超聲外科器械的外部護套和刀片構造的製作方法

2023-12-07 19:45:46

專利名稱：超聲外科器械的外部護套和刀片構造的製作方法
超聲外科器械的外部護套和刀片構造
背景技術：
本發明整體涉及超聲外科系統，更具體地講，涉及允許外科醫生執行組織切割和凝固的超聲系統。多年以來，人們已開發出多種不同類型的非超聲動力的切割器和剃刮裝置以施行外科手術。其中一些裝置使用旋轉式切割器械而其他裝置使用往復式切割構件。例如，剃刀被廣泛使用在關節鏡外科手術中。關節鏡外科手術涉及在關節間隙中進行外科手術。為進行該外科手術，通常在關節中填充加壓的生理鹽水以便擴張和可視。上述裝置通常由電源、手持件和一次性端部執行器構成。端部執行器通常具有內管和外管。內管相對於外管轉動並以其銳利邊緣切割組織。內管可連續轉動或擺動。另外，此裝置可使用穿過內管內部的抽吸通道。例如，授予McGurk-BurIeson等人的美國專利No. 4，970，354公開了一種包括以剪切動作切割材料的旋轉切割器的非超聲動力外科切割 器械。其使用可在外管中旋轉的內部切割構件。授予Peyman等人的美國專利No. 3，776，238公開了一種眼科器械，其中通過內管尖端產生的截斷動作切割組織，該內管抵靠著外管末端的內表面而移動。授予Kajiyama等人的美國專利No. 5，226，910公開了另一種具有內部構件的外科切割器械，該內部構件相對於外部構件移動，以切割進入外部構件小孔的組織。授予Wuchinich等人的美國專利No. 4，922，902公開了一種利用超聲抽吸器以進行內窺鏡式組織移除的方法和設備。該裝置使用超聲探針，該探針將適形的組織破裂並通過狹孔將其吸出。授予Spinosa等人的美國專利No. 4，634，420公開了一種從動物上移除組織的設備和方法並包括具有針或探針的細長器械，該針或探針在橫向上以超聲頻率振動。針的超聲移動將組織破裂成片。可通過針內導管的抽吸將組織碎片從處理區域移除。授予Banko的美國專利No. 3，805，787還公開了另一種具有探針的超聲器械，該探針具有屏蔽層，以縮小從探針頂端發出的超聲能量束。在一個實施例中，該屏蔽層延伸過探針的自由端以防止探針與組織接觸。授予Davis的美國專利No. 5，213，569公開了一種聚焦超聲能量的超聲乳化針。可將聚焦表面傾斜、彎曲或小平面化。授予Wuchinich的美國專利No. 6，984，220和授予Easley的美國專利公布No. US 2005/0177184公開了超聲組織解剖系統，該系統通過使用縱向扭轉諧振器提供縱向和扭轉組合運動。授予Zhou等人的美國專利公布No. US 2006/0030797A1公開了一種整形外科裝置，該裝置具有驅動馬達以驅動超聲換能器和喇叭件。在驅動馬達和換能器之間設有適配器以將超聲能量信號提供給換能器。雖然使用超聲動力的外科器械較之於傳統機械動力的鋸、鑽和其他器械具有若干優點，但是由於在骨頭/組織界面的摩擦生熱導致的骨頭和相鄰組織中的溫度上升仍然會是一個顯著的問題。當前的關節鏡外科工具包括衝頭、往復式剃刀和射頻(RF)裝置。機械裝置(諸如衝頭和剃刀)產生最小的組織損傷，但是有時候會留下不可取的參差不齊的切割線。RF裝置可產生平滑的切割線，也能消融大體積的軟組織；然而它們卻往往會造成比機械裝置更多的組織損傷。因此，能在不產生過多組織損傷的情況下形成光滑切割表面的同時提供增加的切割精度的裝置將是可取的。
以上討論僅僅意圖說明本發明所屬領域的現狀，而不應視為是對權利要求範圍的否定。

發明內容
在多種實施例中，提供了一種外科器械。在至少一個實施例中，該外科器械可包括含有開口的中空護套、至少部分置於中空護套內並延伸通過開口的刀片以及可操作地連接到刀片的至少一個超聲換能器。在這些實施例中，中空護套可限定縱向軸線，而刀片可包括頂端以及與頂端相鄰的為多邊形的橫截面形狀。此外，在這些實施例中，頂端可遠離縱向軸線而突出。在至少一個實施例中，提供了一種外科器械，該外科器械可包括限定縱向軸線的刀片、抽吸口以及可操作地連接到刀片的至少一個超聲換能器。在這些實施例中，刀片可包括遠端、內腔、鄰近遠端的第一開口以及設置在第一開口上方的第一切刃。此外，在這些實施例中，第一開口可與內腔連通。另外，第一切刃可遠離縱向軸線而突出。此外，在這些實 施例中，刀片能夠允許從抽吸口至第一開口地施加抽吸。在至少一個實施例中，提供了一種外科器械，該外科器械可包括限定縱向軸線的刀片、抽吸口以及可操作地連接到刀片的至少一個超聲換能器。在這些實施例中，刀片可包括遠端、內腔、第一開口、設置在第一開口上方的第一切刃、第二開口以及設置在第二開口上方的第二切刃。此外，在這些實施例中，第一開口和第二開口可與內腔連通。另外，第一切刃和第二切刃可遠離縱向軸線而突出，並且第二切刃可鄰近第一切刃。此外，在這些實施例中，刀片能夠允許從抽吸口至第一開口地施加抽吸。


本申請所述實施例的新穎特徵在所附權利要求書中進行了詳細描述。然而，對機構和操作方法的實施例而言，皆可以通過參照以下具體實施方式
