专利名称：吻合器具、内窥镜系统和吻合器具的控制方法在医学领域中为了切除生于诸如大肠和小肠的消化道的内壁中的肿瘤或类似物的活体组织，执行通过吻合术进行处理的外科手术，其中消化道通过外科手术被部分除去并再次连结。吻合术中使用的吻合器具由以下部件构成将引入消化道的插入部分；设置在插入部分的近端的操作部分；圆柱形切割器，所述圆柱形切割器设置在插入部分的远端以除去肿瘤；和钉合器(stapler)，所述钉合器环绕切割器设置，以通过触发(striking)所述钉合器环内的钉(staple)(针)来夹住并连结由切割器切除的消化道的圆周边缘(例如，日本专利第4223656号和日本专利公开文献第2004-65476号和第2004-89442号)。当在消化道上使用上述的吻合器具执行吻合术时，诸如内窥镜的图像捕捉装置单独准备并从不同于吻合器具的位置的位置插入消化道。因此，在执行吻合术的同时通过图像捕捉装置检查要切除的活体组织的位置。在另一种情况中，如果要切除的活体组织位于消化道的入口附近，则可以预先通过图像捕捉装置、触诊或类似方法测量到所述组织的距离，以便根据测量的距离调节吻合器具的插入量。然而，消化道包括仅可以插入吻合器具但图像捕捉装置无法从不同于吻合器具的位置的位置插入的器官。此外，如果要切除的活体组织处于消化道的远离其入口的深部处， 则无法预先测量到所述组织的距离。因此，在该情况下无法执行使用传统吻合器具的外科手术。需要吻合的活体组织位于各种位置，并且理想的是即使处于消化道的所述深部处也允许切除活体组织。
本发明的一个目的是提供一种可以可靠地切除位于消化道的深部中的活体组织的吻合器具、一种具有所述吻合器具的内窥镜系统以及一种所述吻合器具的控制方法。为了获得本发明的上述及其它目的，根据本发明的吻合器具包括第一单元、第二单元、抽吸装置、切除装置和紧固装置。第一单元在内窥镜的插入部分的远端侧连接到将插入消化道的所述插入部分。第二单元在插入部分的相对于第一单元的近端侧设置在插入部分上。抽吸装置从消化道中的由第一和第二单元围起的空间吸出流体以使所述空间产生负压力，并且使所述空间中的消化道收缩。切除装置使第一和第二单元中的一个相对于另一个移动，并且在消化道的活体组织被夹在第一和第二单元之间的状态下切除活体组织。紧固装置连结消化道以闭合活体组织的切口。切除装置优选地包括圆柱形切割器。切割器从相对表面突出并切割活体组织，其中第一和第二单元关于所述相对表面相对。紧固装置优选地包括钉。钉环绕所述切割器由钉合器触发，以连结由切割器切除的消化道的切口的边缘。第一和第二单元中的至少一个优选地具有用于将插入部分推进到消化道的深部中的自推进设备。第一和第二单元中的至少一个优选地具有球囊，所述球囊利用发送到该球囊内的空气会膨胀。当抽吸装置正在减小由第一和第二单元围起的空间的压力时，第一和第二单元通过与消化道接触的自推进设备或球囊而严密密封所述空间。吻合器具可以还包括用于在抽吸装置从所述空间吸出流体的同时，检测由第一和第二单元围起的空间的压力的压力计。第一外壳可以连接到第一单元，第二外壳可以连接到第二单元。第一和第二外壳优选地装配在插入部分上。根据本发明的内窥镜系统包括内窥镜和如上所述的吻合器具。内窥镜包括将被引入消化道的插入部分以及连接到插入部分并在内窥镜的操作中使用的操作部分。根据本发明的吻合器具的控制方法包括以下步骤致动抽吸装置，以从消化道中的由第一和第二单元围起的空间吸出流体以及减小所述空间的压力并使所述空间中的消化道收缩；使第一和第二单元中的一个相对于另一个移动，使得收缩的消化道被夹在第一和第二单元之间；致动切除装置，以便在消化道的活体组织被夹在第一和第二单元之间的状态下切除活体组织；和致动紧固装置，以便在切除活体组织之后连结消化道。