が供給される関節運動において従来熱や電力を放散していた位置を維持する必要がある場合に、熱や電力を放散しないようにすることが可能である。又、関節運動した後の逆方向の運動の防止にＥＡＰ関節運動固定機構が役立つため、機械作動式関節運動機構の強度を小さくし、大きさが小さいデザインが可能となる。例えば、ＥＡＰ関節運動固定機構が、回動関節運動接合部を固定し、他の機構が可撓性ネック関節運動接合部３２を固定する。
【解決手段】エンドエフェクタの関節運動のために電気作動ポリマー（ＥＡＰ）関節運動固定機構アクチュエータを含む関節運動機構を細長いシャフト１６に設けた内視鏡用に特に適した外科器具。関節運動における他の選択肢が可能となり、特に、能動的に電力が供給される関節運動において従来熱や電力を放散していた位置を維持する必要がある場合に、熱や電力を放散しないようにすることが可能である。又、関節運動した後の逆方向の運動の防止にＥＡＰ関節運動固定機構が役立つため、機械作動式関節運動機構の強度を小さくし、大きさが小さいデザインが可能となる。例えば、ＥＡＰ関節運動固定機構が、回動関節運動接合部を固定し、他の機構が可撓性ネック関節運動接合部３２を固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年７月２８日出願のシェルトン４世（Shelton IV）による米国仮特許出願第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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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４世（Shelton IV）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。
【０００６】
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を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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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ケネス・ウェールズ（Kenneth Wales）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。
【００１０】
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。しかしながら、これらの一般的な関節運動機構は、エンドエフェクタに対する荷重による後方への移動に耐えるように十分な強度を維持しなければならない。
【特許文献１】米国特許第５，４６５，８９５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６７３，８４０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，８６５，３６１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７９７，５３７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、関節運動外科器具のシャフト内に作動要素を通すのに必要な直径が小さく、作動要素を通した後に選択した関節運動の角度での維持が強化された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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、従来の上記したまたは他の欠点を解消するべく、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有する外科器具を提供する。電気活性ポリマー（ＥＡＰ）アクチュエータにより、関節運動のために関節運動ロックの固定解除及び再固定を行うことができる。従って、たとえ比較的弱い関節運動作動機構でも固定された後の関節運動接合部に用いることができ、関節運動した後に元に戻るのを防止するために強い関節運動作動機構を用いる必要がない。従って、遠隔的に制御可能な作動機能を維持したまま、有利な小径のシャフトを達成することができる。
【００１３】
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回動関節運動接合部を含む。回動関節運動接合部の一側に取り付けられた固定部材が、関節運動した時も、その接合部の他側に固定されるように弾性的に付勢されている。電気的な固定解除アクチュエータが固定解除するように固定部材の反対側に付勢できるため、関節運動の角度を変更することができる。次いで、固定部材が再び係合し、元に戻るのを防止することができる。
【００１４】
本発明の別の態様では、外科器具は、列になった垂直方向の左右のリブを有する可撓性関節運動接合部を含み、これにより両側に横方向に曲がることができる。固定ストリップがリブの間の凹部内に位置し、この可撓性関節運動接合部が一側に関節運動した時に固定ストリップの長手方向の長さが変化して、リブの間にブロック構造が進入して、リブの間隔が維持される。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
関節運動外科器具のシャフト内に作動要素を通すのに必要な直径が小さく、作動要素を通した後に選択した関節運動の角度での維持が強化された関節運動機構を含む関節運動外科器具が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本明細書に含まれ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。
【００１８】
関節運動シャフトの概観
図１に、細長いシャフト１６によってハンドル１４から離間したステープル止め組立体１２のエンドエフェクタを先端部に有する外科用切断／ステープル止め器具１０として外科器具が示されている。ステープル止め組立体１２は、交換可能なステープルカートリッジ２０を受容するためのステープル溝１８を有する。ステープル止め及び切断のためにステープルカートリッジ２０に対して組織をクランプするアンビル２２が、ステープル溝１８に回動可能に取り付けられている。ステープル止め組立体１２が閉じると、その断面積及び細長いシャフト１６が、トロカール（不図示）のカニューレなどを介して小さな切開部から挿入するのに適した大きさとなる。
【００１９】
ステープル止め組立体１２の正確な配置及び方向合わせは、ハンドル１４での調節によって容易に行うことができる。具体的には、回動ノブ３０により、シャフト１６をその長軸を中心に回動させてステープル止め組立体１２を回動させる。弧状にステープル組立体１２を回動させることができるシャフト１６の関節運動接合部３２で更なる位置合わせが可能である。具体的には、ステープル止め組立体１２がシャフト１６の長軸から弧状に曲がり、これにより臓器の後側に配置したり、ステープル止め組立体１２の後側に内視鏡（不図示）などの他の器具を配置することができる。このような関節運動は、ハンドル１４の関節運動制御スイッチ３４によって有利に行うことができる。この関節運動制御スイッチ３４は、電気信号を関節運動接合部３２からＥＡＰアクチュエータ３６に送る。ＥＡＰアクチュエータ３６には、ハンドル１４内の電源３８及び電気活性ポリマー（ＥＡＰ）制御装置によってエネルギーが供給される。具体的には、電気信号により関節運動中にＥＡＰ固定アクチュエータ（図１には不図示）を作動させて関節運動の固定を解除する。
【００２０】
組織がステープル止め組立体１２の中に配置されたら、外科医は、ピストルグリップ４２に向かって閉止トリガー４０を基端側に引いてアンビル２２を閉じることができる。このようにして組織をクランプしたら、外科医は、先端側の発射トリガー４４を握って、これを基端側に引いてステープル止め組立体１２を作動させることができる。ある適用例では、この動作が１回の発射ストロークで行われ、別の適用例では、この動作が複数の発射ストロークで行われる。発射動作は、少なくとも２列のステープルをステープル止めすると同時にその間の組織を切断する。
【００２１】
発射構成要素の引き戻しは、全距離を移動した後に自動的に開始することができる。別法では、引き戻しレバー４６を後ろ側に引いて引き戻しを行うことができる。発射構成要素が引き戻されたら、外科医が閉止トリガー４０をピストルグリップ４２に向かって後ろ側に少し引き、閉止解除ボタン４８を押し、次いで閉止トリガー４０を解放し、切断された組織の２つのステープル止めされた端部をステープル止め組立体１２から解放して、ステープル止め組立体１２のクランプを解除して開くことができる。
【００２２】
外科器具１０の長手方向の軸が、ハンドル１４の上部に垂直方向に整合したステープル止め組立体１２のアンビル２２に平行に位置し、トリガー４０及び４４がハンドル１４の底部に垂直方向に整合すると表現できるように、図面に対して垂直方向及び水平方向などの空間を示す用語を用いることを理解されたい。しかしながら、実際には、外科器具１０は、様々な角度に配置することができ、このような空間を示す用語が外科器具１０に対して用いられる。更に、ハンドル１４の後側にいる外科医が自分から離れた先端側にエンドエフェクタ１２を配置するなどのように外科医の遠近を説明するために「基端側」を用いる。
【００２３】
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１６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。
【００２４】
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「閉止システム及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。
【００２５】
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。
【００２６】
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ラミネート型である。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。
【００２７】
他方のタイプのラミネート構造は、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。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）が販売している。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。所望の方向に選択的に曲げることができる対向したＥＡＰアクチュエータ１２０を形成できることを理解されたい。
【００３１】
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。
【００３２】
ＥＡＰ作動関節運動接合部
図６‐図１３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。
【００３３】
図６‐図１３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。この長手方向の運動を上部の長手方向のバンド２２４と協働するように、この長手方向のバンド２２４と対向して可撓性閉止チューブ２１８（不図示）の底部に沿って同一の長手方向の底部バンドが設けられていることを理解されたい。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（図７及び図８）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のシングルピボットフレーム組立体２３４を覆って受容することができる。
【００３４】
特に図７‐図９を参照すると、シングルピボットフレーム組立体２３４は、先端側に延出した上部及び下部回動タブ２３８及び２４０を備えた基端フレームグランド２３６を含む。上部及び下部回動タブ２３８及び２４０はそれぞれ、上部及び下部回動ピンホール２４２及び２４４を有する。上部及び下部回動タング２４６及び２４８がそれぞれ、先端フレームグランド２５０から基端側に延出した上部及び下部回動ピンホール２５２及び２５４を有し、基端フレームグランド２３６に回動可能に係合する。具体的には、垂直方向に整合した上部回動ピンホール２４２及び２５２と下部回動ピンホール２４４及び２５４がそれぞれ、上部及び下部フレーム回動ピン２５６及び２５８（図１０）によって係合する。
【００３５】
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の下部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。
【００３６】
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。
【００３７】
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Ｅ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。
【００３８】
特に図９‐図１３を参照すると、ＥＡＰアクチュエータシステム４００が、ハンドル１４から受け取る電気的な関節運動信号（不図示）に応答してシングルピボットフレーム組立体２３４を有利に作動させる。図７‐図１３に例示されている形態では、左右の上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ４０２及び４０４が、上部回動タブ２３８に取り付けられた先端側に延出した上部モーメントアーム４０６の両側に水平に取り付けられている。左右の上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ４０２及び４０４の外側端部が、先端フレームグランド２５０の内径４１０の左右上部の横取付け点４０６及び４０８に取り付けられている。同様に、左右の下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ４１２及び４１４が、下部回動タブ２４０に取り付けられた先端側に延出した下部モーメントアーム４１６の両側に水平方向に取り付けられている。左右の下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ４１２及び４１４の外側端部が、先端フレームグランド２５０の内径４１０の左右下部の横取付け点４１８及び４２０にそれぞれ取り付けられている。取付け点４０６、４０８、４１８、及び４２０は、図示されているように、図１２の先端フレームグランド２５０を貫通している。左取付け点４０６及び４１８は、図９の先端フレームグランド２５０の外部に示されている。図１３、特に上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータ４０４及び４１４を参照されたい。一対のＥＡＰアクチュエータが作動すると、上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータ４０４及び４１４が収縮し、上下のモーメントアーム４０６及び４１６が先端フレームグランド２５０の右側に近づき、これにより上下のＥＡＰファイバーアクチュエータ４０２及び４１２が伸長し、長手方向に列を成した左側の垂直スリット２２０がつぶれ、長手方向に列を成した右側の垂直スリット２２２が拡張する。
【００３９】
図１４‐図１８に示されているように、外科用切断／ステープル止め器具５００が、ダブルピボット閉止スリーブ組立体５０４（図１４及び図１５）及びシングルピボットフレーム組立体５０６（図１５‐図１８）を含む代替のＥＡＰ作動関節運動接合部５０２を含む。図１４では、ステープル止め組立体１２は、アンビル２２が開いて交換可能なステープルカートリッジ２０が取り除かれた状態で示されている。従って、ダブルピボット閉止スリーブ組立体５０４は基端位置にあり、先端回動軸がフレーム組立体５０６の回動軸に整合している。閉止スリーブ組立体５０４が先端側に移動してアンビル２２を閉じると、関節運動フレーム組立体５０６に対して移動するように閉止スリーブ組立体５０４の基端回動軸も回動することを理解されたい。
【００４０】
特に図１５に示されているように、ダブルピボット閉止スリーブ組立体５０４は、先端側に延出した上下のタング５１４及び５１６を有する基端閉止リング５１２に先端部がキー結合する基端閉止チューブ５１０を含む。先端閉止チューブ５１８は、アンビル２２のアンビル閉止構造２２８に係合する馬蹄開口５２０を含む。先端閉止チューブ５１８の基端部は、基端側に延出した上下のタング５２４及び５２６を有する先端閉止リング５２２にピンで止められる。上部ダブルピボットリンク５２８が、上方に延出した先端及び基端回動ピン５３０及び５３２を含む。これらの回動ピンがそれぞれ、上部基端側に延出したタング５２４に形成された上部先端ピンホール５３４及び上部先端側に延出したタング５１４の上部基端ピンホール５３６に係合する。下部ダブルピボットリンク５３８は、下方に延出した先端及び基端回動ピン５４０及び５４２を含み、これらの回動ピンがそれぞれ、基端側に延出した下部タング５２６の下部先端ピンホール５４４及び先端側に延出した下部タング５１６の下部基端ピンホール５４６に係合する。