(結合附圖)更好地理解。圖I是外科手術控制系統實施例的非限制性實施例的示意圖。圖2是使用刀片和中空護套的手持式外科器械的非限制性實施例的部分剖視圖。圖3是圖2的外科器械遠側部的透視圖。圖3A是沿圖3中的線3A-3A截取的圖2外科器械遠側部的剖視圖。圖4是圖2外科器械遠側部的可供選擇實施例的透視圖。圖5是圖2外科器械遠側部的另一個可供選擇實施例的透視圖。圖6是圖2外科器械的刀片的遠側部的側視圖。圖6A是沿線6A-6A截取的圖6刀片的剖視圖；為了清晰起見，省略了剖面線。圖7是使用向其施加了抽吸的刀片的手持式外科器械的非限制性實施例的部分首1J視圖。圖8是圖7外科器械的遠側部的透視圖。圖9是圖7外科器械的遠側部的前視圖。圖10是圖7外科器械的刀片的遠側部的側剖視圖；該刀片示為正在切割組織以產生隨後通過在近側方向的抽吸而排出的組織碎片。圖11是圖7外科器械的刀片的遠側部的透視圖；該刀片示為隨超聲運動而振動。
圖12示出了結合進行椎間盤切除術的圖7外科器械的用途。圖13示出了結合進行椎間盤切除術的圖7外科器械的進一步用途。圖14是圖7外科器械刀片遠側部的可供選擇實施例的透視圖。圖15是圖12刀片的遠側部的前視圖。圖16是圖7外科器械的刀片遠側部的另一個可供選擇實施例的透視圖。圖17是圖14刀片的遠側部的前視圖。圖18是圖14刀片的遠側部的側剖視圖；該刀片示為正在切割組織以產生隨後通過在近側方向的抽吸而排出的組織碎片。
具體實施例方式本專利申請的所有者也擁有與本專利同一日期提交的以下美國專利申請，這些專利以引用方式相應地全部併入本文題為「ULTRASONICALLY POWERED SURGICAL INSTRUMENTS WITH ROTATING⑶TTING IMPLEMENT」(具有旋轉切割工具的超聲動力外科器械)、代理人案卷號為END6688USNP/090341 的美國專利申請 No._；題為「METHODSOF USING ULTRASONICALLY POWERED SURGICAL INSTRUMENTS WITHROTATABLE⑶TTING MPLEMENTS」(使用具有旋轉切割工具的超聲動力外科器械的方法)、代理人案卷號為END6689USNP/090342的美國專利申請No._； 題為「SEAL ARRANGEMENTS FOR ULTRASONICALLY POWERED SURGICALINSTRUMENTS」 (超聲動力外科器械的密封構造)、代理人案卷號為END6690USNP/090343的美國專利申請No._；題為「ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENTS WITH ROTATABLE BLADE AND HOLLOWSHEATH ARRANGEMENTS」(具有可旋轉刀片和中空護套構造的超聲外科器械)、代理人案卷號為END6691USNP/090344的美國專利申請No._；題為「ROTATABLECUTTING IMPLEMENT ARRANGEMENTS FOR ULTRASONICSURGICAL INSTRUMENTS」(超聲外科器械的可旋轉切割工具構造)、代理人案卷號為END6692USNP/090345 的美國專利申請 No._；題為「ULTRASONICSURGICAL INSTRUMENTS WITH PARTIALLY ROTATING BLADE ANDFIXED PAD ARRANGEMENT」(具有部分旋轉刀片和固定墊片構造的超聲外科器械)、代理人案卷號為END6693USNP/090346的美國專利申請No._；題為「DUALPURPOSE SURGICAL INSTRUMENT FOR CUTTING AND COAGULATINGTISSUE」(用於切割和凝固組織的兩用外科器械)、代理人案卷號為END6694USNP/090347的美國專利申請No._；題為「ULTRASONICSURGICAL INSTRUMENTS WITH MOVING CUTTING MPLEMENT，，(具有移動切割工具的超聲外科器械)、代理人案卷號為END6687USNP/090349的美國專利申請No._;以及題為「ULTRASONICSURGICAL INSTRUMENT WITH COMB-LIKE TISSUE TRIMMINGDEVICE"(具有梳狀組織修剪裝置的超聲外科器械)、代理人案卷號為END6686USNP/090367的美國專利申請No._。
現在將描述某些實施例，以提供對本發明所公開的結構、功能、製造的原理、設備的用途和方法的全面理解。這些實施例的一個或多個例子在附圖中示出。本領域普通技術人員將會理解，本文具體描述並在附圖中示出的裝置和方法是非限制性的實施例，並且這些實施例的範圍完全由權利要求書來限定。結合一個實施例進行圖解說明或描述的部件可以與其他實施例的部件進行組合。此外，當指出一過程中的步驟順序時，根據需要，這樣的順序可以重新安排，或者步驟可以同時進行，除非不合邏輯或明確要求所列出的順序。這樣的修改形式和變型形式旨在納入所附權利要求書的範圍內。在下面的描述中，在若干視圖中，相同的附圖標記指示相同或對應的部件。另外，在下面的描述中，應當理解，諸如「向前」、「向後」、「前」、「後」、「右」、「左」、「在...上方」、「在...下方」、「頂部」、「底部」、「向上」、「向下」、「向近側」、「向遠側」等詞是方便型用語，不應認為是限制性術語。下面的描述是為描述各種實施例之目的，並非意圖限制所附權利要求。多個實施例涉及能夠在外科手術期間施行組織解剖、切割和/或凝固的改良超聲外科系統和器械以及因而所採用的切割工具。在一個實施例中，超聲外科器械設備能夠用 於開放性外科手術，但所述設備也可應用於其他類型的手術(諸如腹腔鏡、內窺鏡和機器人輔助手術)。