根据本发明，在流体被从消化道中的由第一和第二单元围起的空间吸出且所述空间产生负压力之后，第一和第二单元中的一个相对于另一个移动，使得第一和第二单元将消化道夹在所述空间中。切除装置切除夹住的消化道的活体组织，并且紧固装置在切除活体组织之后连结消化道。因此，甚至可以可靠地切除消化道深部中的活体组织。为了更完整地理解本发明及其优点，将参照结合附图的下述说明，其中图1是内窥镜系统的示意图；图2是吻合器具的外观的垂直图；图3是吻合器具的基本部件的横截面图；图4A至4C是手术过程的说明图，其中吻合器具插入消化道的深部，并且由第一和第二单元围起的空间产生负压力；和图5A至5C是手术过程的说明图，其中位于消化道的深部中的活体组织被切除，同时由第一和第二单元围起的空间产生负压力。
在图像捕捉窗13的后面 设置有用于摄入要成像的内部人体部分的图像的物镜光学系统以及用于捕捉内部人体部分的图像的诸如CCD或CMOS图像传感器的固态成像装置。 固态成像装置通过信号电缆连接到处理器装置12，所述信号电缆通过插入部分5、操作部分6和通用绳7并到达处理器连接器10。通过图像捕捉窗13获取的内部人体部分的图像形成在固态成像装置的光接收表面上并转换成为图像信号。处理器装置12通过信号电缆从固态成像装置接收图像信号，并对图像信号施加各种类型的图像处理。图像信号转换成为视频信号，并且在通过电缆连接到处理器装置12的监视器17 (参见图1)上显示为活动图像。导光件的光出口端分别设置在发光窗14的后面。导光件引导从光源装置11发出的光。导光件通过插入部分5、操作部分6和通用绳7并到达光源连接器8。通过导光件引导的光通过发光窗14被施加到要成像的内部人体部分。操作部分6包括角形旋钮18、操作按钮19和类似部件。角形旋钮18能够旋转以调节插入部分5的方向。操作按钮19用于各种操作，包括供气、供水、吸入空气和类似操作。如图2所示，吻合器具4连接到内窥镜3的插入部分5。插入部分5与吻合器具4 一起插入消化道。吻合器具4由第一单元21和第二单元22构成。第一单元21包括彼此一体形成的自推进设备30和砧座(anvil) 31。第一单元21 连接到插入部分5的远端侧。第一外壳32设置在自推进设备30和砧座31的近端侧。砧座31与稍后说明的第二单元22的筒(cartridge)71 —起构成吻合部分。砧座31具有大致的盘状形状，并且在所述砧座的中央具有开口 31a (参见图3)。开口 31a的尺寸与第一外壳32的外径一致。第一外壳32装配在插入部分5上，并且砧座31装配在第一外壳32的端部上。通过美国专利申请公开文献第2010/0198011号和类似文献已知，自推进设备30 使插入部分5在消化道内向前或向后移动。如图1所示，自推进设备30由从电源控制装置 33供应的电力驱动。用于将电力供应到自推进设备30的电缆34连接到电源控制装置33。电源控制装置33连接到操作单元(未示出)。操作单元设置有用于将向前移动、 向后移动和停止指令发出到自推进设备30的按钮。电源控制装置33响应操作单元上的操作控制电力供应。电缆34在第一外壳32与插入部分5之间延伸。要注意的是自推进设备30和砧座31可以不需要设置第一外壳32而直接连接到插入部分5。在这种情况下，电缆34可以沿着整个插入部分5通过胶合剂或类似物固定在插入部分5上，或者插入部分5可以具有使电缆34延伸通过的电缆通道。如图3所示，自推进设备30具有囊状部(bladder) 35。囊状部35与消化道的内壁接触，并产生推进力以使自推进设备30相对于内窥镜3的插入部分5的插入方向向前移动。囊状部35具有以直线A为中心的圆环(环状)形状，并且具有单个外表面35a和单个内表面35b。囊状部35由柔性材料制成。更具体地，囊状部35优选地由生物相容性塑料制成，例如，聚氯乙烯、聚酰胺树脂、氟塑料或类似材料。由囊状部35的内表面35b限定的囊状部35的内部容积35c包含或填充有流体、 气体、液体或其组合物以保持圆环形状。因此，囊状部35的外表面35a与消化道的内壁接触。
