專利名稱：用于切割和凝結(jié)的超聲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體上涉及超聲外科系統(tǒng)，更具體而言，本發(fā)明涉及一種 超聲裝置，該裝置被優(yōu)化以允許醫(yī)生在諸如甲狀腺切除等精確且精 細的外科手術(shù)中進行組織的切割、凝結(jié)和精細解剖。
背景技術(shù)：
由于超聲外科器械的獨特性能，這種器械被日益廣泛地應(yīng)用在外 科手術(shù)中。根據(jù)具體的器械構(gòu)造和操作參數(shù)，超聲外科器械能夠基 本上同時提供組織切割和凝結(jié)止血，從而使對患者的損傷最小。切
行器向與其接觸的組織傳遞超聲能量。這種特性的超聲器械能夠被
構(gòu)造成用于開放式外科應(yīng)用、腹腔鏡或內(nèi)窺鏡外科手術(shù)(包括機器 人輔助的手術(shù))。
已經(jīng)開發(fā)了包括夾鉗機構(gòu)的超聲外科器械，夾鉗機構(gòu)用于將組織 壓抵到端部執(zhí)行器的刀上，以將超聲能量傳到患者的組織。這樣的 裝置(有時被稱作夾鉗凝結(jié)器剪刀或超聲切割器)公開在美國專利 No.5322055、 5873873和6325811中。
醫(yī)生通過擠壓手柄或者把手來致動夾鉗臂，以使夾鉗墊壓抵到刀上。
夾鉗凝結(jié)器剪刀目前的一些設(shè)計利用腳踏板來為外科器械供給 能量。醫(yī)生操作腳踏板的同時向手柄施加壓力，以將組織壓在鉗口 和刀之間，從而致動提供能量的發(fā)生器，該能量傳遞至切割刃以切割和凝結(jié)組織。這種類型的器械致動的主要缺陷包括醫(yī)生在尋找腳 踏板時無法將注意力完全集中在手術(shù)部位，該腳踏板在手術(shù)過程中 會防礙醫(yī)生的運動并且在長時間的手術(shù)過程中醫(yī)生的腿部容易疲 乏。
已經(jīng)披露了平衡彎曲的端部執(zhí)行器的多種方法，所述方法包括沿
著端部執(zhí)行器重新配置質(zhì)量。這些方法的缺點在于i)彎曲區(qū)域的
應(yīng)力高，這使得端部執(zhí)行器如果在外科手術(shù)過程中與金屬接觸則更
易于斷裂；ii)有效長度較短，這限定了能夠被施以手術(shù)的血管的
尺寸(有效長度被定義為從刀的遠端到位移為其遠端處的位移的一
半的位置的長度)；和/或iii)不能單獨地平衡正交的位移。
夾鉗凝結(jié)器剪刀目前的一些設(shè)計使用手柄，該手柄可以是手槍式
4巴手或剪刀把手的設(shè)計。剪刀把手的設(shè)計可以具有不可移動并固定
至外殼的一個拇指或手指把手和一個可移動的拇指或手指把手。對
于使用諸如止血鉗等其它開放式外科器械的醫(yī)生來說，這種類型的
把手可能不是特別熟悉，因為在諸如止血鉗之類的外科器械中，拇 指和手指把手可以;波此相對移動。
當(dāng)前設(shè)計的剪刀臂能夠圍繞與工作元件的縱向軸線垂直的固定 樞軸或旋轉(zhuǎn)點旋轉(zhuǎn)。這種方式是受限制的，因為兩個臂之間的相對 運動完全旋轉(zhuǎn)。這個特征對控制兩個被完全閉合的工作端之間的壓 力分布產(chǎn)生了限制。
夾鉗凝結(jié)器剪的當(dāng)前的 一些設(shè)計不是特別地設(shè)計用于需要精確 解剖、切割和凝結(jié)的精細手術(shù)。 一種示例性的手術(shù)是需要進行精確 解剖、切割和凝結(jié)以避開重要的血管和神經(jīng)束的甲狀腺切除。
因此需要提供一種能夠克服當(dāng)前器械的一些缺陷的超聲外科器 械。這里描述的超聲外科器械克服了這些缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
體現(xiàn)本發(fā)明原理的超聲夾鉗凝結(jié)器組件被構(gòu)造為在外科手術(shù)過 程中選擇性地進行組織解剖、切割、凝結(jié)和夾緊。本發(fā)明的第一實施方式的第一種形式是一種超聲波導(dǎo)管，其包括: 連接到所述波導(dǎo)管的所述遠端上的超聲致動的刀；具有組織接合表 面的組織墊，所述組織接合表面具有第一寬度和比所述第一寬度小 的第二寬度；限定遠側(cè)部和近側(cè)部并且能夠相對于所述刀移動的夾
鉗構(gòu)件，其具有打開位置和閉合位置，在所述打開位置中，所述夾 鉗構(gòu)件的至少一部分與所述刀間隔開，在所述閉合位置中，所述夾 鉗構(gòu)件鄰近所述刀，用于將組織夾鉗在所述組織墊和所述刀之間。
第一實施方式的第二種形式是，所述夾鉗構(gòu)件在第一平面內(nèi)限定 第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸，所述夾鉗 構(gòu)件還在第二平面內(nèi)限定第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸大于 所述第二尺寸。
第三實施方式的第一種形式包括一種組裝已消毒的超聲夾鉗凝 結(jié)器裝置的方法，所述方法包括以下步驟提供具有近端和遠端的 超聲波導(dǎo)管；提供連接到所述波導(dǎo)管的所述遠端上的超聲致動的刀； 提供具有凸緣和組織接合表面的組織墊，所述組織接合表面具有第 一寬度和比所述第一寬度小的第二寬度；和提供能夠相對于所述端 部執(zhí)行器移動的夾鉗構(gòu)件，其具有打開位置和閉合位置，在所述打 開位置中，所述夾鉗構(gòu)件的至少一部分與所述刀間隔開，在所述閉 合位置中，所述夾鉗構(gòu)件鄰近所述刀，用于將組織夾鉗在所述組織 墊和所述刀之間，所述夾鉗構(gòu)件包括用于可滑動地接收所述凸緣的 槽；將所述凸緣可滑動地接合在所述槽中；并且對所述夾鉗凝結(jié)器 裝置進行消毒。
第四實施方式的第一種形式的超聲外科器械包括用于容納換能 器并且還限定縱向軸線的外殼；定位在所述外殼上的第一開關(guān)，用 于通過使用者的一個或多個手指沿與所述縱向軸線平行的方向進行 啟動，并且第一開關(guān)還電連接到發(fā)生器，用于向所述發(fā)生器提供電 信號，以控制由所述換能器傳遞的超聲能量的第 一 水平。
第四實施方式的第二種形式的超聲外科器械還包括定位在所述 外殼上的第二開關(guān)，用于通過使用者的一個或多個手指沿與所述縱向軸線平行的方向進行啟動，并且第二開關(guān)還電連接到發(fā)生器，用 于向所述發(fā)生器提供電信號，以控制由所述換能器傳遞的超聲能量 的第二水平。
第五實施方式的第一種形式的超聲外科器械包括限定縱向軸線 的超聲波導(dǎo)管，所述超聲波導(dǎo)管具有近端、最遠側(cè)節(jié)點和遠端；超 聲致動的刀，其定位在所述波導(dǎo)管的遠端處，并且在第一平面內(nèi)限 定一功能不對稱部；位于所述最遠側(cè)節(jié)點的遠側(cè)以及所述刀的近側(cè) 的第 一 平衡不對稱部；以及位于所述最遠側(cè)節(jié)點的近側(cè)的第二平衡 不對稱部。
第六實施方式的第一種形式的超聲外科器械包括外殼；具有近 端的外部護罩，所述近端連接到所述外殼；定位在所述外部護套中 的超聲波導(dǎo)管；超聲致動的刀，所述超聲致動的刀定位在所述波導(dǎo) 管的遠端處；和致動桿，其用于操作位于所述桿的遠端處的夾鉗臂。 所述致動桿包括凸輪構(gòu)件，所述凸輪構(gòu)件可操作地接合所述外部護 套，所述致動桿的運動使所述夾鉗臂相對于所述刀在打開和夾鉗位 置之間定位。
在第六實施方式的第二種形式的超聲器械中，固定的指環(huán)限定長 度為L的開口，所述外殼和換能器的尺寸能夠用于將所述外科器械 在所述外殼處的重心定位在長度L的尺寸范圍內(nèi)。
第一實施方式的第一種形式的用于超聲夾鉗凝結(jié)器裝置的轉(zhuǎn)矩 扳手包括手動扳手主體；可動地安裝在所述扳手主體上的懸臂； 定位在所述懸臂的遠端的至少一個齒；以及可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述手 動扳手上的適配器，所述適配器包括用于可操作地接合所述齒的凸 輪。