超聲能量的選擇性使用和/或靠近和/或通過切割/凝固工具而施加的抽吸有利於多用途使用。應當理解，本文使用的術語「近側」和「遠側」是相對於緊握手持件組件的臨床醫生而言的。因此，端部執行器，包括例如切割/凝固工具，相對於較近的手持件組件而言處於遠側。還應當理解，為方便和清晰起見，本文根據臨床醫生緊握手持件組件的情況也使用諸如「頂部」和「底部」之類的空間術語。然而，外科器械在多個取向和位置中使用，並且這些術語並非意圖進行限制，也並非絕對。圖I以示意圖形式示出了本發明的外科系統10的一個實施例。外科系統10可包括超聲發生器12以及超聲外科器械組件100，而後者可包括超聲產生部件。如將在下文中進一步詳細地討論，超聲發生器12可由電纜14連接到外科器械組件100的外殼部分102中的超聲換能器組件114上。換能器組件114可包括一個或多個能夠產生超聲振動的超聲換能器。另外，喇叭件124可連接到超聲換能器組件114以放大和/或集中由換能器組件114產生的超聲移動。刀片200可連接到喇叭件124，該刀片至少部分地位於從外殼部分102延伸的外部中空護套230內。在至少一個實施例中，喇叭件124和刀片200可以由同一塊材料一體和整體地形成。在另一個實施例中，喇叭件124和刀片200可為附接到一起的單獨部件。在多種實施例中，超聲發生器12可包括超聲發生器模塊13和信號發生器模塊15。參見圖I。超聲發生器模塊13和/或信號發生器模塊15可各自與超聲發生器12整體地形成，或可作為電連接到超聲發生器12的單獨的電路模塊而提供(示為虛線，以示出此選擇)。在一個實施例中，信號發生器模塊15可與超聲發生器模塊13整體地形成。超聲發生器12可包括位於發生器12控制臺的前面板上的輸入裝置17。輸入裝置17可包括以已知方式產生適於對發生器12的操作進行編程的信號的任何合適裝置。仍結合圖1，電纜14可包括多個電導體(諸如銅線)以將電能施加到超聲換能器組件114的正⑴和負㈠電極，如將在下文中進一步詳細地討論。
已知多種形式的超聲發生器、超聲發生器模塊和信號發生器模塊。例如，此類裝置在 2007 年 7 月 15 日提交的題為 「Rotating Transducer Mount For UltrasonicSurgical Instruments」(超聲外科器械的旋轉換能器架)的共同擁有的美國專利申請No. 12/503, 770中有所公開。其他此類裝置在以下全部以引用方式併入本文的一篇或多篇美國專利中有所公開，所述美國專利有美國專利No. 6，480，796 ( 「Method for Improvingthe Start Up of an Ultrasonic System Under Zero Load Conditions，，(在零負載條件下改進超聲系統的啟動的方法))；美國專利No. 6，537,291 ( 「Method for Detectinga Loose Blade in a Handle Connected to an Ultrasonic Surgical System，，(在連接至超聲外科系統的柄部中檢測鬆懈的刀片的方法))；美國專利No. 6，626，926 ( 「Methodfor Driving an Ultrasonic System to Improve Acquisition of Blade ResonanceFrequency at Startup」(驅動超聲系統以在啟動時改進對刀片諧振頻率的獲取的方法))；美國專利 No. 6，633，234 ( 「Method for Detecting Blade Breakage Using Rate and/or Impedance Information」(利用速率和/或阻抗信息檢測刀片破損的方法))；美國專利 No. 6, 662, 127 ( 「Method for Detecting Presence of a Blade in an UltrasonicSystem」(在超聲系統中檢測刀片的存在的方法))；美國專利No. 6，678，621 ( 「Output Displacement Control Using Phase Margin in an Ultrasonic Surgical Handle」(在超聲外科柄部中利用相補角的輸出位移控制))；美國專利No. 6，679,899( 「Method forDetecting Transverse Vibrations in an Ultrasonic Handle」(在超聲柄部中檢測橫向振動的方法))；美國專利 No. 6，908，472 ( 「Apparatus and Method for AlteringGenerator Functions in an Ultrasonic Surgical System」(在超聲夕卜科系統中改變發生器功能的設備和方法));美國專利No. 6，977，495 ( 「Detection Circuitryfor Surgical Handpiece System」(用於外科手持件系統的檢測電路))；美國專利No. 7，077，853 ( 「Method for Calculating Transducer Capacitance to DetermineTransducer Temperature」(計算換能器電容以確定換能器溫度的方法))；美國專利No. 