为了使自推进设备在插入方向上向前移动，囊状部35的外表面35a在与插入方向相反的方向上移动，同时保持与消化道的内壁接触。接着，外表面35a在后端处转动180° 并向内折回。其后，外表面35a在囊状部35的中间侧沿插入方向移动，并在前端处再次转动180°以向外折回。如上所述，通过使囊状部35循环在外侧沿着与插入方向相反的方向和在中间侧沿着插入方向运动，内窥镜3的插入部分5向前移动。另一方面，为了使自推进设备30在与插入方向相反的方向上向后移动，囊状部35的外表面35a沿与上述方向相反的方向循环运动。囊状部35由框架36支撑。框架36包括第一支撑结构40和第二支撑结构41。具有圆柱体形状的第一支撑结构40设置在囊状部35的内部容积35c内。第二支撑结构41 设置在环绕圆环的中心线A的中央空腔35d中。多个从动辊42沿着中心线在圆周方向上的预定角间隔处可旋转地连接到第一支撑结构40。第二支撑结构41包含蜗轮50。另外，第二支撑结构41可旋转地支撑传动齿轮(小齿轮)51以及稳定辊52和53，并且砧座31固定在近端侧。圆柱形连接装置54固定在第二支撑结构41上。圆柱形连接装置54被装配在插入部分5的远端部分5a上，同时可旋转地支撑蜗轮50。蜗轮50具有相对于中心线A旋转对称的圆柱体形状。蜗轮50被装配到连接装置 54上。蜗轮50为囊状部35的驱动部分。螺旋形螺纹55绕着中心线A形成在蜗轮50的外
表面中。传动齿轮51与蜗轮50的螺纹55接合。每一个传动装置51都从形成在第二支撑结构41上的开口部分突出以与囊状部35的外表面35a接触。多个从动辊42与囊状部35 接触，并且通过传动齿轮51以及稳定辊52和53夹住并保持囊状部35。在蜗轮50的后端形成有具有沿圆周方向布置的齿的齿轮系59。小齿轮60与齿轮系59啮合。小齿轮60与为驱动电动机的脉冲电动机61的旋转轴同轴。脉冲电动机61 固定到第二支撑结构41。如上所述的电缆34通过形成在连接装置54中的未显示的孔连接到脉冲电动机61。在通过电缆34从电源控制装置33供应电力(驱动脉冲)到脉冲电动机 61时，脉冲电动机61驱动小齿轮60。小齿轮60的旋转驱动齿轮系59并使蜗轮50旋转。由小齿轮60驱动的蜗轮50绕着中心线A旋转并通过传动齿轮51驱动囊状部35。 囊状部35根据蜗轮50的旋转方向(即，根据脉冲电动机61的旋转方向)在插入方向或与插入方向相反的方向上移动(循环运动)。第二单元22相对于第一单元21设置在插入部分5的近端侧。第二单元22由筒 71、球囊72和第二外壳73构成。筒71包括圆柱形保持件74、基部75、推动部76和致动器 77。保持件74面对第一单元21的砧座31。基部75在近端侧固定到保持件74。推动部76 设置在保持件74和基部75的内部空间中。在保持件74中，开口 74b形成在与砧座31相对的表面74a的中心处以使切割器 80通过所述开口。每一个都包含U形钉79的多个钉室74c同心地环绕开口 74b形成。钉室74c被布置成两个同心圆。每一个钉室74c都朝向保持件74的相对表面74a开口，并且在近端侧与保持件74的内部空间连通。推动部76具有大致的盘状形状。