在所附權(quán)利要求中具體地提出本發(fā)明的新穎特征。但是，通過結(jié) 合附圖參考以下描述，可以最好地理解發(fā)明本身操作的模式和方法， 其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的超聲外科器械的一種實施方式的透視圖； 圖2是圖1的立體裝配圖3A是根據(jù)本發(fā)明的波導(dǎo)管和刀的一種實施方式的透視圖； 圖3B是圖3A的波導(dǎo)管和刀的正視圖3C是根據(jù)本發(fā)明的波導(dǎo)管和刀的一種替代實施方式的正視
圖3D是根據(jù)本發(fā)明的波導(dǎo)管和刀的一種替代實施方式的正視
圖3E是根據(jù)本發(fā)明的波導(dǎo)管和刀的一種替代實施方式的正視
圖3F是圖3E的波導(dǎo)管和刀的實施方式的替代視圖3G是根據(jù)本發(fā)明的波導(dǎo)管和刀的一種替代實施方式的正視
圖4是示出本發(fā)明和已有技術(shù)的位移廓線的曲線圖； 圖5是示出本發(fā)明和已有技術(shù)的位移廓線的替代曲線圖； 圖6A是圖3E-F的波導(dǎo)管和刀的正視圖，圖示了刀的曲率半徑的 一種實施方式；
圖6B是圖6A的刀和弧形切口的一種實施方式的分解圖6C是圖6A的實施方式的替代視圖6D是圖6B的實施方式的剖視圖7A是根據(jù)本發(fā)明的端部執(zhí)行器的正視圖7B是圖7A的端部執(zhí)行器的平面圖8是根據(jù)本發(fā)明的夾鉗構(gòu)件的遠端的從其近側(cè)觀察的透視圖9A是根據(jù)本發(fā)明的組織墊的平面圖9B是圖9A的組織墊的相對面的平面圖9C是圖9A-B的組織墊的正^見圖IOA是夾鉗構(gòu)件的一種替代形式的透視圖IOB是圖10A的夾鉗構(gòu)件和第一組織墊的透視圖IOC是圖IOA的夾鉗構(gòu)件和第一、第二組織墊的透視圖；圖IIA-B是第一和第二組織墊的替代形式；
圖IIC是用于圖IIA-B的組織墊的夾鉗臂的一種替代形式的透視
圖IID是圖11C的夾鉗臂的一種替代視圖IIE是圖11A-D的裝配在一起的夾鉗臂和組織墊組件的剖視
圖12A是具有遠側(cè)連接點的夾鉗臂的一種替代實施方式的透視
圖12B是具有遠側(cè)連接構(gòu)件的組織墊的一種替代實施方式的透 視圖12C是圖12A-B的裝配在一起的夾鉗臂和組織墊的透視圖； 圖13是根據(jù)本發(fā)明的超聲器械的遠端的局部視圖； 圖14是夾鉗臂的一部分、夾鉗構(gòu)件和凸輪構(gòu)件的正面立體圖； 圖15是外部護罩和凸輪槽的立體圖； 圖16A是根據(jù)本發(fā)明的超聲器械和按鈕組件的正視圖； 圖16B是根據(jù)本發(fā)明的兩件式按鈕組件的正視圖； 圖16C是圖示開關(guān)外殼、換能器、波導(dǎo)管和外殼之間的交界面的 正面透浮見圖16D是根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)外殼的正面透視圖； 圖16E是圖16D的開關(guān)外殼的一種替代視圖； 圖16F是根據(jù)本發(fā)明的彎曲電路的視圖； 圖16G是手動開關(guān)電路的電氣示意圖17 A是根據(jù)本發(fā)明的可以被使用者抓持的超聲器械的正視圖； 圖17B是根據(jù)本發(fā)明的超聲器械的手指和拇指的交界面的立體
圖18是根據(jù)本發(fā)明的可以被使用者抓持并限定重心的超聲器械 的正視圖19A是根據(jù)本發(fā)明的兩件式轉(zhuǎn)矩扳手的透視圖； 圖19B是根據(jù)本發(fā)明的手動扳手的透視圖；圖19C是圖19B的手動扳手的正視圖19D是手動扳手的遠端的端面剖視圖，其中，描述了懸臂和齒 形幾何結(jié)構(gòu)；
圖19E是適配器的剖視圖，其中，描述了花鍵齒輪的幾何結(jié)構(gòu)； 圖19F是用于根據(jù)本發(fā)明的手動扳手的適配器的透視圖；以及 圖19G是與根據(jù)本發(fā)明的超聲器械接合的手動扳手的局部透視圖。
具體實施例方式
在詳細解釋本發(fā)明之前，應(yīng)注意，本發(fā)明不將其應(yīng)用或使用限制 為在附圖和說明書中描述的構(gòu)造和零部件的布置的細節(jié)。本發(fā)明的 示例性實施方式可在其它實施方式、改變和變化中執(zhí)行或包含在其 它實施方式、改變和變化中，并可以多種方式實踐或?qū)嵤?。此外?除非另外指明，為方便讀者，這里采用的術(shù)語和表述是為描述本發(fā) 明的示例性實施方式的目的而選，而不是出于限制本發(fā)明的目的。
此外，應(yīng)理解，下面描述的實施方式、實施方式的表現(xiàn)形式、例 子等的任何一個或多個可與下面描述的其它實施方式、實施方式的 表現(xiàn)形式、例子等的任何一個或多個組合。
本發(fā)明特別地涉及改進的超聲外科夾鉗凝結(jié)器裝置，其被構(gòu)造為
組織切割、凝結(jié)和/或夾緊。本裝置可以被構(gòu)造為用在開放式外科手 術(shù)中。多樣化的使用是通過選擇性地使用超聲能量來實現(xiàn)的。當(dāng)裝 置的超聲部件未受激勵時，可以根據(jù)需要容易地抓住組織并對組織 進行操作，而不切割或損傷組織。當(dāng)超聲部件受到激勵時，該裝置 允許抓住組織，與超聲能量進行連接以實現(xiàn)組織凝結(jié)，其中施加增 大的壓力來有效地實現(xiàn)組織切割和凝結(jié)。如果需要，通過適當(dāng)?shù)夭?作超聲刀，超聲能量可以施加到組織，而不需要使用裝置的夾鉗機 構(gòu)。
如以下的描述中所清楚地看到的，由于夾鉗凝結(jié)器裝置的結(jié)構(gòu)簡單，其被特別構(gòu)造為一次性使用。同樣，可以設(shè)想該裝置與外科系 統(tǒng)的超聲發(fā)生器單元結(jié)合使用，由此，來自發(fā)生器單元的超聲能量 為該夾鉗凝結(jié)器裝置提供所需的超聲致動。應(yīng)當(dāng)理解，體現(xiàn)本發(fā)明 原理的夾鉗凝結(jié)器裝置能夠被構(gòu)造為非 一次性使用或者是多次使用 的，并且與相關(guān)的超聲發(fā)生器單元不可拆卸地形成一體。然而，對 于單個患者使用該裝置來說，該夾鉗凝結(jié)器裝置與相關(guān)超聲發(fā)生器 單元的可拆卸連接在目前是優(yōu)選的。
具體參照圖1和2，圖示了外科系統(tǒng)19的一種實施方式，該外
科系統(tǒng)19包括根據(jù)本發(fā)明的超聲外科器械100。外科系統(tǒng)19包括超 聲發(fā)生器30和超聲外科器械100，超聲發(fā)生器30經(jīng)由線纜22連接 到超聲換能器50上。應(yīng)當(dāng)注意，在一些應(yīng)用中，超聲換能器50被 稱作"手持組件"，因為外科系統(tǒng)19的外科器械被構(gòu)造為使得醫(yī)生 在各種手術(shù)和操作過程中可以抓住并操作超聲換能器50。合適的發(fā) 生器是Cincinnati, Ohio的Ethicon Endo—Surgery， Inc.出售的 GEN04 (也稱作發(fā)生器300 )。合適的換能器在2006年10月10日提 交的(代理人巻號為END5747USNP1 )題為MEDICAL ULTRASOUND SYSTEM AND HANDPIECE AND METHODS FOR MAKING AND TUNING的共同未決美
國專利申請中公開，該專利申請的內(nèi)容通過引用包含在此。
超聲換能器50和超聲波導(dǎo)管80 —起提供了本外科系統(tǒng)19的聲 學(xué)組件，當(dāng)聲學(xué)組件由發(fā)生器30供能時，聲學(xué)組件提供用于外科手 術(shù)的超聲能量。外科器械100的聲學(xué)組件一般包括第一聲學(xué)部分和 第二聲學(xué)部分。在本實施方式中，第一聲學(xué)部分包括超聲換能器50 的超聲有效部分，第二聲學(xué)部分包括傳輸組件71的超聲有效部分。 此外，在本實施方式中，第一聲學(xué)部分的遠端例如通過螺紋連接可 操作地連接到第二聲學(xué)部分的近端。