7，179，271(「Method for Driving an Ultrasonic System to Improve Acquisition ofBlade Resonance Frequency at Startup」(驅動超聲系統以在啟動時改進對刀片諧振頻率的獲取的方法));以及美國專利 No. 7，273，483 (「Apparatus and Method for AlertingGenerator Function in an Ultrasonic Surgical System」(在超聲外科手術系統中警不發生器功能的設備和方法))。如在圖2中可見，超聲外科器械100可包括封裝超聲換能器組件114和喇叭件124的外殼102。換能器組件114可通過支架104固定地支撐在外殼102內。刀片200可從喇叭件124延伸，其穿過中空護套230直到限定在其中的窗口或開口 231。如圖2所示，刀片200的遠側頂端202可通過位於外科器械100的遠側部250的開口 231而看見。外科器械100的刀片頂端202和/或遠側部250可被視為器械100的「端部執行器」。如將在下文中更詳細地說明，在與中空護套的縱向軸線A-A平行或共軸的近側方向「PD」或遠側方向「DD」上相對於組織移動器械時，刀片200可沿與其橫向的方向或兩者之間的任何方向切割組織。外殼102可以兩個或更多個部分提供，它們通過緊固件(諸如螺釘、按扣結構等)和/或通過一種或多種粘接劑連在一起，並且可由例如聚碳酸酯、不鏽鋼或其他材料製成。仍參見圖2，超聲換能器組件114可包括支撐壓電超聲換能器115的外殼118，而壓電超聲換能器用於將電能轉換成機械能，機械能則引起換能器115末端的縱向振動運動。超聲換能器115可包括陶瓷壓電元件的疊堆，其運動零點在沿著該疊堆的某一點處。超聲換能器115可安裝在近端件116和遠端件117之間。另外，喇叭件124可在一側被安裝到零點處的遠端件117以及在另一側被安裝到刀片200。因此，刀片200將通過超聲換能器組件114以超聲頻率在縱向上振動。當超聲換能器組件114以換能器諧振頻率和最大電流驅動時，超聲換能器組件114的末端實現最大運動而疊堆的一部分構成無運動節點。然而，提供最大運動的電流將隨各器械而變化，並為存儲在器械的非易失性存儲器中因而系統可以使用的值。可設計外科器械100的部件使得其組合將以相同的諧振頻率擺動。尤其是，可調整元件使得每個此類元件的所得長度為波長的二分之一或其倍數。隨著更靠近聲學安裝喇叭件124的刀片200的直徑減小，縱向前後運動增大。因而，可制定喇叭件124以及刀片200的形狀和尺寸以便擴大刀片運動並提供與聲學系統其餘部分諧振的超聲振動，其使靠近刀片200的聲學安裝喇叭件124的末端產生最大前後運動。超聲換能器115處20至25微米的運動可通過喇叭件124擴大為約40至100微米的刀片運動。 簡略地回顧圖1，當電力通過開關構造而施加到超聲器械110時，超聲發生器12可(例如)使刀片200以大約55. 5kHz的頻率在縱向上振動，並且縱向運動的量將隨所應用的(如通過用戶可調節地選擇的)驅動電力(電流)的量成比例地變化。當應用相對高的切割電力時，可設計刀片200按超聲振動速率在約40至100微米的範圍內縱向運動。刀片200的該超聲振動將在刀片接觸組織時產生熱量，即通過組織的刀片200的加速將運動刀片200的機械能在非常狹窄而局限的區域中轉換成熱能。該局部熱量產生狹窄的凝固區域，這將減少或消除小血管的出血，諸如直徑小於一毫米的那些血管。刀片200的切割效率以及止血程度將隨應用的驅動電力水平、外科醫生施加給刀片的切割速率或力度、組織類型的性質和組織的血管分布而變化。再次參見圖2，外科器械100以及繼而刀片200可由用戶相對於要切割的組織作大幅度移動。如本文所用，術語「大幅度運動」等將不同於可通過超聲換能器組件實現的「超聲運動」等。相反，術語「大幅度運動」涵蓋不僅由超聲換能器組件114的運行而產生的平移和旋轉運動。為向超聲器械110提供來自超聲發生器12的電力(參見圖I)，可使用柔性線槽或多段連接的保護器110。如在圖2中可見，導體151、152被連接到超聲換能器組件114並穿過外殼102伸出器械。另外，保護器110可在一端連接到器械外殼102並在另一端連接到換能器組件外殼118。導體151、152可穿過換能器組件外殼中的一個或多個孔。因此，來自超聲發生器12的超聲信號通過導體151、152被傳送到超聲換能器115。例如當製造器械100時，保護器110可防止導體151、152在外殼102內被損壞或擠壓。仍參見圖2，多個實施例還包括遠側突鼻件160，該突鼻件通過緊固件和/或粘接劑(未示出)可拆卸地連接到外殼102的遠端。突鼻件160可由(例如)不鏽鋼、鋁或塑料製成。在多種實施例中，刀片200的遠端202延伸通過突鼻件160的中空部分210。中空護套230可同樣地延伸通過中空部分210。中空部分210可包括環形槽，在其中近側密封件212可抵靠著中空護套230的末端並抵靠著刀片200而固定。密封件212可包括(例如)矽樹脂O形環、和/或釺焊或壓力配合密封件，並用於在突鼻件160、刀片200和中空護套230之間建立基本上的流體密封和/或空氣密封。同樣在多種實施例中，中空護套230可與刀片200同軸對齊並通過(例如)焊接、壓力配合、螺接和用膠水或其他粘接劑粘附等連接到突鼻件160的中空部分210。如在圖2中可見，抽吸口 240可被連接到突鼻件160以與中空護套230中的近側孔232連通。