【００４１】
特に図１５‐図１８に示されているように、シングルピボットフレーム組立体５０６は、左右のモーメントアーム５５６及び５５８の間に画定された先端側が開口した回動凹部５５４の基端側の中心に回動ピンホール５５２を含む。ドッグボーン型リンク５６０が、基端フレームグランド５５０の回動ピンホール５５２に上部が係合する基端ピン５６２、及び左右のモーメントアーム５５６と５５８との間で回動する中心バー５６４を含む。ドッグボーン型リンク５６０の先端ピン５６６が、細長い溝１８の基端ガイド５７４に係合する先端横ガイド５７２を有する先端フレームグランド５７０の下部基端孔５６８内に固着される。
【００４２】
ＥＡＰ作動システム５８０が、選択的に膨張してドッグボーン型リンク５６０の中心バー５６４を関節運動させる左右のＥＡＰスタックアクチュエータ５８２及び５８４を含む。ドックボーン型リンク５６０は、他方のＥＡＰスタックアクチュエータを受動的に圧迫する。図１８では、右ＥＡＰスタックアクチュエータ５８４が膨張してドッグボーン型リンク５６０が回動し、これによりステープル止め組立体１２が左側に回動し、左ＥＡＰスタックアクチュエータ５８２が受動的に圧迫される。
【００４３】
図１９に示されているように、外科器具６０２の更に別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部６００が、シングルピボットフレーム組立体６０４を含む。基端フレームグランド６０６が、先端フレームグランド６１０から先端側に延出したタング６０８に回動ピン６１２で係合している。先端側に延出したタング６０８は、右側面に凹部を有し、回動ピン６１２の右側に半涙型プーリー６１４を画定している。収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ６１６の先端部が半涙型プーリー６１４の先端部に取り付けられている。収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ６１６は、プーリー６１４の形状に一致し、基端フレームグランド６０６内に伸びている。収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ６１６は、たとえ長さ方向の収縮率が低くても、大きく回動するのに十分な長さを有することができる。ＥＡＰ関節運動接合部６００に形成された機構と同様であるが、逆に回動する機構をタング６０８の左側面に形成することもできることを理解されたい。
【００４４】
回動関節運動機構に用いる長手方向の関節運動固定機構
図２０‐図２７に示されているように、長手方向のＥＡＰ作動関節運動ロック７００が、外科器具７０４の回動関節運動接合部７０２に設けられている。分かり易くするために、シングルピボットフレーム機構７０６が、先端側に延出した上下の回動タブ７１０及び７１２を有する基端フレームグランド７０８で示されている。これらの回動タブはそれぞれ、エンドエフェクタ７２０に取り付けられる先端フレームグランド７１８の基端側に延出した上下のタング７１４及び７１６のそれぞれに回動可能に係合する。上部回動タブ７１０の上部内側孔７２２が、上部タング７１４の上部外側孔７２４の下側に整合し、上部回動ピン７２６によって互いに回動可能にピンで止められる。下部回動タブ７１２の下部内側孔７２８が、下部タング７１６の下部外側孔７３０の上に整合し、下部回動ピン７３２によって互いに回動可能にピンで止められる。上下のモーメントアーム７３４及び７３６がそれぞれ、上下の回動タブ７１０及び７１２から先端側に延出している。上部モーメントアーム７３４は、概ね水平な左上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ７４０によって先端フレームグランド７１８に形成された左上部取付け点７３８に向かって近づくことができる。上部モーメントアーム７３４はまた、概ね水平な右上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ７４４によって先端フレームグランド７１８に形成された右上部取付け点７４２に向かって近づくことができる。下部モーメントアーム７３６は、概ね水平な左下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ７４８によって先端フレームグランド７１８に形成された左下部取付け点７４６に向かって近づくことができる。下部モーメントアーム７３６はまた、概ね水平な右下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ７５２によって先端フレームグランド７１８に形成された右下部取付け点７５０に向かって近づくことができる。
【００４５】
アンビルピボットに作用するＥＡＰアクチュエータなどの閉止機構（不図示）の動作によってアンビル２２を閉止することができる。別法では、発射の運動によりステープル止め及び切断が行われる前にまずアンビルを閉じることができる。更なる別法では、閉止スリーブ組立体または他の長手方向に結合された機構（不図示）によってアンビル２２を閉止することができる。
【００４６】
上部ＥＡＰ作動関節運動固定機構８００が、回動関節運動接合部７０２の固定を解除して関節運動させることができる。次いで、ＥＡＰ作動関節運動固定機構８００は、リラックスした固定された状態にされ、関節運動の程度が変化する間に電力の放散を必要としない、すなわち構成要素の加熱を必要としない安定した固定状態を提供する。上部固定ボルト組立体８０２が、長手方向の中心線から垂直方向に離間して上部回動タブ７１０の基端側の基端フレームグランド７０８に形成された矩形の上部固定凹部８０４内に示されている。固定ボルト８０６の固定チップ８０８が、上部固定凹部８０４に形成された先端スロット８１０から延出して、先端フレームグランド７１８の上部回動タング７１４の基端面に形成された歯車部分８１４の最も近い歯車の谷８１２に係合している。固定ボルト８０６の基端側はクロスプレート８１６で終わっている。クロスプレート８１６は、基端側に位置する圧縮ばね８１８の付勢と、左右の上部ＥＡＰスタックアクチュエータ８２０及び８２２の付勢により矩形の上部固定凹部８０４内を長手方向にスライドする。左右のＥＡＰスタックアクチュエータ８２０及び８２２は、作動して長手方向に膨張し、圧縮ばね８１８を圧縮して固定ボルト８０６を基端側に移動させ、これにより固定チップ８０８を歯車部分８１４から係合解除して、関節運動接合部７０２を回動可能にして再び位置合わせが可能になる。上部固定カバー８２４により上部固定凹部８０４を閉止することができる。
【００４７】
図２３に示されているように、更に固定を確実にするために、上部固定機構８００と同一の下部ＥＡＰ作動関節運動固定機構８３０が下部回動タング７１６に対して反対側で作用する。同様の固定機構を細長いシャフトの基端部ではなく先端部に設けることができることを理解されたい。更に、ダブルピボット結合が、それぞれのピボットで固定機構を含むことができる。
【００４８】
使用する場合、関節運動していないエンドエフェクタ７２０と回動関節運動接合部７０２（図２０‐図２４）を外科部位に挿入する。通常はＥＡＰ固定機構８００及び８３０に対するエネルギーの供給を止めると、基端フレームグランド７０８に取り付けられた固定チップ８０８が先端フレームグランド７１８の歯車部分８１４に係合し、シングルピボットフレーム組立体７０６が固定される。所望に応じて、ＥＡＰスタックアクチュエータ８２０及び８２２にエネルギーを供給して長手方向に伸長させ、ＥＡＰ関節運動固定機構８００及び８３０の固定を解除することができる。固定が解除されている間に、上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータ７４４及び７５２を収縮させるなどして関節運動接合部７０２を関節運動させてエンドエフェクタ７２０を左側に回動させ（図２５）、固定チップ８０８を別の歯車の谷８１２に合わせ、エネルギー供給の停止でＥＡＰ関節運動固定機構８００により外科器具７０４の関節運動の状態が固定される。
【００４９】
図２８‐図２９に示されているように、シングルピボット関節運動接合部９０１に用いる代替のＥＡＰ関節運動システム９００が、上記したＥＡＰ関節運動固定機構８００と共に用いられる。基端フレームグランド９１８の上下の回動タブ９１４及び９１６のそれぞれの先端側に丸い上部及び下部モーメントアーム９１０及び９１２が形成されており、上下の対になった左右ＥＡＰファイバーアクチュエータ９０２、９０４、９０６、及び９０８が長くなっている。先端フレームグランド９２２の左上部取付け点９２０が右上部取付け点９２４よりもわずかに高い位置にある。左下部取付け点９２６もまた、右下部取付け点９２８よりもやや高い位置にある。これは、上下の丸いモーメントアーム９１０及び９１２をそれぞれ取り囲む上下の左ＥＡＰファイバーアクチュエータ９０２及び９０６が、上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータ９０４及び９０８よりも高いためである（図２９）。従って、所望の性能を得るために、モーメントアーム９１０及び９１２の長さ及び形状と共に長寸ＥＡＰファイバーアクチュエータ９０２‐９０８を選択することができる。
【００５０】
図３０‐図３３に示されているように、シングルピボット関節運動接合部１００１に用いる別の代替のＥＡＰ関節運動システム１０００が、上記したＥＡＰ関節運動固定機構８００と共に用いられる。関節運動を行うＥＡＰファイバーアクチュエータの代わりに、上下の対になった左右ＥＡＰスタックアクチュエータ１００２、１００４、１００６、及び１００８がそれぞれ対向し、上下の長手方向のトラック１０１０及び１０１２を横方向に移動させる。先端側に延出した上部モーメントアーム１０１４が、基端フレームグランド１０１８の上部回動タブ１０１６に取り付けられている。上部モーメントアーム１０１４の先端部における上部の内側に向いたチップピン１０２０が、上部の長手方向トラック１０１０に長手方向にスライド可能に係合し、これにより先端フレームグランド１０２２によって横方向に拘束された上部の左右ＥＡＰスタックアクチュエータ１００２及び１００４の異なる収縮及び膨張に応答する。先端側に延出した下部モーメントアーム１０２４が、基端フレームグランド１０１８の下部回動タブ１０２６に取り付けられている。上部モーメントアーム１０２４の先端部における下部の内側に向いたチップピン１０３０が、下部の長手方向トラック１０１２に長手方向にスライド可能に係合し、これにより先端フレームグランド１０２２によって横方向に拘束された下部の左右ＥＡＰスタックアクチュエータ１００６及び１００８の異なった収縮及び膨張に応答する。
【００５１】
図３０及び図３１に示されているように、ＥＡＰ関節運動固定機構８００が作動して、関節運動のために固定チップ８０８が歯車部分８１４から係合解除される。図３２及び図３３に示されているように、上下の左ＥＡＰスタックアクチュエータ１００２及び１００６にエネルギーが供給されて膨張し、これにより上下の長手方向トラック１０１０及び１０１２が横方向右側に移動し、上下の右ＥＡＰスタックアクチュエータ１００４及び１００８が圧縮され、上下の内側を向いたチップピン１０２０及び１０３０による力に応答して先端フレームグランド１０２２が移動する（例示されている関節運動では左側に曲がる）。
【００５２】
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３４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。
【００５３】
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３５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。
【００５４】
図３６‐図３９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３８及び図３９）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。
【００５５】
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３６及び図３７）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３７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。
【００５６】
図３８及び図３９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３８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３９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。
【００５７】
図４０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って固定し、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。
【００５８】
図４１及び図４２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。
【００５９】
回動関節運動機構用の横方向関節運動固定機構
図４３‐図４５に示されているように、横方向ＥＡＰ作動関節運動ロック１７００が、外科器具１７０４の回動関節運動接合部１７０２に設けられている。分かり易くするために、シングルピボットフレーム組立体１７０６が、先端側に延出した上部回動タブ１７１０及び下部回動タブ１７１２を有する基端フレームグランド１７０８を備えるとして示されている。上部回動タブ１７１０及び下部回動タブ１７１２はそれぞれ、エンドエフェクタ（図４３‐図４５には不図示）に取り付けられた先端フレームグランド１７１８の基端側に延出した上部タング１７１４及び下部タング１７１６に回動可能に係合している。上部回動タブ１７１０の上部内側孔１７２２が、上部タング１７１４の上部外側孔１７２４の下に整合し、これらの孔は上部回動ピン１７２６によって互いに回動可能にピン止めされている。下部回動タブ１７１２の下部内側孔１７２８が、下部タング１７１６の下部外側孔１７３０の上に整合し、これらの孔１７２８及び１７１２は下部回動ピン１７３２によって互いに回動可能にピン止めされている。上部及び下部モーメントアーム１７３４及び１７３６がそれぞれ、上部及び下部回動タブ１７１０及び１７１２から先端側に延出し、図２０‐図２７を用いて説明したようにＥＡＰファイバーアクチュエータ（不図示）によって横方向に付勢される。
【００６０】
上部ＥＡＰ作動関節運動固定機構１８００が、回動関節運動接合部１７０２を有利に固定解除して関節運動を可能にする。次いで、ＥＡＰ作動関節運動固定機構１８００は、リラックスした固定された状態にされ、関節運動の程度が変化する間に電力の放散を必要としない、すなわち構成要素の加熱を必要としない安定した固定状態が得られる。基端フレームグランド１７０８に形成された矩形上部固定凹部１８０４内に示されている上部固定フック組立体１８０２が、長手方向の中心線から垂直方向に離間し、上部回動タブ１７１０よりも基端側に位置する。ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６が、矩形上部固定凹部１８０４の基端部に連通した、基端フレームグランド１７０８に形成された上部水平スロット１８０７内の基端部から延出している。上部垂直ピンが、基端フレームグランド１７０８を通過して、上部水平スロット１８０７内に上部ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６の基端部が保持されている。上部ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６は、図４４に破線で１８０６ａとして示されているように先端部が上方外側に曲がって、内側を向いた固定チップ１８０８が丸い固定プレート１８１４の最も近い外周部の貫通孔１８１２から引き上げられるように構成されたＥＡＰプレートアクチュエータから成る。丸い固定プレート１８１４は、上部固定凹部１８０４の先端部分の下側で回動する先端フレームグランド１７１８の上部回動タング１７１４の基端面に形成されている。上部固定カバー１８２４で上部固定凹部１８０４を閉止する。
【００６１】
更に固定を確実にするために、図４３及び図４４に示されているように、上部固定機構１８００と同一の下部ＥＡＰ作動関節運動固定機構１８３０が反対側で下部回動タング１７１６に作用する。同様の固定機構を基端部ではなくシャフトの先端部分に設けることもできることを理解されたい。更に、ダブルピボット結合も、各ピボットの固定に用いることができる。
【００６２】