超聲外科器械100包括組合式手柄組件68,其適于使操作者與 容納在換能器50中的聲學(xué)組件的振動隔開。手柄組件68的形狀可 以形成為能夠由使用者以傳統(tǒng)方式握持，但可以想到，該超聲外科 器械100原則上通過剪刀狀設(shè)置來握持和操作，該剪刀狀設(shè)置由器械的手柄組件提供，如下所述。盡管圖示了組合式的手柄組件68, 但該手柄組件68可以包括單個或一體的部件。通過將換能器插入到 手柄組件68中，超聲外科器械100的近端接收超聲換能器50的遠 端并與該遠端裝配在一起。超聲外科器械100可以作為一個單元從 超聲換能器50拆裝。超聲外科器械IOO可以包括手柄組件68，該手 柄組件68包括配合外殼部分69、 70和超聲傳輸組件71。超聲外科 器械100的細長傳輸組件71從器械手柄組件68垂直地延伸。
手柄組件68可以由諸如聚碳酸酯或液晶聚合物等耐用塑料制 成?？梢韵氲绞直M件68可以替代地由包括其它塑料、陶瓷或金屬 在內(nèi)的多種材料制成。然而，傳統(tǒng)的未填充的熱塑性塑料的導(dǎo)熱率 ^又約0.20 W/m° K (Watt/meter-° Kelvin)。為了改進器才成的熱耗^ 散，可以使用導(dǎo)熱率在20-100 W/m° K范圍內(nèi)的諸如高耐熱性樹脂 液晶聚合物(LCP)、聚亞苯基(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)和聚砜 等熱傳導(dǎo)熱塑性塑料制造手柄組件。PEEK樹脂是填充有能夠?qū)щ姷?氮化鋁或氮化硼的熱塑性塑料。導(dǎo)熱樹脂有助于控制較小的器械中 的熱量。
傳輸組件71包括波導(dǎo)管80和刀79。應(yīng)當(dāng)注意，在一些應(yīng)用中， 傳輸組件有時被稱作"刀組件，，。適于將超聲能量從換能器50傳輸 至刀79的尖端的波導(dǎo)管80可以是撓性的、半撓性的或剛性的。如 本領(lǐng)域所公知的，波導(dǎo)管80還可以纟皮構(gòu)造為》文大通過波導(dǎo)管80傳 輸至刀79的機械振動。波導(dǎo)管80還可以進一步具有控制沿著波導(dǎo) 管80的縱向振動的增益的部件和將波導(dǎo)管80調(diào)節(jié)到系統(tǒng)諧振頻率 的部件。具體來說，波導(dǎo)管80可以具有任何適當(dāng)?shù)臋M截面尺寸。例 如，波導(dǎo)管80可以具有基本上均勻的橫截面，或者波導(dǎo)管80可以 在不同的部分逐漸變細或者可以沿著其整個長度變細。
超聲波導(dǎo)管80的長度例如可以基本上等于二分之一系統(tǒng)波長的 整數(shù)倍(n入/2)。優(yōu)選地，超聲波導(dǎo)管80和刀79可以由實心軸制 造，該實心軸由諸如鈦合金(即，Ti-6A1-4V)、鋁合金、藍寶石、 不銹鋼或任何其它聲學(xué)相容材料等能夠有效傳播超聲能的材料制成。
超聲波導(dǎo)管80還可以包括至少一個徑向孔或窗孔66,該徑向孔 或窗孔66基本上垂直于波導(dǎo)管80的縱向軸線延伸穿過波導(dǎo)管。可 以定位在節(jié)點處的窗孔66被構(gòu)造為接收連接器銷27，如下所述，該 連接器銷27將波導(dǎo)管80連接至手柄組件70。
刀79可以與波導(dǎo)管80成為一體并形成為單個單元。在當(dāng)前實施 方式的替代表現(xiàn)形式中，刀79可以通過螺紋連接、焊接接頭或其它 連接機構(gòu)來連接。刀79的遠端設(shè)置為靠近腹點85，以在沒有用組織 加載聲學(xué)組件時將聲學(xué)組件調(diào)節(jié)到優(yōu)選的諧振頻率f0。當(dāng)超聲換能
器50被供給能量時，刀79的遠端或刀尖端79a被構(gòu)造為例如在大 約10至500微米的峰-峰范圍內(nèi)基本上沿縱向(沿x軸)運動，例 如在555 00 Hz的預(yù)定l展動頻率f。下，刀79的遠端或刀尖端79a優(yōu) 選在大約20至大約20(M鼓米的范圍內(nèi)沿縱向運動。刀尖端79a也優(yōu) 選沿y軸以沿x軸運動的大約1%至大約10°/。振動。
刀尖端79a提供功能不對稱部或彎曲部分，用于改善刀尖端處的 可視性，使得醫(yī)生能夠確認(rèn)刀79延伸穿過被切割或凝結(jié)的組織。這 對于確認(rèn)較粗血管的邊緣尤其重要。該幾何結(jié)構(gòu)還通過更加接近地 復(fù)制生物結(jié)構(gòu)的曲率來改善組織接觸。刀7 9設(shè)有多條邊和多個表面， 它們被設(shè)計用于提供多種組織處理夾鉗凝結(jié)、夾鉗切割、抓持、 反向切割、解剖、點凝結(jié)、尖端刺入和尖端割痕。
刀尖端79a通常被稱作功能不對稱部。即，刀(在功能上，刀提 供多種組織處理)位于波導(dǎo)管80的縱向軸線的外側(cè)(即，與縱向軸 線不對稱)，并且相應(yīng)地在超聲波導(dǎo)管中產(chǎn)生不平衡。如果不對所 述不平衡進行校正，接著就會出現(xiàn)不希望的熱、噪聲并且影響組織 處理。
通過在刀功能不對稱部附近設(shè)置一個或多個平衡不對稱部或平 衡特征，可以使尖端在y和z軸上的不期望的移動最小化，并因此 使效率最大化并能改進組織處理。
現(xiàn)在參考圖3A-G,傳輸組件71包括一個或多個設(shè)置在刀79處、最遠側(cè)節(jié)點84的近側(cè)和/或遠側(cè)處的平衡特征。此外，位于波導(dǎo)管
80處的平衡特征的形狀被構(gòu)造成用以使在y和z軸上的兩種正交的 模態(tài)分別平衡。平衡特征的尺寸、形狀和位置能夠適應(yīng)性地減小刀 79處的應(yīng)力，從而使有效長度更長并且分別平衡兩種正交的模態(tài)。
圖3A-B示出位于波導(dǎo)管80的節(jié)點84遠側(cè)的單個平衡切口 82。 在該實施方式中，平衡切口 82具有側(cè)壁和底部切口，側(cè)壁與波導(dǎo)管 80的縱向軸線垂直，底部切口平行于波導(dǎo)管80的縱向軸線。在該實 施方式中，在操作過程中平衡切口 82處具有較高應(yīng)力，但該處遠離 刀79處的更壽丈感的彎曲區(qū)域。
圖3C示出兩個平衡特征82和82a,分別位于節(jié)點84的遠側(cè)和 近側(cè)。在節(jié)點84的近側(cè)增加第二平衡切口 82a能進一步消除正交的 彎曲模態(tài)，由此提供更單一的縱向運動(x方向)并且消除重疊的彎 曲模態(tài)(y和z方向)。相應(yīng)地，刀79被更好地平衡且具有更長的 有效長度。
圖3D示出兩個平衡特征82c和82a,分別位于節(jié)點84的遠側(cè)和 近側(cè)。平衡特征82c的傾斜底部切口允許在z方向上單獨平tf彎曲 模態(tài)。
圖3E-F示出兩個平tf特;f正82和82d,分別位于節(jié)點84的遠側(cè) 和近側(cè)。平4軒特4i 82d的側(cè)壁相對于4皮此在x-z平面上傾凍牛，并且 用于在y方向上單獨平衡彎曲模態(tài)。傾斜側(cè)壁限定的夾角在1°和大 約90。之間，優(yōu)選在大約15。和大約25°之間，更優(yōu)選在大約19 。和大約21。之間。在每個平衡特征處去除的重量是多個參數(shù)的函 數(shù)，所述多個參數(shù)包括刀尖端79a處的曲率半徑和消除y和z方向 上的重復(fù)的彎曲模態(tài)所需的水平。在一個示例性例子中，平衡切口 82代表重量減輕了大約0.003至大約0. 004oz.,最好為大約 0.0034oz.。平衡切口 82d代表重量減輕了大約0. 004oz.至大約 0. 005oz.，最好為大約0. 0(M3oz。