柔性管242可連接到抽吸口 240並與連接到通常示為244的真空源的收集容器243連通。因而，中空護套230形成圍繞刀片200而延伸的抽吸通道，其始於外部護套230的遠側部250 (諸如在開口 231處)並從孔232伸出直到抽吸口 240。本領域的普通技術人員將會知道可供選擇的抽吸通道也是可能的。另外，類似於近側密封件212，遠側密封件213也可被固定在突鼻件160中並可有助於進一步密封其中的中空護套230，使得從開口 231通過護套230伸出孔232並通過口 240的抽吸通道保持最少的或無上述通道外部的空氣進入。作為另外一種選擇，突鼻件中可省略抽吸口，並且外科器械可在不向開口 231施加抽吸的情況下運行。外科系統10 (參見圖I)的多種實施例提供了向刀片200選擇性施加超聲軸向運動的能力。如果需要，臨床醫生可在用刀片200切割組織之前或切割組織時激活超聲換能器組件114。縱向超聲運動的頻率範圍可為約(例如)30-80kHz。相似地，臨床醫生可能想 要在不激活超聲換能器組件114的情況下移動器械100以及繼而移動刀片200。因而，可將大幅度運動施加給刀片200而不對其施加縱向超聲運動。在其他應用中，臨床醫生可能想要通過激活超聲換能器組件114以及通過相對於要切割的組織大幅度移動刀片200兩者而使用器械100。在此類實施例中，刀片200將經歷來自換能器組件114的縱向超聲運動和來自臨床醫生移動的大幅度運動。此外，本領域的普通技術人員將容易認識到可結合關節鏡以及其他外科應用有效地使用外科系統10的多種實施例。外科器械100可具有多種遠側部。圖3和圖3A示出了外科器械的非限制性實施例的遠側部250的例子，其中先前用以描述上文公開的多種實施例的相同標號用來標出相同的部件。圖3是外科器械的遠側部250的透視圖，圖3A是沿圖3中的線3A-3A截取的遠側部250的剖視圖。在這些實施例中，外科器械包括含有開口 231的薄中空護套230、至少部分置於中空護套230內並延伸通過開口 231的刀片200以及可操作地連接到刀片200的至少一個超聲換能器(未不出，參見圖2中的換能器115)。如在圖3和圖3A中可見，在多種實施例中，刀片200可包括遠側頂端202，該遠側頂端遠離護套的縱向軸線A-A而突出以有利於組織切割。更詳細地，遠側頂端202可遠離中空護套縱向軸線A-A而突出L1的距離。距離L1可具有足夠大小以增加刀片的切割效力。在至少一個實施例中，L1可為至少O. 25英寸。在另一個實施例中，L1可小於或等於O. 75英寸。在另一個實施例中，L1可在O. 25英寸和O. 75英寸之間(包括O. 25英寸和O. 75英寸)，換句話講，1/4彡L1S 3/4"。另外，中空護套可被構造為暴露刀片200的多個部分以進一步有利於各種情形的組織切割。例如，仍參見圖3，在至少一個實施例中，護套的開口 231可限定一個平面，該平面與縱向軸線A-A相交並且不橫向於該縱向軸線。如本文所用，術語「橫向」意指與縱向軸線成直角。換句話講，開口 231與縱向軸線成一角度，從而僅在中空護套230的一側215暴露刀片。在此類實施例中，刀片的背面215，即與刀片頂端202突出的方向相對的側面215，可由護套230遮蔽以使得不會在該側面215上無意地切割組織。另外，如上所述，護套230可較薄，並能夠使得其包覆模製在刀片230上。在此類實施例中，刀片200和護套230之間的空隙(參見圖3A)可最小化。作為另外一種選擇，現在參見圖4，在至少一個實施例中，外科器械的遠側部350的中空護套330可包括開口 331，其允許刀片200從中突出，同時暴露刀片200的背面215以增加可用於切割組織的切割表面和/或切刃。在此類實施例中，開口 331可限定第一平面P1和與第一平面相交的第二平面P2,並且刀片可延伸通過第一平面Pp第一平面P1可與縱向軸線A-A垂直，並且當第二平面P2與第一平面P1相交時，第二平面P2可與第一平面成一角度。在另一個可供選擇的實施例中，外科器械的遠側部450的中空護套450可包括保護性唇緣433，其可進一步避免刀片200無意地切割組織。更詳細地，雖然刀片可延伸通過開口 431，但可能仍期望防止在刀片的背面215上切割組織。因此，保護性唇緣433可朝頂端202延伸並遠離縱向軸線A-A，從而遮蔽(例如)比圖3中所示更大的刀片200的部分。在多種實施例中，現在參見圖6和圖6A，刀片200可包括多種結構以增強其切割 和/或凝固能力。更詳細地，圖6是刀片200的遠側部的側視圖，圖6A是沿線6A-6A截取的刀片200的剖視圖。注意，在圖6A中，為了清晰起見，省略了剖面線。在至少一個實施例中，如在圖6中可見，刀片200在鄰近頂端202處可發生彎曲。簡略地回顧圖3，可看到刀片200通過開口 231而彎曲。刀片200的彎曲形狀可使得在頂端202附近沿刀片200形成光滑的切割。更具體地講，刀片可彎曲設定的量，使得頂端相對於中空軸的軸線A-A成某一角度突出(參見圖3)。關注於圖6，刀片200可限定第一軸線A' -A'。如在圖3A中可見，在中空軸內，第一軸線F -k'可與中空軸的軸線A-A共線或平行。不管怎樣，回顧圖6，刀片200還可限定穿過頂端202的第二軸線B-B。第二軸線A-A可與頂端處或頂端附近的刀片曲線相切。第一和第二軸線可限定角度Θ，該角度等於或大於60度，但等於或小於90度。換句話講，60° < Θ <90°。此類頂端角可為刀片200提供增強的切割功能。