使用する場合、先端フレーム部分７１８及び回動関節運動接合部１７０２（図４３及び図４４）をカニューレを介して外科部位まで挿入する。ＥＡＰ固定機構１８００及び１８３０へのエネルギーの供給が停止した状態では通常、基端フレームグランド１７０８に取り付けられた固定チップ１８０８が、先端フレームグランド１７１８の中心貫通孔１８１２に係合し、シングルピボットフレーム組立体１７０６が固定されている。所望に応じて、ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６にエネルギーを供給して、ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６を固定凹部１８０４内で外側に曲げ、ＥＡＰ関節運動固定機構１８００及び１８３０を固定解除することができる。固定解除された状態で、機械的リンク機構またはＥＡＰアクチュエータを作動させるなどして関節運動接合部１７０２を関節運動させることができる。所望の角度に関節運動したら、ＥＡＰ関節運動固定機構１８００及び１８３０へのエネルギー供給を停止して固定することができる。
【００６３】
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。
【００６４】
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、
関節運動制御部、及び関節運動固定信号を生成するように機能的に構成された関節運動固定制御回路を含むハンドル部分と、
細長いシャフトと、
関節運動機構と、を含み、前記関節運動機構が、
前記細長いシャフトに取り付けられ、その細長いシャフトを介して前記関節運動固定信号に電気的に接続された基端フレーム部分と、
前記エンドエフェクタに取り付けられ、前記基端フレーム部分に回動可能に結合された先端フレーム部分と、
前記ハンドル部分の前記関節運動制御部に応答し、前記基端フレーム部分と前記先端フレーム部分の間に結合され、これらの間で関節運動するように機能的に構成された関節運動アクチュエータと、
前記基端フレーム部分と前記先端フレーム部分との間に係合して前記エンドエフェクタの関節運動の状態を維持する電気式関節運動固定機構と、を含む、外科器具。
（２）前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答する電気アクチュエータを含む、実施態様（１）に記載の外科器具。
（３）前記電気式関節運動固定機構が電気活性ポリマーアクチュエータを含む、実施態様（１）に記載の外科器具。
（４）前記関節運動機構の前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分が回動可能に取り付けられて回動関節運動接合部が形成されている、実施態様（１）に記載の外科器具。
（５）前記電気式関節運動固定機構が、
前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分の選択された一方に取り付けられ、エネルギーの供給が停止されると前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分の他方に向かって延出して係合するように付勢される固定部材と、
作動されると前記固定部材に対する付勢に打ち勝って前記関節運動接合部の固定を解除するように機能的に構成及び配置された電気活性ポリマーアクチュエータとを含む、実施態様（４）に記載の外科器具。
【００６５】
（６）前記電気式関節運動固定機構が、長手方向に移動する固定ボルトをさらに含み、この固定ボルトが、弾性部材によって長手方向に付勢されており、前記電気活性ポリマーアクチュエータが作動すると反対側の長手方向に付勢される、実施態様（５）に記載の外科器具。
（７）前記電気式関節運動機構が、エネルギーが供給されると固定解除の位置に曲がるように機能的に構成及び配置された横方向に移動する電気活性ポリマーラッチをさらに含む、実施態様（５）に記載の外科器具。
（８）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、閉止運動を長手方向に前記閉止スリーブ組立体に対して結合させ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（４）に記載の外科器具。
（９）前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答する電気アクチュエータを含む、実施態様（４）に記載の外科器具。
（１０）前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の選択された一方が、前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の他方にピンで止められたモーメントアームを有しており、
前記電気アクチュエータが、関節運動を行うために、前記モーメントアームと前記他方のフレーム部分との間に互いに反対側を向いて結合された一対の電気活性ポリマーアクチュエータを含む、実施態様（９）に記載の外科器具。
【００６６】
（１１）前記関節運動機構が、前記先端フレーム部分と前記基端フレーム部分を連結する上部バンド及び下部バンド、並びに、複数の左垂直リブ及び複数の右垂直リブを有する可撓性関節運動接合部をさらに含み、
前記各リブが、前記上部バンドと前記下部バンドとの間のそれぞれの側面に連結されており、
前記複数の左垂直リブ及び前記複数の右垂直リブのそれぞれが固定凹部を含み、
前記電気式関節運動固定機構が、前記左固定凹部及び前記右固定凹部に配置された左固定バンド及び右固定バンドを含み、
前記各固定バンドが、対応する前記左右の固定凹部に配置され、近接するリブ及び前記固定バンドの両方が長手方向に膨張してリブの間隔が広がった状態に維持されている時に、長手方向の長さが変化して複数の固定突出部を長手方向に整合させて前記近接するリブの間に挿入するように機能的に構成されている、実施態様（１）に記載の外科器具。
（１２）前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答して前記近接するリブの間隔を変更するように前記近接するリブの間に連結された電気活性ポリマーアクチュエータを含む、実施態様（１１）に記載の外科器具。
（１３）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（１２）に記載の外科器具。
（１４）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に取り付けられている、実施態様（１２）に記載の外科器具。
（１５）複数の左電気活性ポリマースタックアクチュエータ及び複数の右電気活性ポリマースタックアクチュエータをさらに含み、前記左スタックアクチュエータのそれぞれが、前記複数の左垂直リブの近接したリブの間に位置し、前記右スタックアクチュエータのそれぞれが、前記複数の右垂直リブの近接したリブの間に位置する、実施態様（１２）に記載の外科器具。
【００６７】
（１６）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、
エンドエフェクタと、
前記フレーム組立体に形成された回動関節運動接合部であって、前記フレーム組立体が、前記エンドエフェクタ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、前記回動関節運動接合部と、
前記細長いシャフトの基端部に取り付けられ、作動電気信号及び固定解除電気信号を選択的に前記細長いシャフトに伝達するように機能的に構成されたハンドル部分と、
前記回動関節運動接合部内に配置され、前記作動電気信号に応答して前記基端フレーム部分に対して前記先端フレーム部分を関節運動させる電気活性ポリマー関節運動アクチュエータと、
前記回動関節運動接合部に連結され、前記固定解除電気信号に応答して関節運動の間に前記関節運動接合部の固定を解除する電気活性ポリマー固定解除アクチュエータと、を含む、外科器具。
（１７）前記エンドエフェクタが、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、その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前記細長い溝に回動可能に取り付けられたアンビルを有するステープル止め組立体を含み、
前記細長いシャフトが、前記ステープル止め組立体と共に移動して前記アンビルと前記ステープルカートリッジとの間にクランプされた組織を切断すると共に前記ステープルカートリッジによるステープル止めを作動させる発射バーをさらに含む、実施態様（１６）に記載の外科器具。
（１８）関節運動固定機構をさらに含み、この関節運動固定機構が、
前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の選択された一方に取り付けられ、前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の他方に向かって延出して係合するように付勢された長手方向に移動する固定部材と、
作動されると前記長手方向に移動する固定部材に対する付勢に打ち勝って前記関節運動接合部を固定解除するように機能的に構成及び配置された電気活性ポリマー固定解除アクチュエータとを有する、実施態様（１６）に記載の外科器具。
（１９）前記関節運動固定機構が、前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の他方に歯車部分をさらに含み、
前記長手方向に移動する固定部材が、
前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の選択された一方の凹部内に拘束された基端クロスバー部分を有する固定ボルトと、
前記固定バーが前記歯車部分に係合するように前記クロスバー部分を付勢する前記凹部内に配置されたばねと、
前記固定解除電気信号によって作動された場合に前記ばね付勢に対して前記クロスバーを引張るように配置された収縮ＥＡＰアクチュエータ、及び、前記固定解除電気信号によって作動された場合に前記ばねの付勢に対して前記クロスバーを押すように配置された膨張ＥＡＰアクチュエータの選択された一方を含む、前記凹部内に配置された前記電気活性ポリマー固定解除アクチュエータと、を含む、実施態様（１８）に記載の外科器具。
（２０）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、
エンドエフェクタと、
前記フレーム組立体に形成された可撓性関節運動接合部であって、前記フレーム組立体は、前記エンドエフェクタに取り付けられた先端フレーム部分、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、前記先端フレーム部分と前記基端フレーム部分とを連結する上部バンド及び下部バンドを備える可撓性関節運動接合部、並びに、複数の左垂直リブ及び複数の右垂直リブを含み、前記各リブ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、前記複数の左垂直リブ及び前記複数の右垂直リブのそれぞれが固定凹部を含む、前記可撓性関節運動接合部と、
前記細長いシャフトの基端部に取り付けられ、固定解除電気信号を選択的に前記細長いシャフトに伝達するように機能的に構成されたハンドル部分と、
左固定バンド及び右固定バンドを含む電気活性ポリマー関節運動固定機構であって、前記各固定バンドが、対応する前記左右の固定凹部に配置され、近接するリブ及び前記固定バンドの両方が長手方向に膨張してリブの間隔が広がった状態に維持されている時に、長手方向の長さが変化して複数の固定突出部を長手方向に整合させて前記近接するリブの間に挿入するように機能的に構成されている、前記電気活性ポリマー関節運動固定機構と、を含む、外科器具。
【００６８】
（２１）前記ハンドル部分が、前記細長いシャフトに対する関節運動電気信号を生成するようにさらに機能的に構成されており、
前記可撓性関節運動接合部が、前記関節運動電気信号に応答して前記基端フレーム部分に対して前記先端フレーム部分を関節運動させる、前記可撓性関節運動接合部内に配置された電気活性ポリマー関節運動アクチュエータをさらに含む、実施態様（２０）に記載の外科器具。
（２２）前記電気活性ポリマー関節運動アクチュエータが、
エネルギーが供給されると少なくとも１つの横方向に曲がるように機能的に構成された電気活性ポリマープレートアクチュエータと、
作動されると長手方向に収縮するように機能的に構成された電気活性ポリマーファイバーアクチュエータであって、その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のそれぞれが、前記関節運動接合部の前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分に取り付けられた、前記電気活性ポリマーファイバーアクチュエータと、
それぞれが前記複数の左垂直リブの近接した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及びそれぞれが前記複数の右垂直リブの近接した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、から成る群から選択される１つをさらに含む、実施態様（２１）に記載の外科器具。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】開いて関節運動していない状態の外科用ステープル止め及び切断用の内視鏡外科用ステープル器具の後方からの斜視図である。
【図２】ラミネート電気活性ポリマー（ＥＡＰ）複合材の斜視図である。
【図３】図２の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。
【図４】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５】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。
【図６】可撓性閉止スリーブ組立体、回動フレーム組立体、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。
【図７】可撓性閉止スリーブ組立体が取り除かれ、シングルピボット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８】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。
【図９】図７のＥＡＰファイバーアクチュエータを含む分解されたシングルピボットフレーム組立体の詳細図である。
【図１０】一対のＥＡＰファイバーアクチュエータを示す、ＥＡＰ作動関節運動接合部の回動軸を縦断する図６の線１０‐１０に沿って見た右側断面図である。
【図１１】下部モーメントアーム及び下部ＥＡＰファイバーアクチュエータを示すＥＡＰ作動関節運動接合部の長手方向の軸を縦断する図６の線１１‐１１に沿って見た断面の平面図である。
【図１２】横方向ＥＡＰファイバーアクチュエータに沿った図１０の線１２‐１２に沿って見た断面の正面図である。
【図１３】上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータが収縮してステープル止め組立体が左側に関節運動した状態を示す図１１のＥＡＰ作動関節運動接合部の平面図である。
【図１４】エンドエフェクタのアンビルを開いた状態の、基端位置にダブルピボット閉止スリーブを含む別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部の右前方からの斜視図である。
【図１５】ダブルピボット閉止スリーブ組立体及びシングルピボットフレーム組立体を含む図１４の別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部の右前方からの組立分解図である。
【図１６】発射構成要素が配置された状態の図１４の線１６‐１６に沿って見た代替のＥＡＰ作動関節運動接合部の右側断面図である。
【図１７】図１４の線１７‐１７に沿って見た関節運動していない状態の別のＥＡＰ作動関節運動接合部の平面図である。
【図１８】図１４の線１７‐１７に沿って見た左側に関節運動した状態の別のＥＡＰ作動関節運動接合部の平面図である。
【図１９】収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータが別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部を真直にする位置にあるやや関節運動した状態の別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部を示す図である。
【図２０】通常は固定されるように付勢されているＥＡＰ関節運動固定機構を有利に含むシングルピボット関節運動接合部の右前方からの部分組立分解斜視図である。
【図２１】シングルピボット関節運動接合部の基端フレームグランドにおけるＥＡＰ関節運動固定機構の基端部分の右前方からの詳細な斜視図である。
【図２２】図２０のシングルピボット関節運動接合部の平面図である。
【図２３】図２２の長手方向の中心線２３‐２３に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の右側断面図である。