圖3G示出平tf特^正82和位于彎曲的刀區(qū)域中的一個平^f軒切口 82e,平衡特征82和82e均位于節(jié)點84的遠側(cè)。由于纟黃向模態(tài)與作為縱向模態(tài)頻率的基頻具有較寬的頻率差距，因此平衡切口 82e允 許進行平衡并改進聲學(xué)特性。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚地理解，平衡特征82至82e的任意結(jié) 合都是可以的，以使波導(dǎo)管和彎曲刀平衡。
圖4示出由圖3E的平纟軒切口特4正產(chǎn)生的曲線圖，與由Ethicon Endo-Surgery， Inc.出售的LCS-C5超聲夾鉗凝結(jié)器所能得到的沿著 縱向位移方向的有效長度相比，本發(fā)明使得沿著縱向位移方向的有 效長度增加了 1.3mm(其中，y軸代表沿著刀尖端79a任意位置的位 移和在刀尖端79a的最遠側(cè)端處的位移之間的比值)。對于切割和 凝結(jié)較粗的脈管，例如5-7mm的脈管來說，具有較長的有效長度是 所期望的。
圖5示出由圖3E的平衡特4i產(chǎn)生的曲線圖，與LCS-C5超聲夾4甘 凝結(jié)器所能得到的有效長度相比，本發(fā)明使得有效長度(沿著x、 y 和z方向上的位移矢量合)增加了 2. 5mm，這對用來切割和凝結(jié)較粗 的脈管，例如5-7mm的脈管來說是所期望的。
再參考圖1和2,外部管狀構(gòu)件或外部護罩72安裝在手柄組件 70的最近端。遠側(cè)護罩76安裝在外部護罩72的遠端上。外部護罩 72和遠側(cè)護罩76可以通過扣合、壓配合、粘合或其它機械方法來安 裝。端部執(zhí)行器81從遠側(cè)護罩76向遠側(cè)延伸，端部執(zhí)行器81包括 與一個或多個組織墊58結(jié)合的刀79和夾鉗構(gòu)件56，夾鉗構(gòu)件56 通常也稱作鉗口。密封件83可以設(shè)置在最遠側(cè)的節(jié)點84處并最靠 近端部執(zhí)行器81，以減少位于波導(dǎo)管80與遠側(cè)護罩76之間的區(qū)域 中的組織、血液和其它材料的通過。密封件83可以具有任何/>知的 結(jié)構(gòu)，例如在節(jié)點84處的O形環(huán)或包覆成型的硅酮。
現(xiàn)在參考圖6A-D和7A-B，刀79和與其關(guān)聯(lián)的夾鉗構(gòu)件56 —起 彎曲。圖示僅為示意性的，刀79和對應(yīng)的夾鉗構(gòu)件56可以為本領(lǐng) 域技術(shù)人員公知的任何形狀。但是，本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，能實 施更精確、更精細的外科手術(shù)。本發(fā)明是多功能的，能用于切割、 凝結(jié)和解剖組織。精細解剖的能力主要由端部執(zhí)行器81的變細來實現(xiàn)。端部執(zhí)行 器被變細為兩個平面，所述平面模仿典型的止血鉗。這允許使用者
在組織內(nèi)形成窗口并且隨后更容易地將組織分開。刀79和夾鉗構(gòu)件 56在x和z方向上,人近端向遠端逐漸變細。墊58僅沿z方向變細。 即，夾鉗墊58的厚度不變，但其在遠端處的寬度小于在近端處的寬 度。相應(yīng)地，截面A的表面積大于截面B的表面積。
除了變細之外，在刀79和夾鉗構(gòu)件56的遠端處的半徑也有助于 實施精細解剖。夾鉗構(gòu)件56尖端處的半徑大約為0. 040英寸，刀半 徑大約為0. 045英寸。
具體參考圖6A,刀79由內(nèi)徑Rl和外徑R2限定，內(nèi)徑R1和外 徑R2在與縱向軸線相距距離Dl處測量。尺寸Rl、 R2和Dl結(jié)合前 述平衡切口來選擇。在一種實施方式中，Rl在大約0. 80英寸至1. 00 英寸之間，最好為約O. 95英寸；R2在大約0. 90英寸至大約1. 10 英寸之間，最好為約1. 04英寸；Dl在大約0. 90英寸至大約1. 10 英寸之間，最好為約O. 99英寸。
圖6B和6D還示出刀79的第二種形式。圖示刀79中的弧形切口 90設(shè)有兩個背切削刃92和92a。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，弧形切 口 90也在功能對稱部的情況下設(shè)置平衡不對稱部，以助于平衡正交 的模態(tài)。背切削刃92和92a定位在夾鉗墊58 (圖7B)的相對側(cè)， 醫(yī)生在執(zhí)行組織切割手術(shù)時不需夾鉗墊58的輔助?？紤]到用于組織 解剖的鈍半徑尖端，弧形切口優(yōu)選設(shè)在刀79的最遠側(cè)尖端的遠側(cè)， 如上所述。在刀79的第二種形式的一個例子中，半徑R3掃過角度0， 該角度0在距離縱向軸線D2處測量并起始于距離刀79的遠側(cè)尖端 距離D3處。在一種實施方式中，R3在大約0. 030英寸至大約0.060 英寸之間，最好為約0. 050英寸；角度0在大約20°至大約35°之 間，最好為大約30。 ； D2在大約0.90英寸至大約1.10英寸之間， 最好為大約0. 99英寸；D3在大約0. 085英寸至大約0. ll英寸之間， 最好為009英寸。
在刀79的第三種形式中，圖6C示出變細部，其通過相對于軸線的角度Q來限定，該軸線平行于波導(dǎo)管80的從刀79的近端到刀79 的遠端的縱向軸線。在一種實施方式中，變細部可以在4妄觸組織墊 58 (圖7A)的刀表面上。替代地，變細部可以通過包括弧形切口 90 的相對表面來限定。參考圖6C，角度。為大約0. 5°至大約5° ，優(yōu) 選為大約1. 5°至大約2° 。
再參考圖2,波導(dǎo)管80定位在手柄組件68的腔59內(nèi)。為了適 當(dāng)?shù)匮剌S向和徑向定位波導(dǎo)管80，銷27穿過波導(dǎo)管80的開口 66(位 于節(jié)點處)延伸并且接合通道28(通過外殼部分69和70配合形成)。 優(yōu)選地，銷27由諸如不銹鋼或鈦之類的任何相容性金屬或者例如聚 碳酸酯或液晶聚合物等耐用的塑料制成。在一種實施方式的第一種 形式中，銷27部分地涂覆有例如硅酮等彈性材料30，其中，銷27 的延伸穿過波導(dǎo)管80的部分29被涂覆，而銷27的與構(gòu)件69和70 接合的部分不涂覆。硅酮使孔66的整個長度與振動刀隔離。從而能 高效操作，幾乎不會出現(xiàn)過熱并且在用于切割和凝結(jié)的刀尖端處得 到最大超聲輸出功率。銷27的未涂覆絕緣材料的部分使銷27穩(wěn)固 地保持在手柄組件68中，如果銷27完全涂覆絕緣材料，那么會出 現(xiàn)變形且開始活動。
參考圖8和9A-C,夾鉗構(gòu)件56的第一形式具有用于容納一個或 多個組織墊的成形槽57。這種構(gòu)造防止了組織墊的誤裝，并確保了 適當(dāng)?shù)膲|裝載在夾鉗構(gòu)件56中的正確位置處。例如，夾鉗構(gòu)件56 可以包括T形槽57，用于接收夾鉗墊58的T形凸緣55。兩個機械 止動件59和59a當(dāng)被壓下時接合夾鉗墊58的近端，以將夾鉗墊緊 固到夾鉗構(gòu)件56內(nèi)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的，凸緣和相應(yīng)的 槽可以具有替代形狀和尺寸，以將夾鉗墊緊固到夾鉗臂上。圖示的 凸緣構(gòu)造僅是示例性的并包含了 一種實施方式的具體夾鉗墊材料， 但是凸緣的具體尺寸和形狀可以改變，包括但不限于相同尺寸和形 狀的凸緣。對于整體的組織墊，凸緣可以是一種構(gòu)造。此外，其它 的翼形止動件也是可以的，并可以包括用于將夾鉗墊機械地安裝至 夾鉗臂的任何多種方法，例如，鉚接、粘結(jié)、壓配合或本領(lǐng)域公知的任何其它緊固方式。
參考圖10A-C,在替代實施方式的第一種形式中，夾鉗墊58包 括第一組織墊58b和第二墊部分58a,該第二墊部分58a可以插入墊 58b內(nèi)。組織墊58b可以包括具有鋸齒狀齒的組織接合表面，近側(cè)部 分58a的表面比墊58b平滑。兩個分離的部件58a和58b的優(yōu)點是 各個墊可以由不同的材料來構(gòu)造。例如，具有兩件式組織墊允許在