刀片的頂端202和/或橫截面的形狀可進一步增強刀片200的切割能力。例如，在多種實施例中，現在參見圖6A，刀片200可通過使用鄰近頂端202的為多邊形的平面形狀而增加其提供的切割表面數。更具體地講，在至少一個實施例中，多邊形橫截面形狀可為四邊形，並且甚至更具體地講，為菱形或等邊平行四邊形。通俗地講，菱形形狀可以被看作金剛石形狀。此類形狀可允許刀片提供鋒利的頂點，諸如在圖6A中所見的在側面203、204、205和206之間限定的頂點207、208、209和210，這些頂點形成刀片的切刃的一部分。頂點(諸如頂點207)的鋒利程度可如下限定。在菱形的一邊(諸如邊203)和菱形的中心線(諸如中心線「CL」)之間限定的角度α可等於或大於10度但等於或小於25度。換句話講，10° ( α <25。。通過使用此類鋒利邊緣，如由菱形形狀的頂點所限定，刀片200可使打磨的需要降低。另外，刀片的橫截面形狀可使刀片降低穿過含水或其他流體的阻力，以在這樣的環境中更好地運行。例如，在至少一個實施例中，橫截面菱形形狀可在一個方向較長並且在另一個方向較短。更詳細地，菱形形狀可通常分別沿近側和遠側方向ro和DD較長。具體地講，菱形的其中兩個頂點207和209還可限定軸線C-C (參見圖6A)，該軸線與刀片的縱向軸線共面(參見圖3A)。因此，當分別沿近側和遠側方向H)和DD移動刀片時，在流體環境中刀片經歷的阻力得以降低。另外，可將刀片製作得較薄，使得刀片200具有O. 020英寸至O. 040英寸的從頂點208至頂點210的寬度L20換句話講，O. 020"彡L2彡O. 040"。在至少一個實施例中，L2可為O. 030英寸。在多種實施例中，頂端202還可包括逐漸變細至一個點的多邊形橫截面形狀。例如，在至少一個實施例中，參見圖6，頂端的形狀可為錐形。因此，頂端的尖端和頂端錐形形狀的邊緣均可有助於增強的切割點和/或切刃。另外，在至少一個實施例中，刀片200可(例如)沿著其整個長度或至少沿著也駐留在中空護套230內的刀片200的一部分為多邊形，參見圖3A。通過沿著刀片長度的至少一部分使用均勻橫截面，可減少製造成本和資源。外科器械可使用其他刀片和/或護套構造以在流體環境中實現增強的切割和/或凝固。例如，在多種實施例中，外科器械可利用抽吸以增強從外科目標的切割和被切斷組織的移除。更詳細地，圖7-11示出了外科器械1100的非限制性實施例的另一個例子，其中先前用以描述上文公開的多種實施例的相同標號用來標出相同的部件。圖7是向其施加了抽吸的刀片1200的手持式外科器械1100的部分剖視圖。外殼102、換能器組件114、喇叭件124和相關部件可類似於上文相對於外科器械100所述的那些。至少一個超聲換能器，諸 如換能器組件114中的換能器115，可以通過喇叭件124可操作地連接到刀片1200。刀片1200可限定縱向軸線A-A，其也類似於上述的縱向軸線A-A。另外，刀片1200可包括主體1201，該主體在其中限定內腔1220並包括遠端1202。鄰近遠端1202處可為開口 1204，該開口與內腔1202連通。此外，可將第一切刃1205設置在開口 1204的上方。第一切刃1205也可遠離縱向軸線A-A而突出，以進一步增強組織切割，如在下文中更詳細地說明。外科器械1100可進一步包括連接到突鼻件1160或與突鼻件一起形成的抽吸口240。抽吸口 240可通過在刀片1200中形成、設置在突鼻件1160內並與口 240對齊的抽吸孔1221而與內腔1220連通。柔性管242可連接到抽吸口 240並與連接到真空源244的收集容器243連通。因此，刀片1200可形成延伸通過刀片1200的抽吸通道，其始於外科器械1100的遠側部1250，諸如在開口 1204處，沿著內腔1220的至少一部分行進，並從抽吸孔1221伸出直到抽吸口 240。本領域的普通技術人員將會知道可供選擇的抽吸通道也是可能的。另外，近側密封件1212和遠側密封件1213可被固定在圍繞口 240的突鼻件1160中的環形槽內，並可有助於進一步密封其中的刀片1200，使得從開口 1204通過刀片1200伸出孔1221並通過口 240的抽吸通道保持最少的或無上述通道外部的空氣進入。因此，刀片1200從而能夠允許從抽吸口 240至開口 1204地施加抽吸。另外，在至少一個實施例中，可使用外部中空護套1230，其可起到安全屏蔽的作用，以在從外科手術部位引入和/或移除外科器械1100時至少覆蓋刀片1200的切刃1205和/或開口 1204。可回縮的中空護套1230可被活動安裝在刀片1200上，並可從基本上覆蓋開口 1204和/或切刃1205的閉合位置選擇性地移動至暴露開口 1204的打開位置(參見圖8)。這種構造可在靠近重要的神經和其他關鍵組織插入和移除與刀片1200的過程中覆蓋刀片1200上的切刃1205和/或開口 1204。為了有利於刀片1200上的中空護套1230的移動，可在中空護套1230的近端上形成拇指控制片1232(圖7)以使臨床醫生能夠向其施加滑動致動力。在多種實施例中，可使用不同的刀片構型以增強從外科目標的組織切割和排出。現在關注於外科器械1250的遠側部，其在圖8中可最清楚地看見，刀片的形狀可為管狀。另外，可看見切刃1205被設置在開口 1204上方並遠離刀片的縱向軸線A-A而突出。在至少一個這樣的實施例中，現在關注於由圖9所提供的遠側部1250的前視圖，可看見切刃限定了一個弧形。因此，可平滑地切割組織(諸如椎間盤組織)並使其沿著弧形切刃1205成形。