间隙76a形成在推动部76的中心处以使第二外壳73通过所述间隙。圆柱形切割器80固定到推动部76且与推动部76同心。推动部76具有许多环绕切割器80形成的钉推动件76b。钉推动件76b被布置成两个同心圆以与钉室74c相对应。推动部76的钉推动件76b保持从近端侧插入钉室74c并容纳在所述钉室中的钉79，并且在钉合器操作时推动钉79。基部75装配在第二外壳73的端部上。致动器77设置在推动部76与基部75之间。例如，致动器77为螺线管。致动器77通过电缆78 (参见图1)连接到电源控制装置33。 例如，电缆78在第一外壳32与第二外壳73之间延伸。当致动器77被电源控制装置33的控制驱动时，致动器77将推动部76推到远端侧。当推动部76被致动器77推动时，切割器 80从相对表面74a突出到砧座31。另外，容纳在钉室74c中的钉79被钉推动件76b推动并从相对表面74a突出到砧座31。在砧座31中，用于容纳切割器80的凹入部分31c和环绕凹入部分31c设置的钉成形沟槽31d形成在与筒71相对的表面31b中。在由砧座31和筒71组成的吻合部分中，当相对表面31b和74a夹住构成消化道的内壁的活体组织时，推动部76通过致动器77的驱动被推到远端侧，以使切割器80和钉 79从相对表面74a突出。因此，已经突出到砧座31的凹入部分31c的切割器80切除活体组织。另外，钉79刺入切除的消化道的圆周边缘，并且钉79的端部通过钉成形沟槽31d折叠以再次连结消化道的圆周边缘。第二外壳73被设置成使得其端面73a从推动部76的间隙76a露出并面对砧座31 的相对表面31b。在第二外壳73中，沿着第二外壳73的轴向形成第一外壳插入管道81、用于球囊72的流体供应/抽吸通道82和通道83。第一外壳32插入通过第一外壳插入管道 81，并且第一外壳插入管道81优选地被涂敷有润滑涂层材料或类似材料以改善润滑作用。球囊72具有大致的圆柱体形状，其中所述圆柱体的中间部分鼓起。球囊72的远端和近端都通过螺纹、胶合剂或类似物的缠绕而固定在第二外壳73的外周边上。流体供应 /抽吸通道82的远端在球囊72的远端附近封闭。流体供应/抽吸通道82与形成在第二外壳73的外周边中的出口 84连通。出口 84形成在与球囊72的连接位置相对应的位置处。 由于流体通过出口 84被供应到球囊72或者被从球囊72中吸出，因此球囊72膨胀或收缩。 流体供应/抽吸通道82的近端连接到管子85 (参见图1)。吸气通道83在远端侧的吸入口 83a与第二外壳73的端面73a连通，并且通过开口 74b和间隙76a面对砧座31的相对表面31b。吸气通道83的近端连接到管子86 (参见图1)。流体供应/抽吸通道82和吸气通道83分别通过管子85和86连接到流体供应及抽吸控制装置87 (参见图1)。流体供应及抽吸控制装置87具有供应或吸出诸如空气的流体的功能并连接到未显示的操作单元。流体供应及抽吸控制装置87响应操作单元上的操作通过吸气通道83和管子86吸出流体，以使由第一和第二单元21和22围起的空间产生负压力。流体供应及抽吸控制装置87还通过流体供应/抽吸通道82和管子85供应用于使球囊72膨胀的空气，并且使空气压力保持在恒定水平以保持球囊72的膨胀状态。要注意的是流体供应及抽吸控制装置87包括作为压力计的压力传感器88。压力传感器88检测抽吸压力水平，其中流体供应及抽吸控制装置87以所述抽吸压力水平从第一和第二单元21和22围起的空间吸出空气。流体供应及抽吸控制装置87将由压力传感器88检测的抽吸压力水平显示在未显示的监视器上。当显示在监视器上的抽吸压力水平为预定值或更大值时，由第一和第二单元21和22围起的空间被判定为负压力。