遠端處使用非常光滑的材料而在近端處使用非常高溫的材料，與近 端處的高溫材料相比，遠端處的光滑材料不是特別耐高溫，近端處 的材料不是特別光滑，因為近端是低幅值的區(qū)域。這樣的構(gòu)造使組 織墊的材料與刀79的幅值相匹配。
在本發(fā)明的替代實施方式的第二表現(xiàn)形式中，夾鉗墊58由 TEFLON⑧或任何其它合適的低摩擦材料形成。夾鉗墊58a由基體材沖十 和至少一種與基體材料不同的填充材料形成。近側(cè)夾鉗墊58a的表 面可以比遠側(cè)夾鉗墊58b平滑，或者近側(cè)夾鉗墊58a還可以具有類 似形式的鋸齒結(jié)構(gòu)。
可以從本發(fā)明的一種或多種表現(xiàn)形式中獲得一些益處和優(yōu)點。使 組織墊具有基體材料和至少一種填充材料允許選擇具有不同硬度、 剛度、潤滑性、動摩擦系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、耐磨性、熱變形溫度、玻 璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度和/或熔化溫度的基體材料和至少一種填充材料，以提 高組織墊的耐磨損性，當(dāng)使用較高的夾鉗力時，這種耐磨損性是很 重要的，因為組織墊在較高夾鉗力下比在較低夾鉗力下磨損得快。 在試驗中，填有15%石墨的聚四氟乙烯組織墊在7磅的夾鉗力下與 100%聚四氟乙烯的組織墊在1.5磅夾鉗力下具有基本相同的磨損。 撓性夾鉗臂和/或撓性組織墊也可以提高組織墊的耐磨損性，因為撓 性構(gòu)件可以將負(fù)載更均勻地分配在組織墊的整個表面上。該實施方 式的進一步的優(yōu)點和表現(xiàn)形式公開在2004年2月27日提交的序列 號為60/548301、共同轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國臨時專利申請中。
在替代實施方式的第三種表現(xiàn)形式中，具有基體材料和至少兩種 填充材料的組織墊允許選擇具有不同硬度、剛度、潤滑性、動摩擦系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、耐磨性、熱變形溫度、玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度和/或熔化 溫度的基體材料和至少兩種填充材料，以提高組織墊的耐磨損性， 當(dāng)使用較高的夾鉗力時，這種耐磨損性是很重要的，因為組織墊在 較高夾鉗力下比在較低夾鉗力下磨損得快。在試驗中，填有15%石墨、
30%PTFE的聚酰亞胺組織墊在4.5磅夾^T力下與100%聚四氟乙烯的 組織墊在1.5磅夾鉗力下具有基本相同或比其具有更好的磨損。填 有15°/。石墨、30°/。PTFE的聚酰亞胺組織墊的優(yōu)點是增加了熱阻，這提 高了組織墊整體的耐磨損性。與PTFE夾鉗墊的直至大約660° F的 有效熱阻相比，復(fù)合聚酰亞胺組織墊具有直至大約800° F至大約 1200。 F的有效熱阻。替代地，其它材料也可以用于一部分組織墊， 例如陶瓷、金屬、玻璃和石墨。
圖10A-C公開將兩部分夾鉗墊58a和58b安裝至夾鉗構(gòu)件56的 一種實施方式的第一種形式。在圖10A中，至少兩個槽57a和57b 的形狀纟皮構(gòu)造成用以接收兩個具有對應(yīng)形狀的凸纟彖55a和55'。在該 例子中，T形槽57a接收夾鉗墊58a的對應(yīng)的T形凸緣55a，楔形槽 57'接收夾鉗墊58b的對應(yīng)的楔形凸緣55'。
圖11A-E示出將夾鉗墊58c安裝至夾鉗臂56c的第二種形式。夾 鉗墊58c包括一個或多個凸起62,用于插入到夾鉗臂56c中的一個 或多個對應(yīng)的孔63中。如果根據(jù)本申請還使用一個或多個夾鉗墊 58d,那么夾鉗墊58c還包括用于接收一個或多個夾鉗墊58d的對應(yīng) 的孔61。夾鉗臂56c具有用于接收凸起62的對應(yīng)的孔63以及用于 接收一個或多個夾鉗墊58d的對應(yīng)的腔64。圖IIE示出在堆疊之前 裝配在一起的部件。夾鉗墊58d配合在孔61和腔64內(nèi)，墊58c與 夾鉗臂56c對準(zhǔn)，使得凸起62與倒角孔63對準(zhǔn)。凸起62高出夾鉗 臂56c的頂面，以在堆疊過程中向倒角容積內(nèi)填充額外的材料。對 位于夾鉗臂56c上方的凸起62進行加熱；凸起產(chǎn)生變形并且呈倒角 容積形狀。
圖12A-C示出將夾鉗墊58d安裝至夾鉗臂56d的第三種形式。除 了 T形凸緣55之外，夾鉗墊58d還包括鉤狀凸起或夾子65，用于安裝至夾鉗臂56d的遠側(cè)尖端處對應(yīng)的開口 66。在該形式中，夾鉗臂 56d的遠側(cè)尖端打開，夾鉗墊58d從遠側(cè)向近側(cè)插入，直到鉤形夾4妄 合開口66為止。鉤形夾65可以被偏置閉合，使得當(dāng)夾子65接合開 口66時，夾子65相對于開口 66施加壓力。
用于將夾鉗墊插在夾鉗臂上的方法的第一種形式包括a)將具 有比第二寬度尺寸大的第一寬度尺寸以及第一形狀凸緣的第一夾鉗
墊插入到夾鉗臂中，夾鉗臂具有接收第一形狀凸緣的槽；和b)接合
墊止動件，以將夾鉗墊緊固在夾鉗臂中。在該方法的第二種形式中，
夾鉗墊包括第二夾鉗墊，第二夾鉗墊由基體材料和不同于基體材料
的至少一種填充材料制成。第二夾鉗墊可以具有第二形狀凸緣，其
用于接合第二形狀槽到夾鉗臂上。夾鉗墊的組織表面可以是平滑的
或者具有組織握持特征，例如鋸齒結(jié)構(gòu)。
用于替換夾鉗墊的方法的第一種形式包括步驟a)解開墊止動 件；b)從夾鉗臂移除第一夾鉗墊；c)從夾鉗臂移除第二夾鉗墊， 其中，第一或第二夾鉗墊中的至少一個具有大于第二寬度尺寸的第 一寬度尺寸；d)將第三和第四夾鉗墊插入到夾鉗臂中，其中，第三 或第四夾鉗墊中的至少一個具有大于第二寬度尺寸的第一寬度尺 寸；和e)接合墊止動件，以將第三和第四夾鉗墊緊固在夾鉗臂中。 在該方法的第二種形式中，第三和第四夾鉗墊可以由諸如TEFLON之 類的聚合物材料制成，其它夾鉗墊可以由基體材料和不同于基體材 料的至少 一種填充材料制成。夾鉗墊的組織表面可以是平滑的或者 具有組織握持特征，例如鋸齒結(jié)構(gòu)。
參考圖13-15,夾鉗臂60被構(gòu)造用于該超聲外科器械100并且 用于與刀79和夾鉗構(gòu)件56協(xié)作動作。夾鉗臂60可旋轉(zhuǎn)地安裝到外 部護罩72的遠端上，以下詳細描述，并且可連接地安裝在拇指環(huán)或 致動構(gòu)件34的遠端處。夾鉗墊58安裝在夾鉗構(gòu)件56上，用于與刀 79協(xié)作，夾鉗臂60的旋轉(zhuǎn)運動將夾鉗墊定位為基本上平行于刀79 并與刀79接觸，由此限定組織處理區(qū)域。通過這樣的結(jié)構(gòu)，組織被 抓持在夾鉗墊58和刀79之間。夾鉗構(gòu)件56相對于刀79的樞轉(zhuǎn)運動是通過在夾鉗臂60上設(shè)置一對凸輪構(gòu)件來實現(xiàn)的，該夾鉗臂60 與外部護罩72接合。外部護罩72牢固地接至手柄68。