【図２４】関節運動していない状態のＥＡＰ関節運動固定機構によって固定された上部回動タングの歯車部分を示す図２３の線２４‐２４に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の断面の平面図である。
【図２５】ＥＡＰ関節運動固定機構が作動して固定されていない状態のエンドエフェクタが左側に部分的に関節運動した基端フレームグランドの下部回動タブを示す図２３の中心線２５‐２５に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の断面の平面図である。
【図２６】接合部を関節運動させるＥＡＰファイバーアクチュエータの取付け部を示す図２４の線２６‐２６に沿って見たシングルピボット関節運動機構の先端フレームグランドの断面の正面図である。
【図２７】ＥＡＰ作動固定機構の固定ピン及びＥＡＰスタックアクチュエータを示す図２４の線２７‐２７に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の基端フレームグランドの断面の正面図である。
【図２８】ＥＡＰ関節運動固定機構と組み合わせた丸いモーメントアームに作動する長寸ＥＡＰファイバーアクチュエータを有利に備えたシングルピボット関節運動接合部の基端フレームグランドの上部回動タブと先端フレームグランドの上部回動タングとの接触面に沿って見た断面の平面図である。
【図２９】先端側からのモーメントアーム及びそこに連結された長寸ＥＡＰファイバーアクチュエータを詳細に示すＥＡＰ関節運動固定機構及び基端フレームグランドを全体的に横断する断面の正面図である。
【図３０】関節運動の準備として作動した通常は固定されているＥＡＰ関節運動固定機構と共に用いる関節運動させるための上部回動タブの先端側に取り付けられたモーメントアームに用いられる膨張ＥＡＰスタックアクチュエータを例示する基端フレームグランドの上部回動タブの上面に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の断面の平面図である。
【図３１】モーメントアームから上部及び下部の先端ピンを通り、ＥＡＰスタックアクチュエータを横断する図３０のシングルピボット関節運動接合部の断面の正面図である。
【図３２】先端フレームグランドが左側に関節運動した後であって、関節運動の固定を行うためにＥＡＰ関節運動固定機構へのエネルギー供給を停止する前の基端フレームグランドの上部回動タブの上面に沿って見た図３０のシングルピボット関節運動接合部の断面の平面図である。
【図３３】モーメントアームから上部及び下部の先端ピンを通り左側が膨張し右側が圧縮されたＥＡＰスタックアクチュエータを横断する図３１のシングルピボット関節運動接合部の断面の正面図である。
【図３４】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。
【図３５】左側に関節運動した図３４の外科器具の平面図である。
【図３６】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３４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。
【図３７】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３４の関節運動フレームグランドの平面図である。
【図３８】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３４の関節運動フレームグランドの断面の平面図である。
【図３９】図３７の線３９‐３９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。
【図４０】複数のＥＡＰリブスプレッダーアクチュエータを縦断する代替の関節運動フレームグランドの断面の平面図である。
【図４１】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４２】図４１の線４２‐４２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の正面図である。
【図４３】図１の外科器具に用いる横方向のＥＡＰ関節運動固定機構を備えた代替のシングルピボット関節運動接合部の平面図である。
【図４４】図４３の長手方向の中心線４４‐４４に沿って見た代替のピボット関節運動接合部の側断面図である。
【図４５】図４４の横断線４５‐４５に沿って見た代替のピボット関節運動接合部の断面の正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 外科用切断／ステープル止め器具
１２ ステープル止め組立体
１４ ハンドル
１６ シャフト
１８ ステープル溝
２０ ステープルカートリッジ
２２ アンビル
３０ 回動ノブ
３２ 関節運動接合部
３４ 関節運動制御スイッチ
３６ ＥＡＰアクチュエータ
３８ 電源
４０ 閉止トリガー
４２ ピストルグリップ
４４ 発射トリガー
４６ 引き戻しレバー
４８ 閉止解除ボタン
１００ ラミネートＥＡＰ複合材
１０２ プレート陽極層
１０４ ＥＡＰ層
１０６ イオンセル層
１０８ プレート陰極層
１１０ 接着層
１２０ ＥＡＰ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
２０２ ＥＡＰ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 上部回動タブ
２４０ 下部回動タブ
２４２、２５２ 上部回動ピンホール
２４４、２５４ 下部回動ピンホール
２４６ 上部回動タング
２４８ 下部回動タング
２５０ 先端フレームグランド
２５６ 上部フレーム回動ピン
２５８ 下部フレーム回動ピン
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
２８８ Ｅ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
４００ ＥＡＰアクチュエータシステム
４０２、４０４ ＥＡＰファイバーアクチュエータ
４０６ 上部モーメントアーム
４１６ 下部モーメントアーム
５０４ ダブルピボット閉止スリーブ組立体
５０６ シングルピボットフレーム組立体
５１４ 上部タング
５１６ 下部タング
５１８ 先端閉止チューブ
５２２ 先端閉止リング
５２８ 上部ダブルピボットリンク
５３０ 先端回動ピン
５３２ 基端回動ピン
５３４ 上部先端ピンホール
５３６ 上部基端ピンホール
５３８ 下部ダブルピボットリンク
５４０ 先端回動ピン
５４２ 基端回動ピン
５４４ 下部先端ピンホール
５５０ 基端フレームグランド
５５２ 回動ピンホール
５５４ 回動凹部
５５６、５５８ モーメントアーム
５６０ ドッグボーン型リンク
５６２ 基端ピン
５６６ 先端ピン
５７０ 先端フレームグランド
５７２ 先端横ガイド
５７４ 基端ガイド
５８０ ＥＡＰ作動システム
５８２、５８４ ＥＡＰスタックアクチュエータ
６００ ＥＡＰ作動関節運動接合部
６０２ 外科器具
６０４ シングルピボットフレーム組立体
６０６ 基端フレームグランド
６０８ タング
６１０ 先端フレームグランド
６１２ 回動ピン
６１４ 半涙型プーリー
６１６ 収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ
７００ ＥＡＰ作動関節運動ロック
７０２ 回動関節運動接合部
７０４ 外科器具
７０６ シングルピボットフレーム機構
７０８ 基端フレームグランド
７１０ 上部回動タブ
７１２ 下部回動タブ
７１４ 上部タング
７１６ 下部タング
７２０ エンドエフェクタ
７２２ 上部内側孔
７２４ 上部外側孔
７２６ 上部回動ピン
７２８ 下部内側孔
７３０ 下部外側孔
７３２ 下部回動ピン
７３４ 上部モーメントアーム
７３６ 下部モーメントアーム
７４０７４４ 上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ
７４８、７５２ 下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ
８００ 上部ＥＡＰ作動関節運動固定機構
８０２ 上部固定ボルト組立体
８０４ 上部固定凹部
８０８ 固定先端
８１０ 先端スロット
８１２ 歯車の谷
８１４ 歯車部分
８１６ クロスプレート
８１８ 圧縮ばね
８２０、８２２ ＥＡＰスタックアクチュエータ
８２４ 上部固定カバー
８３０ 下部ＥＡＰ作動関節運動固定機構
９００ ＥＡＰ関節運動システム
９０１ シングルピボット関節運動接合部
９０２、９０４ 上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ
９０６、９０８ 下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ
９１０ 上部モーメントアーム
９１２ 下部モーメントアーム
９１４ 上部回動タブ
９１６ 下部回動タブ
９１８ 基端フレームグランド
９２０ 左上部取付け点
９２４ 右上部取付け点
９２６ 左下部取付け点
９２８ 右下部取付け点
１０００ ＥＡＰ関節運動システム
１００１ シングルピボット関節運動接合部
１００２、１００４ 上部ＥＡＰスタックアクチュエータ
１００６、１００８ 下部ＥＡＰスタックアクチュエータ
１０１４ 上部モーメントアーム
１０１６ 上部回動タブ
１０２０、１０３０ チップピン
１０２２ 先端フレームグランド
１０２４ 下部モーメントアーム
１０２６ 下部回動タブ
１２００ 外科器具
１２０２ ＥＡＰ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
１３００ ＥＡＰ作動システム
１３０２、１３０４ ＥＡＰ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
１３５０ ＥＡＰ関節運動固定機構
１３５４、１３５８ ＥＡＰ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
１４００ ＥＡＰ動作システム
１４０２ ＥＡＰ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
１５００ ＥＡＰ動作システム
１５０２ 弾性フレーム本体
１５０４ ＥＡＰ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
１７００ 横方向ＥＡＰ作動関節運動ロック
１７０２ 回動関節運動接合部
１７０４ 外科器具
１７０６ シングルピボットフレーム組立体
１７０８ 基端フレームグランド
１７１０ 上部回動タブ
１７１２ 下部回動タブ
１７１４ 上部タング
１７１６ 下部タング
１７２２ 上部内側孔
１７２４ 上部外側孔
１７２６ 上部回動ピン
１７２８ 下部内側孔
１７３０ 下部外側孔
１７３２ 下部回動ピン
１７３４ 上部モーメントアーム
１７３６ 下部モーメントアーム
１８００、１８３０ 上部ＥＡＰ作動関節運動固定機構
１８０２ 上部固定フック組立体
１８０４ 矩形上部固定凹部
１８０６ 上部ＥＡＰ固定フックラッチ
１８０８ 固定チップ
１８１４ 固定プレート
１８２４ 上部固定カバー
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年７月２８日出願のシェルトン４世（Shelton IV）による米国仮特許出願第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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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４世（Shelton IV）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。
【０００６】
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を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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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ケネス・ウェールズ（Kenneth Wales）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。
【００１０】
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。しかしながら、これらの一般的な関節運動機構は、エンドエフェクタに対する荷重による後方への移動に耐えるように十分な強度を維持しなければならない。
【特許文献１】米国特許第５，４６５，８９５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６７３，８４０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，８６５，３６１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７９７，５３７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、関節運動外科器具のシャフト内に作動要素を通すのに必要な直径が小さく、作動要素を通した後に選択した関節運動の角度での維持が強化された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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、従来の上記したまたは他の欠点を解消するべく、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有する外科器具を提供する。電気活性ポリマー（ＥＡＰ）アクチュエータにより、関節運動のために関節運動ロックの固定解除及び再固定を行うことができる。従って、たとえ比較的弱い関節運動作動機構でも固定された後の関節運動接合部に用いることができ、関節運動した後に元に戻るのを防止するために強い関節運動作動機構を用いる必要がない。従って、遠隔的に制御可能な作動機能を維持したまま、有利な小径のシャフトを達成することができる。
【００１３】
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回動関節運動接合部を含む。回動関節運動接合部の一側に取り付けられた固定部材が、関節運動した時も、その接合部の他側に固定されるように弾性的に付勢されている。電気的な固定解除アクチュエータが固定解除するように固定部材の反対側に付勢できるため、関節運動の角度を変更することができる。次いで、固定部材が再び係合し、元に戻るのを防止することができる。
【００１４】
本発明の別の態様では、外科器具は、列になった垂直方向の左右のリブを有する可撓性関節運動接合部を含み、これにより両側に横方向に曲がることができる。固定ストリップがリブの間の凹部内に位置し、この可撓性関節運動接合部が一側に関節運動した時に固定ストリップの長手方向の長さが変化して、リブの間にブロック構造が進入して、リブの間隔が維持される。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
関節運動外科器具のシャフト内に作動要素を通すのに必要な直径が小さく、作動要素を通した後に選択した関節運動の角度での維持が強化された関節運動機構を含む関節運動外科器具が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本明細書に含まれ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。
【００１８】
関節運動シャフトの概観
図１に、細長いシャフト１６によってハンドル１４から離間したステープル止め組立体１２のエンドエフェクタを先端部に有する外科用切断／ステープル止め器具１０として外科器具が示されている。ステープル止め組立体１２は、交換可能なステープルカートリッジ２０を受容するためのステープル溝１８を有する。ステープル止め及び切断のためにステープルカートリッジ２０に対して組織をクランプするアンビル２２が、ステープル溝１８に回動可能に取り付けられている。ステープル止め組立体１２が閉じると、その断面積及び細長いシャフト１６が、トロカール（不図示）のカニューレなどを介して小さな切開部から挿入するのに適した大きさとなる。
【００１９】