通過關注於圖10-11可發現有關刀片1200的進一步細節。圖10示出刀片1200的遠側部的側剖視圖，圖11示出刀片1200的遠側部的透視圖。切刃1205可由與刀片的主體1201整體地形成或以其他方式連接到其上的切割護罩1210限定。如在圖10中可見，護罩1210和切刃1205可遠離縱向軸線A-A以及遠離主體1201而突出。另外，護罩的橫截面形狀(也在圖10中所見)可與主體1201成一角度突出，以將切刃1205更好地呈現給組織T。另外，如在圖10中可見，刀片的切刃1205示為正在切割組織「T」以產生組織碎片「TF」，其隨後通過沿近側方向ro的抽吸而拉進穿過開口 1204並排出，如上所討論。可在沿遠側方向DD推進刀片1200時切割組織，使得切刃1205抵靠著組織T而將其自身嵌入或以其他方式刮擦組織的表面。作為另外一種選擇，可通過施加到開口 1204的抽吸將組織吸入切刃 1205內。另外，在存在抽吸的情況下，組織碎片TF可被清除出外科目標區域，從而消除或減少對患者反覆插入和移除外科器械的需要。另外，如圖11所示，刀片1200隨著由一個或多個超聲換能器115 (參見圖7)所產生的超聲運動而振動，以進一步增強切刃切斷和/或消融組織的能力。回顧圖7，在使用中，臨床醫生可激活真空源244以切割和排出組織。當遇到易出血的患者時，臨床醫生可激活超聲換能器組件114以向刀片1200發送超聲運動以用於凝固目的。例如，由於多種疾病狀態，脊柱融合外科手術需要移除椎間盤材料。很多時候，該材料變得堅韌並需要用常規器械施加相當大的力以使椎間盤破碎並移除其碎片。一旦移除了椎間盤材料，就必須刮擦終板以顯露新生表面，從而促進板與融合器(cage)的融合。還必須制定板的形狀以與所用類型的融合器良好貼合。常規器械通常需要來自外科醫生的非常罪近關鍵結構的聞強度力。當進行(例如)圖12和圖13所示的椎間盤切除術時，使用上述外科器械1100可特別有利。如在這些附圖中可見，可將刀片1200插入椎間盤「D」。刀片1200可用於刮掉小的椎間盤碎片並將其吸出。此類構造將消除反覆插入/移除外科工具的需要。該裝置也可用於製備椎體終板。通過採用穿過刀片1200的抽吸、提供給刀片1200的超聲運動和/或獨特的刀片構型，可減小臨床醫生製備終板時必須施加的輸入力的量。相似地，可降低破碎並移除椎間盤材料所需的外部力的量。另外，可減少外科手術過程中的器械交換次數。外科器械1100可具有各種來自上文所提供的刀片。例如，圖14示出了外科器械1100(參見圖7)的刀片1300的遠側部的可供選擇實施例的透視圖，圖15示出了刀片1300的遠側部的前視圖。在至少一個實施例中，刀片1300可類似於上述的刀片1200，不同的是，其可包括不止一個開口和/或切刃，它們可有利地設置在刀片上。更詳細地，刀片可限定縱向軸線A-A並可包括遠端1302、內腔(未示出，參見圖7中的內腔1220)以及鄰近遠端1302並與內腔連通的第一開口 1304。刀片1300可包括第一切刃1305，其設置在第一開口 1304上方並遠離縱向軸線A-A突出，類似於上文所述的切刃1204。另外，刀片1300還可包括也與內腔連通的第二開口 1309，以及設置在第二開口 1309上方並遠離縱向軸線A-A突出的第二切刃1306。第一開口 1304和第二開口 1309均可位於沿刀片1200的同一相對縱向位置處。換句話講，開口 1304、1309兩者沿著縱向軸線A-A距遠端1302的距離可以相同，然而，開口 1304、1309兩者沿著刀片主體1301的角位置可以不同。添加不止一個開口可增加刀片1300可切割組織的位置數。因此，在至少一個實施例中，刀片1300可進一步包括第三開口 1307以進一步增加刀片的切割位置數。更詳細地，第三開口也可與內腔連通並與其他開口 1304、1309設置在相同的縱向位置。第三切刃1307可設置在第三開口 1314上方並且也可遠離縱向軸線A-A突出。各切刃1305、1306、1307可分別由切割護罩1310、1311、1312限定，這些護罩可類似於上文所述的護罩1210。另外，開口 1304、1309、1314、切刃 1305、1306、1307 和 / 或護罩 1310、1311、1312 中的每一者均可關於縱向軸線對稱並設置成彼此等距。參見例如圖15。雖然上述實施例中的一些已示出了一個或多個面向遠側的切刃，但是外科器械1100可包括具有一個或多個面向近側的切刃的刀片。例如，圖16示出了外科器械1100(參見圖7)的刀片1400的遠側部1400的另一個可供選擇實施例的透視圖，圖17示出了刀片1400的遠側部的前視圖，而圖18示出了刀片1400的遠側部的側剖視圖，此時刀片1400正在切割組織T以產生組織碎片TF，其隨後通過近側方向的抽吸而被排出，與上文所述的類似。在至少一個實施例中，刀片1400可類似於上文所述的刀片1200，不同的是其可包括不 止一個開口和/或切刃，它們可彼此並置。更詳細地，刀片可限定縱向軸線A-A並且可包括遠端1402、內腔1420以及鄰近遠端1402並與內腔1420連通的第一開口 1404。刀片1400可包括設置在第一開口 1404上方並遠離縱向軸線A-A而突出的第一切刃1405，其類似於上文所述的切刃1204。另外，刀片1400也可包括第二開口 1409，其鄰近第一開口和/或鄰近第一切刃1405。第二開口 1409也可與內腔1420連通。另外，第二切刃1406可設置在第二開口 1409上方並遠離縱向軸線A-A而突出。