在夾鉗臂60的第一種形式中，夾鉗臂60包括鉗口承載構(gòu)件60a 和配合件60b。鉗口承載構(gòu)件60a包括兩個凸4侖構(gòu)件94a和94b，用 于與位于外部護罩72的兩個對應(yīng)的凸壽侖槽95a和95b配合。配合4牛 60b包括兩個凸^^構(gòu)件96a和96b,用于與位于外部護罩72的兩個 對應(yīng)的凸輪槽97a和97b配合。對應(yīng)的凸輪構(gòu)件94a/94b和96a/96b (以及對應(yīng)的凸4侖槽95a/95b和97a/97b )可以沿著與波導(dǎo)管80的 縱向軸線垂直的共同軸線對準(zhǔn)，或者可以使凸輪構(gòu)件偏置以便于裝 配。構(gòu)件60a和60b如圖13所示經(jīng)由壓配合或扣合固定i也安裝在一 起以形成夾鉗臂60。也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它安裝方 法，例如焊接、粘合、螺紋連接等。 一旦完成裝配，夾鉗臂6G限定 開口 93,開口 93用于接收外部護罩72，各凸輪構(gòu)件與各凸輪槽互 鎖。替代地，構(gòu)件60a和60b可以裝配在外部護罩72周圍，所有三 個元件在一次操作中配合在一起。凸輪打開和閉合機構(gòu)的 一個優(yōu)點 在于，它能使夾鉗臂60和夾鉗構(gòu)件56作旋轉(zhuǎn)運動和線性運動，由 此能更好地控制夾鉗墊58和刀79之間的壓力分布。
在夾鉗臂60的第二種形式中，凸輪構(gòu)件可以由球形元件來替換， 所述球形元件與凸輪槽接合。替代地，凸輪構(gòu)件可以由球形凹部來 替換，所述球形凹部用于接收與凸輪槽接合的球軸承?？梢允褂帽?領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它凸輪機構(gòu)。
利用牢固的凸輪構(gòu)件和對應(yīng)的槽，在夾鉗墊58和刀79之間傳遞 的力直接與使用者施加在拇指環(huán)35和手指環(huán)36處的力相關(guān)。在夾 鉗臂60的第三種形式中，可以將諸如彈性件、線圈或彈簧片之類的 力限制元件98插入到一個或多個凸輪槽中，并對端部執(zhí)行器81處 的接合力進行力限制。優(yōu)選地，彈性件或彈簧的彈簧常數(shù)為10-500 lb. /in.。
外部護罩72、遠側(cè)護罩76和夾鉗臂60可以由任意數(shù)量的生物 相容性材料制成，其中，生物相容性材料諸如鈦、不銹鋼或塑性材料等。然而，優(yōu)選地，這些元件由7075或6061 T6鋁制成。鋁具有 很好的散熱性。已有技術(shù)的裝置的外殼和夾鉗臂由不銹鋼制成。鋁 的典型的導(dǎo)熱率大約為250W/mK。不銹鋼的導(dǎo)熱率大約為16W/mK。 因此，鋁通過相同容積傳熱的能力近似為不銹鋼的15倍。
發(fā)明人通過檢測相似的輸入(夾鉗力和刀位移)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的 操作溫度比已有的器械低大約150° F。鋁部件能更有效地將墊和刀 上的熱量吸去，由此保持端部執(zhí)行器的溫度比其它已有器械低。
現(xiàn)在參考圖1、 2和16A-G,外殼68包括近端、遠端和腔59,腔 59在外殼68內(nèi)沿縱向延伸。腔59被構(gòu)造成用于接收開關(guān)組件300 和換能器組件50。
在當(dāng)前實施方式的一種形式中，換能器50的遠端螺紋安裝到傳 輸桿80的近端上。換能器50的遠端也與開關(guān)組件300接合，以便 向醫(yī)生提供對外科器械19的手指致動控制。
換能器50包括第一傳導(dǎo)環(huán)400和第二傳導(dǎo)環(huán)410,它們?nèi)缭诿?國共同未決專利申請(代理人巻號.END5747USNP2)中描述的被穩(wěn)固 地設(shè)置在換能器主體50內(nèi)。
開關(guān)組件300包含按鈕組件310、彎曲電路組件330、開關(guān)外殼 350、第一銷式導(dǎo)體360和第二銷式導(dǎo)體370。開關(guān)外殼350呈馬鞍 形，并通過開關(guān)外殼350和外殼部分69、 70上的相應(yīng)支撐安裝座支 撐在手柄組件68中。外殼350限定了用于彈片開關(guān)的第一接收區(qū)域 353和用于彈片開關(guān)的第二接收區(qū)域351。
現(xiàn)在具體參考圖16D和E,銷360和370在一端分別經(jīng)由導(dǎo)體337 和335與彈片開關(guān)332和334電連接，在第二端與換能器50的遠端 電連接。銷360和370中的每個具有彈簧加載的尖端361和371,所 述尖端361和371與如圖16C所示的換能器50接合。每個端部361 和371的工作行程為0.050英寸，以允許與裝配零件疊加相關(guān)的制 造公差。兩個扳機320和322可滑動地安裝在外殼68上，它們分別 包括第一半部320a、 320b和第二半部322a、 322b。圖16B示出了扳 機320，該4反機320包括脊321a和321b以及接觸表面323 (由配合表面323a和323b構(gòu)成)。當(dāng)完成裝配時，扭Ju 320和322可滑動 地安裝到外殼68上，接觸表面323和325分別與彈片開關(guān)332和334 機械接合。脊321和326在使用者與扳機320和322之間提供交界 面。脊321和326能夠向使用者提供足夠大的表面區(qū)域來按壓，以 致動器械。
在開關(guān)組件300的第二種形式中，具有蝕刻在彈性件上的銅軌跡 的彈性連接器配合在開關(guān)外殼350中，以在換能器50和彎曲電路330 之間提供電互聯(lián)。彈性連接器的一端經(jīng)由導(dǎo)體337和335與彈片開 關(guān)332和334電接合。彈性連接器的另一端可滑動地與換能器50的 導(dǎo)體400和410接合。彈性連接器的壓縮允許的工作行程高達彈性 連接器的總高的20%,以允許與裝配零件疊加相關(guān)的制造公差。
彎曲電路330在按鈕321、 322和發(fā)生器30之間經(jīng)由換能器50 提供了機電接合。彎曲電路包括兩個彈片開關(guān)332和334，彈片開關(guān) 332和334通過沿x方向軸向壓下按鈕321或322來機械地啟動。彈 片開關(guān)332和334是電接觸開關(guān)，當(dāng)壓下時，它們提供電信號至發(fā) 生器30,如圖16G的電連接示意圖所示。彎曲電^各330還包含位于 二極管封裝336中的兩個二極管以及本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的導(dǎo)體 335和337,導(dǎo)體335和337分別連接到銷360和370，銷360和370 又提供電接觸至環(huán)導(dǎo)體4GG和41G,環(huán)導(dǎo)體4GG和410又連接至線纜 22中的導(dǎo)體，線纜22連接至發(fā)生器30。
彎曲電路330通常設(shè)在開關(guān)組件350的通道352內(nèi)，使得彈片開 關(guān)332和334與相應(yīng)的背襯表面351和353相接合。在操作過程中，
背襯表面為彈片開關(guān)提供了牢固的支撐，如下所述。彈片開關(guān)332 和334可以通過任何方便的方法(例如粘結(jié))固定地安裝到背襯表 面351和353。
容易理解，通過壓下按鈕321和322，相應(yīng)的接觸表面323和324 壓靠相應(yīng)的彈片開關(guān)332和334,以啟動圖16G所示的電路。當(dāng)醫(yī)生 壓下按鈕321時，發(fā)生器將響應(yīng)一定的能量水平(例如最大("max") 功率設(shè)定)；當(dāng)醫(yī)生壓下按鈕322,發(fā)生器將響應(yīng)一定的能量水平(例如最小("min")功率設(shè)定)，這符合用于按鈕位置和相應(yīng)功率i殳 定的已經(jīng)被接受的產(chǎn)業(yè)實踐。
現(xiàn)在參考圖17A-B,按鈕軸向啟動能減小醫(yī)生手指上的應(yīng)力并允 許手指在能防止手和腕部應(yīng)力的更好的人機工程位置處致動作用 力。開關(guān)移動也能在不是最佳的手部位置處適當(dāng)?shù)貑影粹o，醫(yī)生 在典型的手術(shù)過程中經(jīng)常遇到這種情況。