ステープル止め組立体１２の正確な配置及び方向合わせは、ハンドル１４での調節によって容易に行うことができる。具体的には、回動ノブ３０により、シャフト１６をその長軸を中心に回動させてステープル止め組立体１２を回動させる。弧状にステープル組立体１２を回動させることができるシャフト１６の関節運動接合部３２で更なる位置合わせが可能である。具体的には、ステープル止め組立体１２がシャフト１６の長軸から弧状に曲がり、これにより臓器の後側に配置したり、ステープル止め組立体１２の後側に内視鏡（不図示）などの他の器具を配置することができる。このような関節運動は、ハンドル１４の関節運動制御スイッチ３４によって有利に行うことができる。この関節運動制御スイッチ３４は、電気信号を関節運動接合部３２からＥＡＰアクチュエータ３６に送る。ＥＡＰアクチュエータ３６には、ハンドル１４内の電源３８及び電気活性ポリマー（ＥＡＰ）制御装置によってエネルギーが供給される。具体的には、電気信号により関節運動中にＥＡＰ固定アクチュエータ（図１には不図示）を作動させて関節運動の固定を解除する。
【００２０】
組織がステープル止め組立体１２の中に配置されたら、外科医は、ピストルグリップ４２に向かって閉止トリガー４０を基端側に引いてアンビル２２を閉じることができる。このようにして組織をクランプしたら、外科医は、先端側の発射トリガー４４を握って、これを基端側に引いてステープル止め組立体１２を作動させることができる。ある適用例では、この動作が１回の発射ストロークで行われ、別の適用例では、この動作が複数の発射ストロークで行われる。発射動作は、少なくとも２列のステープルをステープル止めすると同時にその間の組織を切断する。
【００２１】
発射構成要素の引き戻しは、全距離を移動した後に自動的に開始することができる。別法では、引き戻しレバー４６を後ろ側に引いて引き戻しを行うことができる。発射構成要素が引き戻されたら、外科医が閉止トリガー４０をピストルグリップ４２に向かって後ろ側に少し引き、閉止解除ボタン４８を押し、次いで閉止トリガー４０を解放し、切断された組織の２つのステープル止めされた端部をステープル止め組立体１２から解放して、ステープル止め組立体１２のクランプを解除して開くことができる。
【００２２】
外科器具１０の長手方向の軸が、ハンドル１４の上部に垂直方向に整合したステープル止め組立体１２のアンビル２２に平行に位置し、トリガー４０及び４４がハンドル１４の底部に垂直方向に整合すると表現できるように、図面に対して垂直方向及び水平方向などの空間を示す用語を用いることを理解されたい。しかしながら、実際には、外科器具１０は、様々な角度に配置することができ、このような空間を示す用語が外科器具１０に対して用いられる。更に、ハンドル１４の後側にいる外科医が自分から離れた先端側にエンドエフェクタ１２を配置するなどのように外科医の遠近を説明するために「基端側」を用いる。
【００２３】
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１６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。
【００２４】
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「閉止システム及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。
【００２５】
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。
【００２６】
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ラミネート型である。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。
【００２７】
他方のタイプのラミネート構造は、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。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）が販売している。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。所望の方向に選択的に曲げることができる対向したＥＡＰアクチュエータ１２０を形成できることを理解されたい。
【００３１】
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。
【００３２】
ＥＡＰ作動関節運動接合部
図６‐図１３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。
【００３３】
図６‐図１３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。この長手方向の運動を上部の長手方向のバンド２２４と協働するように、この長手方向のバンド２２４と対向して可撓性閉止チューブ２１８（不図示）の底部に沿って同一の長手方向の底部バンドが設けられていることを理解されたい。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（図７及び図８）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のシングルピボットフレーム組立体２３４を覆って受容することができる。
【００３４】
特に図７‐図９を参照すると、シングルピボットフレーム組立体２３４は、先端側に延出した上部及び下部回動タブ２３８及び２４０を備えた基端フレームグランド２３６を含む。上部及び下部回動タブ２３８及び２４０はそれぞれ、上部及び下部回動ピンホール２４２及び２４４を有する。上部及び下部回動タング２４６及び２４８がそれぞれ、先端フレームグランド２５０から基端側に延出した上部及び下部回動ピンホール２５２及び２５４を有し、基端フレームグランド２３６に回動可能に係合する。具体的には、垂直方向に整合した上部回動ピンホール２４２及び２５２と下部回動ピンホール２４４及び２５４がそれぞれ、上部及び下部フレーム回動ピン２５６及び２５８（図１０）によって係合する。
【００３５】
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の下部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。
【００３６】
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。
【００３７】
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Ｅ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。
【００３８】
特に図９‐図１３を参照すると、ＥＡＰアクチュエータシステム４００が、ハンドル１４から受け取る電気的な関節運動信号（不図示）に応答してシングルピボットフレーム組立体２３４を有利に作動させる。図７‐図１３に例示されている形態では、左右の上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ４０２及び４０４が、上部回動タブ２３８に取り付けられた先端側に延出した上部モーメントアーム４０６の両側に水平に取り付けられている。左右の上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ４０２及び４０４の外側端部が、先端フレームグランド２５０の内径４１０の左右上部の横取付け点４０６及び４０８に取り付けられている。同様に、左右の下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ４１２及び４１４が、下部回動タブ２４０に取り付けられた先端側に延出した下部モーメントアーム４１６の両側に水平方向に取り付けられている。左右の下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ４１２及び４１４の外側端部が、先端フレームグランド２５０の内径４１０の左右下部の横取付け点４１８及び４２０にそれぞれ取り付けられている。取付け点４０６、４０８、４１８、及び４２０は、図示されているように、図１２の先端フレームグランド２５０を貫通している。左取付け点４０６及び４１８は、図９の先端フレームグランド２５０の外部に示されている。図１３、特に上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータ４０４及び４１４を参照されたい。一対のＥＡＰアクチュエータが作動すると、上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータ４０４及び４１４が収縮し、上下のモーメントアーム４０６及び４１６が先端フレームグランド２５０の右側に近づき、これにより上下のＥＡＰファイバーアクチュエータ４０２及び４１２が伸長し、長手方向に列を成した左側の垂直スリット２２０がつぶれ、長手方向に列を成した右側の垂直スリット２２２が拡張する。
【００３９】
図１４‐図１８に示されているように、外科用切断／ステープル止め器具５００が、ダブルピボット閉止スリーブ組立体５０４（図１４及び図１５）及びシングルピボットフレーム組立体５０６（図１５‐図１８）を含む代替のＥＡＰ作動関節運動接合部５０２を含む。図１４では、ステープル止め組立体１２は、アンビル２２が開いて交換可能なステープルカートリッジ２０が取り除かれた状態で示されている。従って、ダブルピボット閉止スリーブ組立体５０４は基端位置にあり、先端回動軸がフレーム組立体５０６の回動軸に整合している。閉止スリーブ組立体５０４が先端側に移動してアンビル２２を閉じると、関節運動フレーム組立体５０６に対して移動するように閉止スリーブ組立体５０４の基端回動軸も回動することを理解されたい。
【００４０】
特に図１５に示されているように、ダブルピボット閉止スリーブ組立体５０４は、先端側に延出した上下のタング５１４及び５１６を有する基端閉止リング５１２に先端部がキー結合する基端閉止チューブ５１０を含む。先端閉止チューブ５１８は、アンビル２２のアンビル閉止構造２２８に係合する馬蹄開口５２０を含む。先端閉止チューブ５１８の基端部は、基端側に延出した上下のタング５２４及び５２６を有する先端閉止リング５２２にピンで止められる。上部ダブルピボットリンク５２８が、上方に延出した先端及び基端回動ピン５３０及び５３２を含む。これらの回動ピンがそれぞれ、上部基端側に延出したタング５２４に形成された上部先端ピンホール５３４及び上部先端側に延出したタング５１４の上部基端ピンホール５３６に係合する。下部ダブルピボットリンク５３８は、下方に延出した先端及び基端回動ピン５４０及び５４２を含み、これらの回動ピンがそれぞれ、基端側に延出した下部タング５２６の下部先端ピンホール５４４及び先端側に延出した下部タング５１６の下部基端ピンホール５４６に係合する。
【００４１】
特に図１５‐図１８に示されているように、シングルピボットフレーム組立体５０６は、左右のモーメントアーム５５６及び５５８の間に画定された先端側が開口した回動凹部５５４の基端側の中心に回動ピンホール５５２を含む。ドッグボーン型リンク５６０が、基端フレームグランド５５０の回動ピンホール５５２に上部が係合する基端ピン５６２、及び左右のモーメントアーム５５６と５５８との間で回動する中心バー５６４を含む。ドッグボーン型リンク５６０の先端ピン５６６が、細長い溝１８の基端ガイド５７４に係合する先端横ガイド５７２を有する先端フレームグランド５７０の下部基端孔５６８内に固着される。
【００４２】
ＥＡＰ作動システム５８０が、選択的に膨張してドッグボーン型リンク５６０の中心バー５６４を関節運動させる左右のＥＡＰスタックアクチュエータ５８２及び５８４を含む。ドックボーン型リンク５６０は、他方のＥＡＰスタックアクチュエータを受動的に圧迫する。図１８では、右ＥＡＰスタックアクチュエータ５８４が膨張してドッグボーン型リンク５６０が回動し、これによりステープル止め組立体１２が左側に回動し、左ＥＡＰスタックアクチュエータ５８２が受動的に圧迫される。
【００４３】
図１９に示されているように、外科器具６０２の更に別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部６００が、シングルピボットフレーム組立体６０４を含む。基端フレームグランド６０６が、先端フレームグランド６１０から先端側に延出したタング６０８に回動ピン６１２で係合している。先端側に延出したタング６０８は、右側面に凹部を有し、回動ピン６１２の右側に半涙型プーリー６１４を画定している。収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ６１６の先端部が半涙型プーリー６１４の先端部に取り付けられている。収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ６１６は、プーリー６１４の形状に一致し、基端フレームグランド６０６内に伸びている。収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ６１６は、たとえ長さ方向の収縮率が低くても、大きく回動するのに十分な長さを有することができる。ＥＡＰ関節運動接合部６００に形成された機構と同様であるが、逆に回動する機構をタング６０８の左側面に形成することもできることを理解されたい。
【００４４】
回動関節運動機構に用いる長手方向の関節運動固定機構
図２０‐図２７に示されているように、長手方向のＥＡＰ作動関節運動ロック７００が、外科器具７０４の回動関節運動接合部７０２に設けられている。分かり易くするために、シングルピボットフレーム機構７０６が、先端側に延出した上下の回動タブ７１０及び７１２を有する基端フレームグランド７０８で示されている。これらの回動タブはそれぞれ、エンドエフェクタ７２０に取り付けられる先端フレームグランド７１８の基端側に延出した上下のタング７１４及び７１６のそれぞれに回動可能に係合する。上部回動タブ７１０の上部内側孔７２２が、上部タング７１４の上部外側孔７２４の下側に整合し、上部回動ピン７２６によって互いに回動可能にピンで止められる。下部回動タブ７１２の下部内側孔７２８が、下部タング７１６の下部外側孔７３０の上に整合し、下部回動ピン７３２によって互いに回動可能にピンで止められる。上下のモーメントアーム７３４及び７３６がそれぞれ、上下の回動タブ７１０及び７１２から先端側に延出している。上部モーメントアーム７３４は、概ね水平な左上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ７４０によって先端フレームグランド７１８に形成された左上部取付け点７３８に向かって近づくことができる。上部モーメントアーム７３４はまた、概ね水平な右上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ７４４によって先端フレームグランド７１８に形成された右上部取付け点７４２に向かって近づくことができる。下部モーメントアーム７３６は、概ね水平な左下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ７４８によって先端フレームグランド７１８に形成された左下部取付け点７４６に向かって近づくことができる。下部モーメントアーム７３６はまた、概ね水平な右下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ７５２によって先端フレームグランド７１８に形成された右下部取付け点７５０に向かって近づくことができる。
【００４５】
アンビルピボットに作用するＥＡＰアクチュエータなどの閉止機構（不図示）の動作によってアンビル２２を閉止することができる。別法では、発射の運動によりステープル止め及び切断が行われる前にまずアンビルを閉じることができる。更なる別法では、閉止スリーブ組立体または他の長手方向に結合された機構（不図示）によってアンビル２２を閉止することができる。
【００４６】
上部ＥＡＰ作動関節運動固定機構８００が、回動関節運動接合部７０２の固定を解除して関節運動させることができる。次いで、ＥＡＰ作動関節運動固定機構８００は、リラックスした固定された状態にされ、関節運動の程度が変化する間に電力の放散を必要としない、すなわち構成要素の加熱を必要としない安定した固定状態を提供する。上部固定ボルト組立体８０２が、長手方向の中心線から垂直方向に離間して上部回動タブ７１０の基端側の基端フレームグランド７０８に形成された矩形の上部固定凹部８０４内に示されている。固定ボルト８０６の固定チップ８０８が、上部固定凹部８０４に形成された先端スロット８１０から延出して、先端フレームグランド７１８の上部回動タング７１４の基端面に形成された歯車部分８１４の最も近い歯車の谷８１２に係合している。固定ボルト８０６の基端側はクロスプレート８１６で終わっている。クロスプレート８１６は、基端側に位置する圧縮ばね８１８の付勢と、左右の上部ＥＡＰスタックアクチュエータ８２０及び８２２の付勢により矩形の上部固定凹部８０４内を長手方向にスライドする。左右のＥＡＰスタックアクチュエータ８２０及び８２２は、作動して長手方向に膨張し、圧縮ばね８１８を圧縮して固定ボルト８０６を基端側に移動させ、これにより固定チップ８０８を歯車部分８１４から係合解除して、関節運動接合部７０２を回動可能にして再び位置合わせが可能になる。上部固定カバー８２４により上部固定凹部８０４を閉止することができる。
【００４７】
図２３に示されているように、更に固定を確実にするために、上部固定機構８００と同一の下部ＥＡＰ作動関節運動固定機構８３０が下部回動タング７１６に対して反対側で作用する。同様の固定機構を細長いシャフトの基端部ではなく先端部に設けることができることを理解されたい。更に、ダブルピボット結合が、それぞれのピボットで固定機構を含むことができる。