如上所述，筒71和球囊72被固定在第二外壳73上，第二外壳73可沿着轴向相对于第一外壳32滑动。因此，第二单元22可在“夹住位置”与“缩回位置”之间滑动，在所述夹住位置处，第二单元22靠近第一单元21以夹住相对表面31b与74a之间的构成消化道的内壁的活体组织，而在所述缩回位置处，第二单元22远离第一单元21。接下来，将参照图4A-5C说明具有上述结构的内窥镜系统2的操作。首先，吻合器具4连接到内窥镜3的插入部分5。在该连接过程中，第一外壳32被装配在插入部分5 上，具有筒71和球囊72的第二外壳73被装配在第一外壳32上。接着，自推进设备30和砧座31连接到第一外壳32的远端部分。在启动如上所述的光源装置11、处理器装置12、 电源控制装置33、流体供应及抽吸控制装置87、操作单元和类似装置以为外科手术作准备之后，内窥镜3的插入部分5的远端部分5a插入病人的消化道。在远端部分5a到达消化道中的预定位置之后，例如恰好在乙状结肠之前，电源控制装置33的操作单元运转，以开始向自推进设备30供应电力(驱动脉冲)。在输入向前移动指令时，供应所述驱动脉冲以使脉冲电动机61正向旋转，并且小齿轮60在预定方向上旋转。响应于小齿轮60的旋转，蜗轮50旋转，并且囊状部35在图3的箭头显示的方向上循环运动。囊状部35与消化道的内壁接触，并且产生推进力以使远端部分5a在插入方向上向前移动。自推进设备30由于所述推进力从前向后拖拉消化道的内壁，并因此使内窥镜3 的远端部分5沿着消化道的内壁向前移动。当输入向后移动指令时，电源控制装置33将驱动脉冲供应到脉冲电动机61以使小齿轮在反向上旋转。因此，自推进设备30向后移动。此外，当通过操作单元的按钮的操作输入停止指令时，电源控制装置33停止供应驱动脉冲以使自推进设备30停止。适当地执行上述操作能够使远端部分5a达到消化道的深部。此时，球囊72通过流体供应及抽吸控制装置87的操作单元上的操作可以适当地膨胀。当第二外壳73固定在消化道中时，自推进设备30可以向前移动以推进远端部分5a 和第一单元21。接着，在球囊72收缩之后，第二外壳73可以被手动推动以使第二外壳73 相对于第一外壳32滑动，使得第二单元22前进到消化道的深部中。此后，如图4A所示，当远端部分5a到达消化道90的深部时，根据监视器17上显示的活动图像检查要切除的活体组织的位置。接着，如上所述，第二单元22通过手动推动第二外壳而向前移动。依此方式，自推进设备向前或向后移动并停止，使得监视器17上检查的活体组织位于第一和第二单元21和22之间，如图4B所示。此时，第二单元22到达缩回位置，从而远离第一单元21预定距离。在第一和第二单元21和22位于消化道90的活体组织91之间之后，球囊72响应流体供应及抽吸控制装置87的操作单元上的操作膨胀到预定体积，使得第二单元22与消化道90的内壁接触。此时，如上所述，第一单元21由于容纳在囊状部35中的流体而与消化道90的内壁接触。因此，由消化道90内的第一和第二单元21和22围起并包含活体组织的空间被严密密封。接着，如图4C所示，当消化道90内的在第一和第二单元21和22之间的空间被严密密封时，流体供应及抽吸控制装置87的操作单元操作以使所述密封空间产生负压力。因此，第一和第二单元21和22之间的空间产生负压力，并且消化道90的内径收缩到包含活体组织90的空间中。由此，消化道90的内壁被夹到相对表面31b和74a之间，以便由切割器80切除并被钉79钉住。要注意的是，此时，流体供应及抽吸控制装置87的监视器上显示的抽吸压力水平有助于识别出由第一和第二单元21和22围起的空间已经产生负压力。