[发明专利]用于外科装置的力传感器

说明书

本公开涉及用于与外科装置一起使用的力传感器和力传感器衬底。力传感器包含衬底、多个感测元件、远端板以及销块组合件。所述衬底包含近端部分和远端部分，所述远端部分包含面对近端的表面，所述面对近端的表面与远端表面经由在其间延伸的开口成流体连通。所述多个感测元件安装于所述衬底的所述远端表面的感测区域上。所述远端板焊接到所述衬底的所述远端表面，从而在所述远端板与所述衬底的所述远端表面之间气密地密封所述多个感测元件。所述销块组合件焊接到所述衬底的所述远端部分的所述面对近端的表面，从而在所述销块组合件与所述衬底之间气密地密封多个导电销的远端。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月8日提交的第62/384,878号美国临时专利申请的权益和优先权，所述申请的全部内容特此以引用方式并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及外科装置。更特定来说，本公开涉及用于被供电的外科装置的力传感器。

背景技术

力传感器是已知的，且存在制造这些类型传感器的多种方法。在一个方法中，传感器利用接合的应变计，其在负载路径内附着到挠曲衬底。举例来说，与负载路径一体地使用的受简单支撑的钢梁可以具有安装于梁上的应变计。应变计是以惠斯通电桥电路(Wheatstone Bridge Circuit)配置并入，且包含激励电压。所述电路被设计成在偏转之前处于平衡(即，无负载)，且所述电路将在零负载下具有电阻。在加载期间，梁将偏转，且应变计将产生电阻改变。此电阻改变是可以使用信号条件被转换为施加于梁上的力值的信号。取决于配置的类型(例如，四分之一桥、二分之一桥、全桥)，所述信号将变化且需要校准以获得施加的实际力。

一些应变计并入有薄塑料膜，所述膜上嵌入有接合的NiCr(镍-铬或镍铬合金)线路径。当所述膜接合到梁且梁偏转时，NiCr线也将经受弯曲，从而造成线的变形。线的变形将造成上文提到的电阻的改变。

挠曲衬底必须被配置成在弹性区中弹性地变形。在衬底经受永久变形的情况下，应变计的感测线将约束于变形状态中。这将导致传感器的不准确的后续读数。

在应变计电路中通常利用焊料连接，其中应变计的线路径终止于一对焊料垫处。还使用其它连接，例如激光焊接、线到接触垫的机械施力等等。

焊料连接在使所述连接形成于高应变的区域中的情况下经受可能的失效。此应变会造成高水平的变形，从而造成焊料连接疲劳。取决于应变水平，此疲劳会造成焊料垫的失效，从而导致电信号的损失，使得传感器不可用。

如果使用替代的传感器，例如使用脆性材料的气相沉积制造的那些传感器，那么此现象会变得更成问题。使用气相沉积制造的传感器包含沉积若干介质层以产生传感器。通常，第一层由沿着将并入有感测线的表面沉积的薄玻璃层组成。首先沿着衬底沉积感测线作为全NiCr覆盖。激光随后蚀刻掉NiCr直到产生所需的线路径，其具有一对焊料垫，形成如上文关于接合的应变计描述的感测元件。最后，使用覆盖层来防止水分进入，从而防止迹线的短路。所述覆盖层可以是固化的环氧树脂或RTV密封剂(例如，室温硫化硅酮)，或气相沉积的玻璃，其中玻璃的一个区被蚀刻掉以获得对焊料垫的接入。这允许线或柔性电缆焊接到传感器。

上文描述的配置存在问题。一个问题是在仪器中加载衬底的能力。当沿着衬底利用玻璃时，玻璃在加载时可能破裂。另一问题是由于焊料垫上的大应变所致的过早失效。

已经使用负载读数传感器来执行外科装置中的功能，所述外科装置例如外科钉合仪器。通过使用负载读数传感器，夹持、钉合和切割力可得到监视且用以促进这些各种功能。负载读数传感器可用以检测预设定的负载，且使仪器对此响应做出反应。举例来说，在厚组织的夹持期间，负载将上升到预定极限，在此仪器会在组织松弛时减慢夹持以维持夹持力。这允许对厚组织的夹持而不会损坏此组织(例如，浆膜撕裂)。一种此实例是圆形钉合器的发动以产生被供电的EEA装置(例如，端到端吻合装置)的吻合。此装置的智能与当前可用的一次性单元相比处于较高的产品成本，且因此如果这些智能装置是可再用的则将是有益的。