【００４８】
使用する場合、関節運動していないエンドエフェクタ７２０と回動関節運動接合部７０２（図２０‐図２４）を外科部位に挿入する。通常はＥＡＰ固定機構８００及び８３０に対するエネルギーの供給を止めると、基端フレームグランド７０８に取り付けられた固定チップ８０８が先端フレームグランド７１８の歯車部分８１４に係合し、シングルピボットフレーム組立体７０６が固定される。所望に応じて、ＥＡＰスタックアクチュエータ８２０及び８２２にエネルギーを供給して長手方向に伸長させ、ＥＡＰ関節運動固定機構８００及び８３０の固定を解除することができる。固定が解除されている間に、上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータ７４４及び７５２を収縮させるなどして関節運動接合部７０２を関節運動させてエンドエフェクタ７２０を左側に回動させ（図２５）、固定チップ８０８を別の歯車の谷８１２に合わせ、エネルギー供給の停止でＥＡＰ関節運動固定機構８００により外科器具７０４の関節運動の状態が固定される。
【００４９】
図２８‐図２９に示されているように、シングルピボット関節運動接合部９０１に用いる代替のＥＡＰ関節運動システム９００が、上記したＥＡＰ関節運動固定機構８００と共に用いられる。基端フレームグランド９１８の上下の回動タブ９１４及び９１６のそれぞれの先端側に丸い上部及び下部モーメントアーム９１０及び９１２が形成されており、上下の対になった左右ＥＡＰファイバーアクチュエータ９０２、９０４、９０６、及び９０８が長くなっている。先端フレームグランド９２２の左上部取付け点９２０が右上部取付け点９２４よりもわずかに高い位置にある。左下部取付け点９２６もまた、右下部取付け点９２８よりもやや高い位置にある。これは、上下の丸いモーメントアーム９１０及び９１２をそれぞれ取り囲む上下の左ＥＡＰファイバーアクチュエータ９０２及び９０６が、上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータ９０４及び９０８よりも高いためである（図２９）。従って、所望の性能を得るために、モーメントアーム９１０及び９１２の長さ及び形状と共に長寸ＥＡＰファイバーアクチュエータ９０２‐９０８を選択することができる。
【００５０】
図３０‐図３３に示されているように、シングルピボット関節運動接合部１００１に用いる別の代替のＥＡＰ関節運動システム１０００が、上記したＥＡＰ関節運動固定機構８００と共に用いられる。関節運動を行うＥＡＰファイバーアクチュエータの代わりに、上下の対になった左右ＥＡＰスタックアクチュエータ１００２、１００４、１００６、及び１００８がそれぞれ対向し、上下の長手方向のトラック１０１０及び１０１２を横方向に移動させる。先端側に延出した上部モーメントアーム１０１４が、基端フレームグランド１０１８の上部回動タブ１０１６に取り付けられている。上部モーメントアーム１０１４の先端部における上部の内側に向いたチップピン１０２０が、上部の長手方向トラック１０１０に長手方向にスライド可能に係合し、これにより先端フレームグランド１０２２によって横方向に拘束された上部の左右ＥＡＰスタックアクチュエータ１００２及び１００４の異なる収縮及び膨張に応答する。先端側に延出した下部モーメントアーム１０２４が、基端フレームグランド１０１８の下部回動タブ１０２６に取り付けられている。上部モーメントアーム１０２４の先端部における下部の内側に向いたチップピン１０３０が、下部の長手方向トラック１０１２に長手方向にスライド可能に係合し、これにより先端フレームグランド１０２２によって横方向に拘束された下部の左右ＥＡＰスタックアクチュエータ１００６及び１００８の異なった収縮及び膨張に応答する。
【００５１】
図３０及び図３１に示されているように、ＥＡＰ関節運動固定機構８００が作動して、関節運動のために固定チップ８０８が歯車部分８１４から係合解除される。図３２及び図３３に示されているように、上下の左ＥＡＰスタックアクチュエータ１００２及び１００６にエネルギーが供給されて膨張し、これにより上下の長手方向トラック１０１０及び１０１２が横方向右側に移動し、上下の右ＥＡＰスタックアクチュエータ１００４及び１００８が圧縮され、上下の内側を向いたチップピン１０２０及び１０３０による力に応答して先端フレームグランド１０２２が移動する（例示されている関節運動では左側に曲がる）。
【００５２】
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３４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。
【００５３】
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３５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。
【００５４】
図３６‐図３９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３８及び図３９）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。
【００５５】
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３６及び図３７）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３７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。
【００５６】
図３８及び図３９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３８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３９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。
【００５７】
図４０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って固定し、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。
【００５８】
図４１及び図４２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。
【００５９】
回動関節運動機構用の横方向関節運動固定機構
図４３‐図４５に示されているように、横方向ＥＡＰ作動関節運動ロック１７００が、外科器具１７０４の回動関節運動接合部１７０２に設けられている。分かり易くするために、シングルピボットフレーム組立体１７０６が、先端側に延出した上部回動タブ１７１０及び下部回動タブ１７１２を有する基端フレームグランド１７０８を備えるとして示されている。上部回動タブ１７１０及び下部回動タブ１７１２はそれぞれ、エンドエフェクタ（図４３‐図４５には不図示）に取り付けられた先端フレームグランド１７１８の基端側に延出した上部タング１７１４及び下部タング１７１６に回動可能に係合している。上部回動タブ１７１０の上部内側孔１７２２が、上部タング１７１４の上部外側孔１７２４の下に整合し、これらの孔は上部回動ピン１７２６によって互いに回動可能にピン止めされている。下部回動タブ１７１２の下部内側孔１７２８が、下部タング１７１６の下部外側孔１７３０の上に整合し、これらの孔１７２８及び１７１２は下部回動ピン１７３２によって互いに回動可能にピン止めされている。上部及び下部モーメントアーム１７３４及び１７３６がそれぞれ、上部及び下部回動タブ１７１０及び１７１２から先端側に延出し、図２０‐図２７を用いて説明したようにＥＡＰファイバーアクチュエータ（不図示）によって横方向に付勢される。
【００６０】
上部ＥＡＰ作動関節運動固定機構１８００が、回動関節運動接合部１７０２を有利に固定解除して関節運動を可能にする。次いで、ＥＡＰ作動関節運動固定機構１８００は、リラックスした固定された状態にされ、関節運動の程度が変化する間に電力の放散を必要としない、すなわち構成要素の加熱を必要としない安定した固定状態が得られる。基端フレームグランド１７０８に形成された矩形上部固定凹部１８０４内に示されている上部固定フック組立体１８０２が、長手方向の中心線から垂直方向に離間し、上部回動タブ１７１０よりも基端側に位置する。ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６が、矩形上部固定凹部１８０４の基端部に連通した、基端フレームグランド１７０８に形成された上部水平スロット１８０７内の基端部から延出している。上部垂直ピンが、基端フレームグランド１７０８を通過して、上部水平スロット１８０７内に上部ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６の基端部が保持されている。上部ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６は、図４４に破線で１８０６ａとして示されているように先端部が上方外側に曲がって、内側を向いた固定チップ１８０８が丸い固定プレート１８１４の最も近い外周部の貫通孔１８１２から引き上げられるように構成されたＥＡＰプレートアクチュエータから成る。丸い固定プレート１８１４は、上部固定凹部１８０４の先端部分の下側で回動する先端フレームグランド１７１８の上部回動タング１７１４の基端面に形成されている。上部固定カバー１８２４で上部固定凹部１８０４を閉止する。
【００６１】
更に固定を確実にするために、図４３及び図４４に示されているように、上部固定機構１８００と同一の下部ＥＡＰ作動関節運動固定機構１８３０が反対側で下部回動タング１７１６に作用する。同様の固定機構を基端部ではなくシャフトの先端部分に設けることもできることを理解されたい。更に、ダブルピボット結合も、各ピボットの固定に用いることができる。
【００６２】
使用する場合、先端フレーム部分７１８及び回動関節運動接合部１７０２（図４３及び図４４）をカニューレを介して外科部位まで挿入する。ＥＡＰ固定機構１８００及び１８３０へのエネルギーの供給が停止した状態では通常、基端フレームグランド１７０８に取り付けられた固定チップ１８０８が、先端フレームグランド１７１８の中心貫通孔１８１２に係合し、シングルピボットフレーム組立体１７０６が固定されている。所望に応じて、ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６にエネルギーを供給して、ＥＡＰ固定フックラッチ１８０６を固定凹部１８０４内で外側に曲げ、ＥＡＰ関節運動固定機構１８００及び１８３０を固定解除することができる。固定解除された状態で、機械的リンク機構またはＥＡＰアクチュエータを作動させるなどして関節運動接合部１７０２を関節運動させることができる。所望の角度に関節運動したら、ＥＡＰ関節運動固定機構１８００及び１８３０へのエネルギー供給を停止して固定することができる。
【００６３】
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。
【００６４】
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、
関節運動制御部、及び関節運動固定信号を生成するように機能的に構成された関節運動固定制御回路を含むハンドル部分と、
細長いシャフトと、
関節運動機構と、を含み、前記関節運動機構が、
前記細長いシャフトに取り付けられ、その細長いシャフトを介して前記関節運動固定信号に電気的に接続された基端フレーム部分と、
前記エンドエフェクタに取り付けられ、前記基端フレーム部分に回動可能に結合された先端フレーム部分と、
前記ハンドル部分の前記関節運動制御部に応答し、前記基端フレーム部分と前記先端フレーム部分の間に結合され、これらの間で関節運動するように機能的に構成された関節運動アクチュエータと、
前記基端フレーム部分と前記先端フレーム部分との間に係合して前記エンドエフェクタの関節運動の状態を維持する電気式関節運動固定機構と、を含む、外科器具。
（２）前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答する電気アクチュエータを含む、実施態様（１）に記載の外科器具。
（３）前記電気式関節運動固定機構が電気活性ポリマーアクチュエータを含む、実施態様（１）に記載の外科器具。
（４）前記関節運動機構の前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分が回動可能に取り付けられて回動関節運動接合部が形成されている、実施態様（１）に記載の外科器具。
（５）前記電気式関節運動固定機構が、
前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分の選択された一方に取り付けられ、エネルギーの供給が停止されると前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分の他方に向かって延出して係合するように付勢される固定部材と、
作動されると前記固定部材に対する付勢に打ち勝って前記関節運動接合部の固定を解除するように機能的に構成及び配置された電気活性ポリマーアクチュエータとを含む、実施態様（４）に記載の外科器具。
【００６５】
（６）前記電気式関節運動固定機構が、長手方向に移動する固定ボルトをさらに含み、この固定ボルトが、弾性部材によって長手方向に付勢されており、前記電気活性ポリマーアクチュエータが作動すると反対側の長手方向に付勢される、実施態様（５）に記載の外科器具。
（７）前記電気式関節運動機構が、エネルギーが供給されると固定解除の位置に曲がるように機能的に構成及び配置された横方向に移動する電気活性ポリマーラッチをさらに含む、実施態様（５）に記載の外科器具。
（８）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、閉止運動を長手方向に前記閉止スリーブ組立体に対して結合させ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（４）に記載の外科器具。
（９）前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答する電気アクチュエータを含む、実施態様（４）に記載の外科器具。
（１０）前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の選択された一方が、前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の他方にピンで止められたモーメントアームを有しており、
前記電気アクチュエータが、関節運動を行うために、前記モーメントアームと前記他方のフレーム部分との間に互いに反対側を向いて結合された一対の電気活性ポリマーアクチュエータを含む、実施態様（９）に記載の外科器具。
【００６６】
（１１）前記関節運動機構が、前記先端フレーム部分と前記基端フレーム部分を連結する上部バンド及び下部バンド、並びに、複数の左垂直リブ及び複数の右垂直リブを有する可撓性関節運動接合部をさらに含み、
前記各リブが、前記上部バンドと前記下部バンドとの間のそれぞれの側面に連結されており、
前記複数の左垂直リブ及び前記複数の右垂直リブのそれぞれが固定凹部を含み、
前記電気式関節運動固定機構が、前記左固定凹部及び前記右固定凹部に配置された左固定バンド及び右固定バンドを含み、
前記各固定バンドが、対応する前記左右の固定凹部に配置され、近接するリブ及び前記固定バンドの両方が長手方向に膨張してリブの間隔が広がった状態に維持されている時に、長手方向の長さが変化して複数の固定突出部を長手方向に整合させて前記近接するリブの間に挿入するように機能的に構成されている、実施態様（１）に記載の外科器具。
（１２）前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答して前記近接するリブの間隔を変更するように前記近接するリブの間に連結された電気活性ポリマーアクチュエータを含む、実施態様（１１）に記載の外科器具。
（１３）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（１２）に記載の外科器具。
（１４）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に取り付けられている、実施態様（１２）に記載の外科器具。
（１５）複数の左電気活性ポリマースタックアクチュエータ及び複数の右電気活性ポリマースタックアクチュエータをさらに含み、前記左スタックアクチュエータのそれぞれが、前記複数の左垂直リブの近接したリブの間に位置し、前記右スタックアクチュエータのそれぞれが、前記複数の右垂直リブの近接したリブの間に位置する、実施態様（１２）に記載の外科器具。
【００６７】
（１６）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、
エンドエフェクタと、
前記フレーム組立体に形成された回動関節運動接合部であって、前記フレーム組立体が、前記エンドエフェクタ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、前記回動関節運動接合部と、