接着，如图5A所示，当由第一和第二单元21和22围起的空间保持在负压力下时， 固定插入部分5，并且第二外壳73被手动推动到插入方向上，以将第二单元22从缩回位置移动到夹住位置。当相对表面31b和74a保持夹住包含活体组织91的消化道90的内壁时， 电源控制装置33的操作单元操作以驱动致动器77。因此，如图5B所示，切割器80和钉79 从相对表面74a突出，因此，活体组织91被从消化道90的内壁切除，并且钉79刺入内壁切口的圆周边缘以再次连结消化道90。然后，如图5C所示，具有吻合器具4的插入部分5被从消化道90拉出。此时，切除的活体组织91被从消化道90中引出，同时被夹在砧座31与筒71之间。如上所述，吻合器具4允许确定地切除位于消化道深部中的活体组织91。在上述的实施例中，使切割器80突出并触发环绕切割器80的钉79的筒71被设置在第二单元22中，同时容纳切割器80和钉79的砧座31被设置在第一单元21中。然而， 相反地，筒也可以设置在第一单元21中，同时砧座可以设置在第二单元22中。在上述的实施例中，第一单元21设置有自推进设备30，同时第二单元22设置有球囊72。然而，第一单元21也可以设置有球囊，同时第二单元22可以设置有自推进设备。此外，第一和第二单元21和22都可以具有自推进设备和球囊中的每一个。如果第二单元22 设置有自推进设备，则第二单元22通过自推进设备的推进力移动到夹住位置。如果第一和第二单元21和22都具有球囊，则两个球囊交替膨胀和固定在消化道中，并且插入部分5和第二外壳73交替地被推动以使第一和第二单元21和22插入消化道深部。在上述的实施例中，抽吸装置的吸入口设置在第二单元22中，但是作为替代方式也可以设置在第一单元21中。在这种情况下，吸入口优选地被设置成面对第二单元22的相对表面。在上述的实施例中，一体形成在流体供应及抽吸控制装置87中的压力传感器88 用作用于检测抽吸压力水平的压力计，但是任何装置都可使用，只要该装置可以检测从由第一和第二单元21和22围起的空间中吸出的空气中的抽吸压力水平即可。例如，与流体供应及抽吸控制装置87单独设置的压力传感器可以设置在第一和第二单元21和22中的一个中。用于检测由第一和第二单元21和22围起的空间中的抽吸压力水平的多个压力传感器可以沿着圆周方向以恒定角间隔设置。在这种情况下，当以恒定角间隔设置的所有压力传感器都指示预定值或更大值时，可以识别出在由第一和第二单元21和22围起的整个空间沿圆周方向均勻地吸出空气，并且更准确地使由第一和第二单元21和22围起的空间产生负压力。在上述的实施例中，第二外壳73被手动向前移动以将消化道90夹在第一和第二单元21和22之间。代替该方式，第一单元21可以通过脉冲电动机61的反向旋转向后移动并通过第二单元22夹住消化道90。尽管已经通过优选实施例参照本发明的附图充分地说明本发明，但是对本领域的技术人员显而易见的是能够进行各种改变和修改。因此，除非这些改变和修改偏离本发明的保护范围，否则这些改变和修改应该被理解为包括在本发明的保护范围内。


本发明公开了一种吻合器具，所述吻合器具包括第一和第二单元。第一单元连接到内窥镜的插入部分的远端部分并具有自推进设备和砧座。第二单元连接在第一单元的后面并具有筒和球囊。插入部分与吻合器具一起插入消化道。在消化道中，流体通过设置在筒中的吸入口被从由第一和第二单元围起的空间吸出以使所述空间产生负压力。当消化道在所述空间中收缩时，第二单元相对于第一单元移动。在收缩的消化道被夹在第一和第二单元之间的状态下，切割器切除活体组织，并且钉被触发以连结消化道的切口的边缘。