在每個接觸環(huán)35和36的近端處分別有凸起37和38,凸起37 和38允許醫(yī)生將他或她的小拇指靠在其上，用于增加控制和舒適度。 這也允許醫(yī)生當(dāng)夾鉗組織時使用小拇指以減小其它手指上的力。每 個接觸環(huán)35和36在內(nèi)表面和外表面上包括軟接觸表面，不論手指 插入接觸環(huán)內(nèi)或握住接觸環(huán)。該特征使得不同大小的手都能舒適地 操作該裝置。
參考圖18，接觸環(huán)35和36的長度限定為L。優(yōu)選地，與換能器 50結(jié)合的外科器械100的重心定位在長度L范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，在 長度L1范圍內(nèi)，最好地，在長度L2范圍內(nèi)。該重心位置使得器械 在醫(yī)生的手中平衡，以便在手術(shù)中對器械進行更加精確的控制并能 消除手部疲勞。
現(xiàn)在參考圖18和19A-E,圖示了兩件式轉(zhuǎn)矩扳手450。轉(zhuǎn)矩扳手 包括手動扳手500和適配器550。在一種實施方式中，手動4反手500 設(shè)有圍繞手動扳手500的中心線以環(huán)形方式設(shè)置的懸臂501。懸臂 501包4舌齒501a,齒501a在一種實施方式中以相對于懸^( 501向內(nèi) 垂直的方式設(shè)置。在本發(fā)明的一種實施方式中，齒501a被設(shè)置成使 得凸輪斜面501b相對于臂501和齒501a之間的直角成25°角。腔 502在手動扳手500的整個長度上延伸，用于接收適配器550。
適配器550具有縱軸552,在縱軸552的遠端設(shè)有懸臂翼片554。 在軸552的近端是花鍵齒輪556 ,花鍵齒輪556沿著軸552的外圓周 垂直地突出?；ㄦI齒輪556包括凸輪斜面556a，凸輪斜面556a被設(shè) 置成相對于軸552的外圓周與花鍵齒輪556之間的直角成大約23° 至大約28°的角。軸552還限定位于花4定齒輪556的近側(cè)的側(cè)向開口 (未示出)，用于接收彎曲的刀79,如下所述。適配器還包括交 界面560,交界面560與軸552剛性連接并且限定用于剛性接合器械 19的遠端的開口。可選擇地，套筒558包圍花4建齒4侖556以防止由 于移動零件而鉤住手套并形成腔559。
在裝配中，轉(zhuǎn)矩扳手開口 502與軸552對準(zhǔn)，并基本上沿著軸 552的整個長度引導(dǎo)直到翼片554向內(nèi)彎曲并且接合手動扳手500 遠端處的肩部505 (未示出)。手動扳手凸緣503接合可選的套筒 558的遠端，使得懸臂齒501a可滑動地接合花鍵齒輪556。凸輪斜 面501b可滑動地接合保持器凸輪斜面29b。轉(zhuǎn)矩扳手組件450可滑 動地接合器械19的遠端并且被剛性地保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩＝唤缑?560的平坦表面560b和560a與位于致動構(gòu)件34 (夾鉗臂60 )遠端 處的平坦表面565b (圖18 )和565a (未示出)配合，導(dǎo)軌562可滑 動地接合夾鉗臂60上的槽564,遠側(cè)護罩76和外部護罩72均提供 結(jié)構(gòu)支撐以保持適配器550穩(wěn)固地與器械19接合。
順時針方向環(huán)向運動或轉(zhuǎn)矩通過葉片504施加至手動扳手500。 轉(zhuǎn)矩通過臂5Q1和齒5Gla傳遞至齒輪556，齒輪556又將轉(zhuǎn)矩分別 經(jīng)由絕緣銷27、外部護罩72和夾鉗臂組件60傳遞至波導(dǎo)管80。當(dāng) 使用者施加5-12 lbs.轉(zhuǎn)矩時，斜面501b和556致^吏臂501運動或 偏離扳手500的中心線，確保使用者不將波導(dǎo)管80過度地擰緊在換 能器50上。當(dāng)經(jīng)由葉片504向^l反手500施加逆時針方向的轉(zhuǎn)矩時， 齒501a和556的垂直平面?zhèn)鹊纸?，允許使用者向波導(dǎo)管80和換能 器50之間的交界面提供與施加至葉片的力成比例的轉(zhuǎn)矩，以輔助從 換能器50上移去器械100。轉(zhuǎn)矩扳手450可以由耐用塑料制成，例 如聚碳酸酯或液晶聚合物。可以設(shè)想，扳手450可以替代地由多種 材料制成，包括其它塑料、陶瓷或金屬。
在另一種實施方式(未示出)中，葉片和懸臂組件可以是單獨的 部件，它們可以通過諸如粘合或膠粘等機械或化學(xué)方法來安裝。
優(yōu)選地，在手術(shù)前對上述超聲夾鉗凝結(jié)器裝置19進行如下處理。 首先，獲得新的或用過的超聲夾鉗凝結(jié)器裝置，如果有必要對該裝置進行清潔。然后，可以對超聲夾鉗凝結(jié)器裝置進行消毒。在一種 消毒技術(shù)中，超聲夾鉗凝結(jié)器裝置被放置在閉合且密封的容器中，
例如塑料袋或高密度聚乙烯合成紙袋(TYVEK袋)?？蛇x擇地，超聲 夾鉗凝結(jié)器裝置能夠與包括轉(zhuǎn)矩扳手450的其它部件作為成套器具 捆在容器內(nèi)。容器、超聲夾鉗凝結(jié)器裝置以及任何其它部件隨后被 放置在能夠穿透容器的輻射場內(nèi)，諸如伽瑪輻射、x射線或高能電子。 輻射線能殺死超聲夾鉗凝結(jié)器裝置上和容器內(nèi)的細菌。然后，經(jīng)過 消毒的超聲夾鉗凝結(jié)器裝置能被存儲在無菌容器內(nèi)。密封容器保持 超聲夾鉗凝結(jié)器裝置，直到它在醫(yī)療設(shè)備中打開。
雖然已通過多種實施方式和方法的描述對本發(fā)明進行了說明，但 本發(fā)明的申請人并不是想將所附的權(quán)利要求書的精神和范圍限制得 如此詳細。許多改變、變化和替代可在不背離本發(fā)明的精神的前提 下由本領(lǐng)域技術(shù)人員進行。此外，與本發(fā)明相關(guān)的每個元件能夠替 代地描述為用于提供由該元件所執(zhí)行功能的裝置。由此，意圖在于 僅通過所附權(quán)利要求的精神和范圍來限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種超聲裝置，包括具有近端和遠端的超聲波導(dǎo)管；連接到所述波導(dǎo)管的所述遠端上的超聲致動的刀；具有組織接合表面的組織墊，所述組織接合表面具有第一寬度和比所述第一寬度小的第二寬度；限定遠側(cè)部和近側(cè)部并且能夠相對于所述刀移動的夾鉗構(gòu)件，其具有打開位置和閉合位置，在所述打開位置中，所述夾鉗構(gòu)件的至少一部分與所述刀間隔開，在所述閉合位置中，所述夾鉗構(gòu)件鄰近所述刀，用于將組織夾鉗在所述組織墊和所述刀之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲裝置，其中，所述夾鉗構(gòu)件在第一 平面內(nèi)限定第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲裝置，其中，所述夾鉗構(gòu)件在第二 平面內(nèi)限定第一尺寸和第二尺寸，所述第一尺寸大于所述第二尺寸。
4. 一種組裝已消毒的超聲夾鉗凝結(jié)器裝置的方法，所述方法包括 以下步驟提供具有近端和遠端的超聲波導(dǎo)管；連接到所述波導(dǎo)管的所述遠端上的超聲致動的刀；具有凸緣和組織接合表面的組織墊，所述組織接合表面具有 第一寬度和比所述第一寬度小的第二寬度；能夠相對于所述刀移動的夾鉗構(gòu)件，其具有打開位置和閉合 位置，在所述打開位置中，所述夾鉗構(gòu)件的至少一部分與所述 刀間隔開，在所述閉合位置中，所述夾鉗構(gòu)件鄰近所述刀，用 于將組織夾鉗在所述組織墊和所述刀之間，所述夾鉗構(gòu)件包括 用于可滑動地接收所述凸緣的槽； 將所述凸緣可滑動地接合在所述槽中；并且 對所述夾鉗凝結(jié)器裝置進行消毒。