前記細長いシャフトの基端部に取り付けられ、作動電気信号及び固定解除電気信号を選択的に前記細長いシャフトに伝達するように機能的に構成されたハンドル部分と、
前記回動関節運動接合部内に配置され、前記作動電気信号に応答して前記基端フレーム部分に対して前記先端フレーム部分を関節運動させる電気活性ポリマー関節運動アクチュエータと、
前記回動関節運動接合部に連結され、前記固定解除電気信号に応答して関節運動の間に前記関節運動接合部の固定を解除する電気活性ポリマー固定解除アクチュエータと、を含む、外科器具。
（１７）前記エンドエフェクタが、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、その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前記細長い溝に回動可能に取り付けられたアンビルを有するステープル止め組立体を含み、
前記細長いシャフトが、前記ステープル止め組立体と共に移動して前記アンビルと前記ステープルカートリッジとの間にクランプされた組織を切断すると共に前記ステープルカートリッジによるステープル止めを作動させる発射バーをさらに含む、実施態様（１６）に記載の外科器具。
（１８）関節運動固定機構をさらに含み、この関節運動固定機構が、
前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の選択された一方に取り付けられ、前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の他方に向かって延出して係合するように付勢された長手方向に移動する固定部材と、
作動されると前記長手方向に移動する固定部材に対する付勢に打ち勝って前記関節運動接合部を固定解除するように機能的に構成及び配置された電気活性ポリマー固定解除アクチュエータとを有する、実施態様（１６）に記載の外科器具。
（１９）前記関節運動固定機構が、前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の他方に歯車部分をさらに含み、
前記長手方向に移動する固定部材が、
前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の選択された一方の凹部内に拘束された基端クロスバー部分を有する固定ボルトと、
前記固定バーが前記歯車部分に係合するように前記クロスバー部分を付勢する前記凹部内に配置されたばねと、
前記固定解除電気信号によって作動された場合に前記ばね付勢に対して前記クロスバーを引張るように配置された収縮ＥＡＰアクチュエータ、及び、前記固定解除電気信号によって作動された場合に前記ばねの付勢に対して前記クロスバーを押すように配置された膨張ＥＡＰアクチュエータの選択された一方を含む、前記凹部内に配置された前記電気活性ポリマー固定解除アクチュエータと、を含む、実施態様（１８）に記載の外科器具。
（２０）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、
エンドエフェクタと、
前記フレーム組立体に形成された可撓性関節運動接合部であって、前記フレーム組立体は、前記エンドエフェクタに取り付けられた先端フレーム部分、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、前記先端フレーム部分と前記基端フレーム部分とを連結する上部バンド及び下部バンドを備える可撓性関節運動接合部、並びに、複数の左垂直リブ及び複数の右垂直リブを含み、前記各リブ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、前記複数の左垂直リブ及び前記複数の右垂直リブのそれぞれが固定凹部を含む、前記可撓性関節運動接合部と、
前記細長いシャフトの基端部に取り付けられ、固定解除電気信号を選択的に前記細長いシャフトに伝達するように機能的に構成されたハンドル部分と、
左固定バンド及び右固定バンドを含む電気活性ポリマー関節運動固定機構であって、前記各固定バンドが、対応する前記左右の固定凹部に配置され、近接するリブ及び前記固定バンドの両方が長手方向に膨張してリブの間隔が広がった状態に維持されている時に、長手方向の長さが変化して複数の固定突出部を長手方向に整合させて前記近接するリブの間に挿入するように機能的に構成されている、前記電気活性ポリマー関節運動固定機構と、を含む、外科器具。
【００６８】
（２１）前記ハンドル部分が、前記細長いシャフトに対する関節運動電気信号を生成するようにさらに機能的に構成されており、
前記可撓性関節運動接合部が、前記関節運動電気信号に応答して前記基端フレーム部分に対して前記先端フレーム部分を関節運動させる、前記可撓性関節運動接合部内に配置された電気活性ポリマー関節運動アクチュエータをさらに含む、実施態様（２０）に記載の外科器具。
（２２）前記電気活性ポリマー関節運動アクチュエータが、
エネルギーが供給されると少なくとも１つの横方向に曲がるように機能的に構成された電気活性ポリマープレートアクチュエータと、
作動されると長手方向に収縮するように機能的に構成された電気活性ポリマーファイバーアクチュエータであって、その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のそれぞれが、前記関節運動接合部の前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分に取り付けられた、前記電気活性ポリマーファイバーアクチュエータと、
それぞれが前記複数の左垂直リブの近接した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及びそれぞれが前記複数の右垂直リブの近接した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、から成る群から選択される１つをさらに含む、実施態様（２１）に記載の外科器具。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】開いて関節運動していない状態の外科用ステープル止め及び切断用の内視鏡外科用ステープル器具の後方からの斜視図である。
【図２】ラミネート電気活性ポリマー（ＥＡＰ）複合材の斜視図である。
【図３】図２の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。
【図４】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５】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。
【図６】可撓性閉止スリーブ組立体、回動フレーム組立体、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。
【図７】可撓性閉止スリーブ組立体が取り除かれ、シングルピボット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８】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。
【図９】図７のＥＡＰファイバーアクチュエータを含む分解されたシングルピボットフレーム組立体の詳細図である。
【図１０】一対のＥＡＰファイバーアクチュエータを示す、ＥＡＰ作動関節運動接合部の回動軸を縦断する図６の線１０‐１０に沿って見た右側断面図である。
【図１１】下部モーメントアーム及び下部ＥＡＰファイバーアクチュエータを示すＥＡＰ作動関節運動接合部の長手方向の軸を縦断する図６の線１１‐１１に沿って見た断面の平面図である。
【図１２】横方向ＥＡＰファイバーアクチュエータに沿った図１０の線１２‐１２に沿って見た断面の正面図である。
【図１３】上下の右ＥＡＰファイバーアクチュエータが収縮してステープル止め組立体が左側に関節運動した状態を示す図１１のＥＡＰ作動関節運動接合部の平面図である。
【図１４】エンドエフェクタのアンビルを開いた状態の、基端位置にダブルピボット閉止スリーブを含む別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部の右前方からの斜視図である。
【図１５】ダブルピボット閉止スリーブ組立体及びシングルピボットフレーム組立体を含む図１４の別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部の右前方からの組立分解図である。
【図１６】発射構成要素が配置された状態の図１４の線１６‐１６に沿って見た代替のＥＡＰ作動関節運動接合部の右側断面図である。
【図１７】図１４の線１７‐１７に沿って見た関節運動していない状態の別のＥＡＰ作動関節運動接合部の平面図である。
【図１８】図１４の線１７‐１７に沿って見た左側に関節運動した状態の別のＥＡＰ作動関節運動接合部の平面図である。
【図１９】収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータが別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部を真直にする位置にあるやや関節運動した状態の別の代替のＥＡＰ作動関節運動接合部を示す図である。
【図２０】通常は固定されるように付勢されているＥＡＰ関節運動固定機構を有利に含むシングルピボット関節運動接合部の右前方からの部分組立分解斜視図である。
【図２１】シングルピボット関節運動接合部の基端フレームグランドにおけるＥＡＰ関節運動固定機構の基端部分の右前方からの詳細な斜視図である。
【図２２】図２０のシングルピボット関節運動接合部の平面図である。
【図２３】図２２の長手方向の中心線２３‐２３に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の右側断面図である。
【図２４】関節運動していない状態のＥＡＰ関節運動固定機構によって固定された上部回動タングの歯車部分を示す図２３の線２４‐２４に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の断面の平面図である。
【図２５】ＥＡＰ関節運動固定機構が作動して固定されていない状態のエンドエフェクタが左側に部分的に関節運動した基端フレームグランドの下部回動タブを示す図２３の中心線２５‐２５に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の断面の平面図である。
【図２６】接合部を関節運動させるＥＡＰファイバーアクチュエータの取付け部を示す図２４の線２６‐２６に沿って見たシングルピボット関節運動機構の先端フレームグランドの断面の正面図である。
【図２７】ＥＡＰ作動固定機構の固定ピン及びＥＡＰスタックアクチュエータを示す図２４の線２７‐２７に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の基端フレームグランドの断面の正面図である。
【図２８】ＥＡＰ関節運動固定機構と組み合わせた丸いモーメントアームに作動する長寸ＥＡＰファイバーアクチュエータを有利に備えたシングルピボット関節運動接合部の基端フレームグランドの上部回動タブと先端フレームグランドの上部回動タングとの接触面に沿って見た断面の平面図である。
【図２９】先端側からのモーメントアーム及びそこに連結された長寸ＥＡＰファイバーアクチュエータを詳細に示すＥＡＰ関節運動固定機構及び基端フレームグランドを全体的に横断する断面の正面図である。
【図３０】関節運動の準備として作動した通常は固定されているＥＡＰ関節運動固定機構と共に用いる関節運動させるための上部回動タブの先端側に取り付けられたモーメントアームに用いられる膨張ＥＡＰスタックアクチュエータを例示する基端フレームグランドの上部回動タブの上面に沿って見たシングルピボット関節運動接合部の断面の平面図である。
【図３１】モーメントアームから上部及び下部の先端ピンを通り、ＥＡＰスタックアクチュエータを横断する図３０のシングルピボット関節運動接合部の断面の正面図である。
【図３２】先端フレームグランドが左側に関節運動した後であって、関節運動の固定を行うためにＥＡＰ関節運動固定機構へのエネルギー供給を停止する前の基端フレームグランドの上部回動タブの上面に沿って見た図３０のシングルピボット関節運動接合部の断面の平面図である。
【図３３】モーメントアームから上部及び下部の先端ピンを通り左側が膨張し右側が圧縮されたＥＡＰスタックアクチュエータを横断する図３１のシングルピボット関節運動接合部の断面の正面図である。
【図３４】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。
【図３５】左側に関節運動した図３４の外科器具の平面図である。
【図３６】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３４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。
【図３７】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３４の関節運動フレームグランドの平面図である。
【図３８】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３４の関節運動フレームグランドの断面の平面図である。
【図３９】図３７の線３９‐３９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。
【図４０】複数のＥＡＰリブスプレッダーアクチュエータを縦断する代替の関節運動フレームグランドの断面の平面図である。
【図４１】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４２】図４１の線４２‐４２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の正面図である。
【図４３】図１の外科器具に用いる横方向のＥＡＰ関節運動固定機構を備えた代替のシングルピボット関節運動接合部の平面図である。
【図４４】図４３の長手方向の中心線４４‐４４に沿って見た代替のピボット関節運動接合部の側断面図である。
【図４５】図４４の横断線４５‐４５に沿って見た代替のピボット関節運動接合部の断面の正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 外科用切断／ステープル止め器具
１２ ステープル止め組立体
１４ ハンドル
１６ シャフト
１８ ステープル溝
２０ ステープルカートリッジ
２２ アンビル
３０ 回動ノブ
３２ 関節運動接合部
３４ 関節運動制御スイッチ
３６ ＥＡＰアクチュエータ
３８ 電源
４０ 閉止トリガー
４２ ピストルグリップ
４４ 発射トリガー
４６ 引き戻しレバー
４８ 閉止解除ボタン
１００ ラミネートＥＡＰ複合材
１０２ プレート陽極層
１０４ ＥＡＰ層
１０６ イオンセル層
１０８ プレート陰極層
１１０ 接着層
１２０ ＥＡＰ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
２０２ ＥＡＰ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 上部回動タブ
２４０ 下部回動タブ
２４２、２５２ 上部回動ピンホール
２４４、２５４ 下部回動ピンホール
２４６ 上部回動タング
２４８ 下部回動タング
２５０ 先端フレームグランド
２５６ 上部フレーム回動ピン
２５８ 下部フレーム回動ピン
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
２８８ Ｅ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
４００ ＥＡＰアクチュエータシステム
４０２、４０４ ＥＡＰファイバーアクチュエータ
４０６ 上部モーメントアーム
４１６ 下部モーメントアーム
５０４ ダブルピボット閉止スリーブ組立体
５０６ シングルピボットフレーム組立体
５１４ 上部タング
５１６ 下部タング
５１８ 先端閉止チューブ
５２２ 先端閉止リング
５２８ 上部ダブルピボットリンク
５３０ 先端回動ピン
５３２ 基端回動ピン
５３４ 上部先端ピンホール
５３６ 上部基端ピンホール
５３８ 下部ダブルピボットリンク
５４０ 先端回動ピン
５４２ 基端回動ピン
５４４ 下部先端ピンホール
５５０ 基端フレームグランド
５５２ 回動ピンホール
５５４ 回動凹部
５５６、５５８ モーメントアーム
５６０ ドッグボーン型リンク
５６２ 基端ピン
５６６ 先端ピン
５７０ 先端フレームグランド
５７２ 先端横ガイド
５７４ 基端ガイド
５８０ ＥＡＰ作動システム
５８２、５８４ ＥＡＰスタックアクチュエータ
６００ ＥＡＰ作動関節運動接合部
６０２ 外科器具
６０４ シングルピボットフレーム組立体
６０６ 基端フレームグランド
６０８ タング
６１０ 先端フレームグランド
６１２ 回動ピン
６１４ 半涙型プーリー
６１６ 収縮ＥＡＰファイバーアクチュエータ
７００ ＥＡＰ作動関節運動ロック
７０２ 回動関節運動接合部
７０４ 外科器具
７０６ シングルピボットフレーム機構
７０８ 基端フレームグランド
７１０ 上部回動タブ
７１２ 下部回動タブ
７１４ 上部タング
７１６ 下部タング
７２０ エンドエフェクタ
７２２ 上部内側孔
７２４ 上部外側孔
７２６ 上部回動ピン
７２８ 下部内側孔
７３０ 下部外側孔
７３２ 下部回動ピン
７３４ 上部モーメントアーム
７３６ 下部モーメントアーム
７４０７４４ 上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ
７４８、７５２ 下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ
８００ 上部ＥＡＰ作動関節運動固定機構
８０２ 上部固定ボルト組立体
８０４ 上部固定凹部
８０８ 固定先端
８１０ 先端スロット
８１２ 歯車の谷
８１４ 歯車部分
８１６ クロスプレート
８１８ 圧縮ばね
８２０、８２２ ＥＡＰスタックアクチュエータ
８２４ 上部固定カバー
８３０ 下部ＥＡＰ作動関節運動固定機構
９００ ＥＡＰ関節運動システム
９０１ シングルピボット関節運動接合部
９０２、９０４ 上部ＥＡＰファイバーアクチュエータ
９０６、９０８ 下部ＥＡＰファイバーアクチュエータ
９１０ 上部モーメントアーム
９１２ 下部モーメントアーム
９１４ 上部回動タブ
９１６ 下部回動タブ
９１８ 基端フレームグランド
９２０ 左上部取付け点
９２４ 右上部取付け点
９２６ 左下部取付け点
９２８ 右下部取付け点
１０００ ＥＡＰ関節運動システム
１００１ シングルピボット関節運動接合部
１００２、１００４ 上部ＥＡＰスタックアクチュエータ
１００６、１００８ 下部ＥＡＰスタックアクチュエータ
１０１４ 上部モーメントアーム
１０１６ 上部回動タブ
１０２０、１０３０ チップピン
１０２２ 先端フレームグランド
１０２４ 下部モーメントアーム
１０２６ 下部回動タブ
１２００ 外科器具
１２０２ ＥＡＰ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
１３００ ＥＡＰ作動システム
１３０２、１３０４ ＥＡＰ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
１３５０ ＥＡＰ関節運動固定機構
１３５４、１３５８ ＥＡＰ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
１４００ ＥＡＰ動作システム
１４０２ ＥＡＰ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
１５００ ＥＡＰ動作システム
１５０２ 弾性フレーム本体
１５０４ ＥＡＰ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
１７００ 横方向ＥＡＰ作動関節運動ロック
１７０２ 回動関節運動接合部
１７０４ 外科器具
１７０６ シングルピボットフレーム組立体
１７０８ 基端フレームグランド
１７１０ 上部回動タブ
１７１２ 下部回動タブ
１７１４ 上部タング
１７１６ 下部タング
１７２２ 上部内側孔
１７２４ 上部外側孔
１７２６ 上部回動ピン
１７２８ 下部内側孔
１７３０ 下部外側孔
１７３２ 下部回動ピン
１７３４ 上部モーメントアーム
１７３６ 下部モーメントアーム
１８００、１８３０ 上部ＥＡＰ作動関節運動固定機構
１８０２ 上部固定フック組立体
１８０４ 矩形上部固定凹部
１８０６ 上部ＥＡＰ固定フックラッチ
１８０８ 固定チップ
１８１４ 固定プレート
１８２４ 上部固定カバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科器具であって、
エンドエフェクタと、
関節運動制御部、及び関節運動固定信号を生成するように機能的に構成された関節運動固定制御回路を含むハンドル部分と、
細長いシャフトと、
関節運動機構と、を含み、前記関節運動機構が、
前記細長いシャフトに取り付けられ、その細長いシャフトを介して前記関節運動固定信号に電気的に接続された基端フレーム部分と、
前記エンドエフェクタに取り付けられ、前記基端フレーム部分に回動可能に結合された先端フレーム部分と、
前記ハンドル部分の前記関節運動制御部に応答し、前記基端フレーム部分と前記先端フレーム部分の間に結合され、これらの間で関節運動するように機能的に構成された関節運動アクチュエータと、
前記基端フレーム部分と前記先端フレーム部分との間に係合して前記エンドエフェクタの関節運動の状態を維持する電気式関節運動固定機構と、を含む、外科器具。
【請求項２】
前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答する電気アクチュエータを含む、請求項１に記載の外科器具。
【請求項３】
前記電気式関節運動固定機構が電気活性ポリマーアクチュエータを含む、請求項１に記載の外科器具。
【請求項４】
前記関節運動機構の前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分が回動可能に取り付けられて回動関節運動接合部が形成されている、請求項１に記載の外科器具。
【請求項５】
前記電気式関節運動固定機構が、
前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分の選択された一方に取り付けられ、エネルギーの供給が停止されると前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分の他方に向かって延出して係合するように付勢される固定部材と、
作動されると前記固定部材に対する付勢に打ち勝って前記関節運動接合部の固定を解除するように機能的に構成及び配置された電気活性ポリマーアクチュエータとを含む、請求項４に記載の外科器具。
【請求項６】
前記電気式関節運動固定機構が、長手方向に移動する固定ボルトをさらに含み、この固定ボルトが、弾性部材によって長手方向に付勢されており、前記電気活性ポリマーアクチュエータが作動すると反対側の長手方向に付勢される、請求項５に記載の外科器具。
【請求項７】
前記電気式関節運動機構が、エネルギーが供給されると固定解除の位置に曲がるように機能的に構成及び配置された横方向に移動する電気活性ポリマーラッチをさらに含む、請求項５に記載の外科器具。
【請求項８】
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、閉止運動を長手方向に前記閉止スリーブ組立体に対して結合させ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、請求項４に記載の外科器具。
【請求項９】
前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答する電気アクチュエータを含む、請求項４に記載の外科器具。
【請求項１０】
前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の選択された一方が、前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の他方にピンで止められたモーメントアームを有しており、
前記電気アクチュエータが、関節運動を行うために、前記モーメントアームと前記他方のフレーム部分との間に互いに反対側を向いて結合された一対の電気活性ポリマーアクチュエータを含む、請求項９に記載の外科器具。
【請求項１１】
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、
エンドエフェクタと、
前記フレーム組立体に形成された回動関節運動接合部であって、前記フレーム組立体が、前記エンドエフェクタ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、前記回動関節運動接合部と、
前記細長いシャフトの基端部に取り付けられ、作動電気信号及び固定解除電気信号を選択的に前記細長いシャフトに伝達するように機能的に構成されたハンドル部分と、
前記回動関節運動接合部内に配置され、前記作動電気信号に応答して前記基端フレーム部分に対して前記先端フレーム部分を関節運動させる電気活性ポリマー関節運動アクチュエータと、
前記回動関節運動接合部に連結され、前記固定解除電気信号に応答して関節運動の間に前記関節運動接合部の固定を解除する電気活性ポリマー固定解除アクチュエータと、を含む、外科器具。
【請求項１２】
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、
エンドエフェクタと、
前記フレーム組立体に形成された可撓性関節運動接合部であって、前記フレーム組立体は、前記エンドエフェクタに取り付けられた先端フレーム部分、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、前記先端フレーム部分と前記基端フレーム部分とを連結する上部バンド及び下部バンドを備える可撓性関節運動接合部、並びに、複数の左垂直リブ及び複数の右垂直リブを含み、前記各リブ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、前記複数の左垂直リブ及び前記複数の右垂直リブのそれぞれが固定凹部を含む、前記可撓性関節運動接合部と、
前記細長いシャフトの基端部に取り付けられ、固定解除電気信号を選択的に前記細長いシャフトに伝達するように機能的に構成されたハンドル部分と、
左固定バンド及び右固定バンドを含む電気活性ポリマー関節運動固定機構であって、前記各固定バンドが、対応する前記左右の固定凹部に配置され、近接するリブ及び前記固定バンドの両方が長手方向に膨張してリブの間隔が広がった状態に維持されている時に、長手方向の長さが変化して複数の固定突出部を長手方向に整合させて前記近接するリブの間に挿入するように機能的に構成されている、前記電気活性ポリマー関節運動固定機構と、を含む、外科器具。
【請求項１】
外科器具であって、
エンドエフェクタと、
関節運動制御部、及び関節運動固定信号を生成するように機能的に構成された関節運動固定制御回路を含むハンドル部分と、
細長いシャフトと、
関節運動機構と、を含み、前記関節運動機構が、
前記細長いシャフトに取り付けられ、その細長いシャフトを介して前記関節運動固定信号に電気的に接続された基端フレーム部分と、
前記エンドエフェクタに取り付けられ、前記基端フレーム部分に回動可能に結合された先端フレーム部分と、
前記ハンドル部分の前記関節運動制御部に応答し、前記基端フレーム部分と前記先端フレーム部分の間に結合され、これらの間で関節運動するように機能的に構成された関節運動アクチュエータと、
前記基端フレーム部分と前記先端フレーム部分との間に係合して前記エンドエフェクタの関節運動の状態を維持する電気式関節運動固定機構と、を含む、外科器具。
【請求項２】
前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答する電気アクチュエータを含む、請求項１に記載の外科器具。
【請求項３】
前記電気式関節運動固定機構が電気活性ポリマーアクチュエータを含む、請求項１に記載の外科器具。
【請求項４】
前記関節運動機構の前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分が回動可能に取り付けられて回動関節運動接合部が形成されている、請求項１に記載の外科器具。
【請求項５】
前記電気式関節運動固定機構が、
前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分の選択された一方に取り付けられ、エネルギーの供給が停止されると前記先端フレーム部分及び前記基端フレーム部分の他方に向かって延出して係合するように付勢される固定部材と、
作動されると前記固定部材に対する付勢に打ち勝って前記関節運動接合部の固定を解除するように機能的に構成及び配置された電気活性ポリマーアクチュエータとを含む、請求項４に記載の外科器具。
【請求項６】
前記電気式関節運動固定機構が、長手方向に移動する固定ボルトをさらに含み、この固定ボルトが、弾性部材によって長手方向に付勢されており、前記電気活性ポリマーアクチュエータが作動すると反対側の長手方向に付勢される、請求項５に記載の外科器具。
【請求項７】
前記電気式関節運動機構が、エネルギーが供給されると固定解除の位置に曲がるように機能的に構成及び配置された横方向に移動する電気活性ポリマーラッチをさらに含む、請求項５に記載の外科器具。
【請求項８】
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、閉止運動を長手方向に前記閉止スリーブ組立体に対して結合させ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、請求項４に記載の外科器具。
【請求項９】
前記関節運動制御部が、関節運動電気信号を生成するように機能的に構成された回路を含み、
前記関節運動アクチュエータが、前記関節運動電気信号に応答する電気アクチュエータを含む、請求項４に記載の外科器具。
【請求項１０】
前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の選択された一方が、前記基端フレーム部分及び前記先端フレーム部分の他方にピンで止められたモーメントアームを有しており、
前記電気アクチュエータが、関節運動を行うために、前記モーメントアームと前記他方のフレーム部分との間に互いに反対側を向いて結合された一対の電気活性ポリマーアクチュエータを含む、請求項９に記載の外科器具。
【請求項１１】
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、
エンドエフェクタと、
前記フレーム組立体に形成された回動関節運動接合部であって、前記フレーム組立体が、前記エンドエフェクタ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、前記回動関節運動接合部と、
前記細長いシャフトの基端部に取り付けられ、作動電気信号及び固定解除電気信号を選択的に前記細長いシャフトに伝達するように機能的に構成されたハンドル部分と、
前記回動関節運動接合部内に配置され、前記作動電気信号に応答して前記基端フレーム部分に対して前記先端フレーム部分を関節運動させる電気活性ポリマー関節運動アクチュエータと、
前記回動関節運動接合部に連結され、前記固定解除電気信号に応答して関節運動の間に前記関節運動接合部の固定を解除する電気活性ポリマー固定解除アクチュエータと、を含む、外科器具。
【請求項１２】
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、
エンドエフェクタと、
前記フレーム組立体に形成された可撓性関節運動接合部であって、前記フレーム組立体は、前記エンドエフェクタに取り付けられた先端フレーム部分、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、前記先端フレーム部分と前記基端フレーム部分とを連結する上部バンド及び下部バンドを備える可撓性関節運動接合部、並びに、複数の左垂直リブ及び複数の右垂直リブを含み、前記各リブ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、前記複数の左垂直リブ及び前記複数の右垂直リブのそれぞれが固定凹部を含む、前記可撓性関節運動接合部と、
前記細長いシャフトの基端部に取り付けられ、固定解除電気信号を選択的に前記細長いシャフトに伝達するように機能的に構成されたハンドル部分と、
左固定バンド及び右固定バンドを含む電気活性ポリマー関節運動固定機構であって、前記各固定バンドが、対応する前記左右の固定凹部に配置され、近接するリブ及び前記固定バンドの両方が長手方向に膨張してリブの間隔が広がった状態に維持されている時に、長手方向の長さが変化して複数の固定突出部を長手方向に整合させて前記近接するリブの間に挿入するように機能的に構成されている、前記電気活性ポリマー関節運動固定機構と、を含む、外科器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【公開番号】特開２００６−５１３４７（Ｐ２００６−５１３４７Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００５−２１６９６３（Ｐ２００５−２１６９６３）
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（５９５０５７８９０）エシコン・エンド−サージェリィ・インコーポレイテッド (743)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１６９６３（Ｐ２００５−２１６９６３）
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（５９５０５７８９０）エシコン・エンド−サージェリィ・インコーポレイテッド (743)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．
【Ｆターム（参考）】
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