5. —種用于超聲夾鉗凝結(jié)器中的組織墊，所述組織墊由包括聚四 氟乙烯的合成物制成，所述組織墊具有第一和第二端部，所述第一 和第二端部中的每個限定寬度尺寸，并限定設(shè)置在所述第一和第二 端部之間的粗糙的組織接合表面，其中，所述第一端部的寬度小于 所述第二端部的寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的組織墊，其中，第一組織墊部分的粗糙 的組織接合表面包括鋸齒結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的組織墊，其中，所述組織墊具有基本上 呈T形的凸緣，所述凸緣形成在與所述粗糙的組織接合表面相對的 表面上。
8. —種將根據(jù)權(quán)利要求5所述的組織墊安裝到超聲夾鉗凝結(jié)器 的臂上的方法，所述凝結(jié)器包括手柄部分，所述臂具有近側(cè)部分和 遠側(cè)部分，所述遠側(cè)部分比所述近側(cè)部分遠離所述手柄部分，所述 遠側(cè)部分中形成有T形槽，所述安裝方法包括以下步驟通過將形成在所述組織墊上的所述T形的凸緣插入到形成在所 述臂的遠側(cè)部分上的所述T形槽中來將所述組織墊插入到所述臂的 遠側(cè)部分中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括將所述組織墊粘合到所述 超聲夾鉗凝結(jié)器的臂上的步驟。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，用于插入所述T形的凸 緣的所述T形槽在與第一組織墊部分的組織接合表面基本上平行的 平面上是彎曲的。
11. 一種超聲外科器械，包括 用于容納換能器并且還限定縱向軸線的外殼； 定位在所述外殼上的第一開關(guān)，用于通過使用者的一個或多個手指沿與所述縱向軸線平行的方向進行啟動，并且所述第 一開關(guān)還電 連接到發(fā)生器，用于向所述發(fā)生器提供電信號，以控制由所述換能 器傳遞的超聲能量的第一水平。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的超聲外科器械，還包括定位在所述外殼上的第二開關(guān)，用于通過使用者的一個或多個手指沿與所述縱向 軸線平行的方向進行啟動，并且所述第二開關(guān)還電連接到發(fā)生器， 用于向所述發(fā)生器提供電信號，以控制由所述換能器傳遞的超聲能 量的第二水平。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的超聲外科器械，其中，所述第一和第 二開關(guān)之間的電連接件包括彈簧偏壓的銷。
14. 一種超聲外科器械，包括限定有縱向軸線的超聲波導(dǎo)管，所 述超聲波導(dǎo)管具有近端、最遠側(cè)節(jié)點和遠端，所述波導(dǎo)管包括超聲致動的刀，其定位在所述波導(dǎo)管的遠端處，并且在第一平面 內(nèi)限定功能不對稱部；位于所述最遠側(cè)節(jié)點的遠側(cè)并位于所述刀的近側(cè)的第 一平#f不 對稱部；以及位于所述最遠側(cè)節(jié)點的近側(cè)的第二平衡不對稱部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲外科器械，其中，所述第一平衡不對稱部^:切割成相對于所述縱向軸線成一角度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲外科器械，其中，所述第二平衡 不對稱部限定一傾斜平衡切口 ，其包含在與所述第一平面正交的第 二平面中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲外科器械，其中，所述功能不對 稱部包括平tf不對稱部。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的超聲外科器械，其中，所述刀限定一 變細部。
19. 一種超聲外科器械，包括 外殼；具有近端的外部護罩，所述近端連接到所述外殼，所述外部護罩 限定有縱向軸線；定位在所述外部護罩中的超聲波導(dǎo)管，其具有近端、遠端和超聲 致動的刀，所述超聲致動的刀定位在所述波導(dǎo)管的遠端處；致動桿，其用于操作位于所述桿的遠端處的夾鉗臂，其中，所述致動桿包括凸輪構(gòu)件，所述凸輪構(gòu)件可操作地接合所述外部護罩，所述致動桿的運動使所述夾鉗臂相對于所述刀在打開和夾鉗位置之間定位。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的超聲外科器械，其中，所述外部護罩 包括用于接合所述凸輪構(gòu)件的槽。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的超聲外科器械，其中，所述凸輪構(gòu)件 是圓柱形的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的超聲外科器械，其中，所述凸輪構(gòu)件 是球形的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的超聲外科器械，其中，所述槽包含彈 性體插入物。
24. —種超聲外科器械，包括 限定有縱向軸線的外殼；定位在所述外殼內(nèi)的超聲波導(dǎo)管，所述超聲波導(dǎo)管具有近端、遠 端和超聲致動的刀，所述超聲致動的刀定位在所述波導(dǎo)管的遠端； 可拆卸地連接到所述波導(dǎo)管上的換能器；手柄組件，其包括可移動的致動桿和固定的指環(huán)，所述致動桿用 于操作位于所述桿的遠端處的夾鉗臂，所述指環(huán)限定長度為L的開 口；其中，所述外殼和換能器的尺寸適于將所述外科器械的重心定 位在所述外殼處并在長度L的尺寸范圍內(nèi)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的超聲外科器械，其中，所述長度L 與所述縱向軸線平行。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的超聲外科器械，其中，所述外殼和致 動桿由具有從氮化鋁和氮化硼中選出的填料的熱塑性材料制成。
27. —種用于超聲夾鉗凝結(jié)器裝置的轉(zhuǎn)矩扳手，包括 具有軸線的手動扳手主體；可動地安裝在所述扳手主體上的懸臂，所述懸臂具有近端和遠 端，并且所述懸臂圍繞所述軸線以環(huán)形方式設(shè)置； 定位在所述懸臂的遠端處的至少一個齒；以及可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述手動扳手上的適配器，所述適配器限定腔并 且包括用于可操作地接合所述齒的凸輪。
全文摘要
一種超聲夾鉗凝結(jié)器組件，其被構(gòu)造為在精確和精細的外科手術(shù)過程中允許選擇性地進行組織的切割、凝結(jié)和精確解剖。該組件包括夾鉗機構(gòu)，夾鉗機構(gòu)包括凸輪安裝在器械的遠側(cè)部分處的夾鉗臂，夾鉗臂被特別構(gòu)造為產(chǎn)生所需水平的組織夾鉗力。平衡的刀提供功能不對稱部，用于改善刀尖端處的可視性，刀的多條邊和多個面被設(shè)計用于提供多種組織處理夾鉗凝結(jié)、夾鉗切割、抓持、反向切割、解剖、點凝結(jié)、尖端刺入和尖端割痕。該組件的特征還在于手動致動，其被構(gòu)造成為醫(yī)生提供人體工程學(xué)的握持和操作。無論用左手還是右手來握持外科器械，手動開關(guān)都位于使用者食指或中指的自然軸向運動范圍內(nèi)。
文檔編號A61B17/32GK101511286SQ200680042602
公開日2009年8月19日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者A·C·沃格萊, A·K·瑪?shù)? E·T·威納, J·E·楊, K·M·科瓦爾斯基, K·S·克雷默, M·C·米勒, M·R·拉姆平格, S·E·艾希曼 申請人:伊西康內(nèi)外科公司