第一開口 1404和第二開口 1409可位於沿著刀片1400的不同縱向位置處，但兩者可位於沿著刀片主體1401的相同角位置處。換句話講，開口 1404、1409可位於刀片1400的相同側。在至少一個實施例中，切刃1405、1406可由相同的切割護罩1410限定。在此類實施例中，護罩1410可設置在開口 1404、1409兩者的上方。參見圖18，可在沿著遠側方向DD推進刀片1400時切割組織，使得面向遠側的第一切刃1405抵靠著組織T將其自身嵌入或以其他方式刮擦組織的表面。另外，可在沿近側方向將刀片1400縮回時切割組織，使得面向近側的第二切刃1406抵靠著組織T將其自身嵌入或以其他方式刮擦組織的表面。作為另外一種選擇，可通過施加到開口 1404、1409的抽吸將組織吸入切刃1405、1406的一者或多者內，如上所述。另外，在存在抽吸的情況下，組織碎片TF可被清除出外科目標區域，從而消除或減少對患者反覆插入和移除外科器械的需要。另外，刀片1400可隨著由一個或多個超聲換能器115 (參見圖7)所產生的超聲運動而振動，以進一步增強切刃切斷和/或消融組織的能力。可將本發明所公開的裝置設計為單次使用後即進行處理，或者可將它們設計為可多次使用。然而在任一種情況下，該裝置均可重新恢復，以在至少一次使用後再次使用。重新恢復可包括如下步驟的任意組合拆卸該裝置、然後清洗或置換某些部分以及隨後組裝。特別是，該裝置可以拆卸，並且可以任意組合選擇性地置換或移除任意數目的某些部分或零件。清洗和/或置換某些部分後，該裝置可以在重新恢復設施處重新組裝以隨後使用，或者在即將進行外科手術操作前由外科手術隊組裝。本領域的技術人員將會知道，裝置的重新恢復可利用多種用於組裝、清潔/置換和重新組裝的技術。這些技術的使用以及所得的修復裝置均在本發明的範圍內。優選地，在外科手術前實施本文所述的各種實施例。首先，獲取新的或用過的裝置，並在必要時對裝置進行清潔。然後對器械進行滅菌。在一種滅菌技術中，將器械置於封閉並密封的容器中，例如塑料或TYVEK 口袋中。然後將容器和裝置置於能夠穿透該容器的輻射區，例如Y輻射、X-射線或高能電子。輻射將裝置上和容器中的細菌殺死。然後將滅菌後的裝置保存在無菌容器中。該密封容器將器械保持無菌，直到在醫療設備中打開該容器。滅菌也能夠通過本領域技術人員已知的任何種方式進行，包括β輻射或Y輻射、環氧乙烷和/或蒸汽滅菌。在各種實施例中，可將下述超聲外科器械提供給外科醫生，其中波導和/或端部執行器已可操作地連接外科器械的換能器。在至少一個此類實施例中，外科醫生或其他臨床醫生可從滅菌包裝中移出超聲外科器械、將該超聲器械插入到發生器中(如上文所概述)、並且在外科手術操作期間使用該超聲器械。這種系統可無需外科醫生或其他臨床醫生動手而將波導和/或端部執行器裝配至超聲外科器械。在已使用超聲外科器械之後，夕卜 科醫生或其他臨床醫生可將超聲器械置於可密封包裝中，其中可將所述包裝運送至滅菌設施。在滅菌設施處，可對超聲器械消毒，其中任何耗費部件都可被丟棄和更換，任何可重複使用的部件都可被滅菌和再次使用。其後，超聲器械可進行重新組裝、測試、置於無菌包裝中和/或在置於無菌包裝中之後進行滅菌。一旦經過滅菌，該重新處理的超聲外科器械就可再次使用。雖然本文已描述了多種實施例，但可以對這些實施例進行多種修改和變型。例如，可採用不同類型的端部執行器。另外，凡是公開了用於某些元件的材料的，均可使用其他材料。上述具體實施方式
和下述權利要求旨在涵蓋所有這樣的修改和變型形式。以引證方式全部或部分地併入本申請的任何專利、公布、或其他公開材料僅在所併入的材料不與本發明所述的現有定義、陳述、或其他公開材料相衝突的範圍內併入本申請。同樣地並且在必要的程度下，本文明確闡述的公開內容取代了以引用方式併入本文的任何衝突材料。如果任何材料或其部分據述以引用方式併入本文，但與本文所述的現有定義、陳述或其他公開材料相衝突，那麼僅在所併入的材料和現有公開材料之間不產生衝突的程度下才將其併入本文。
權利要求
1.一種外科器械，包括 具有開口的中空護套，其中所述中空護套限定縱向軸線； 至少部分置於所述中空護套內並延伸通過所述開口的刀片，其中所述刀片包括頂端以及鄰近所述頂端的為多邊形的橫截面形狀，並且其中所述頂端遠離所述縱向軸線而突出；以及 可操作地連接到所述刀片的至少一個超聲換能器。
2.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述開口限定一個平面，所述平面與所述縱向軸線相交並且不橫向於所述縱向軸線。
3.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述開口限定第一平面和與所述第一平面相交的第二平面，其中所述刀片延伸通過所述第一平面。
4.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述中空護套還包括朝所述頂端延伸的保護性唇緣。
5.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述刀片還包括頂端，所述頂端遠離所述縱向軸線至少0. 25英寸，但遠離所述縱向軸線不超過0. 75英寸。
6.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述刀片靠近所述頂端發生彎曲，其中所述刀片限定所述中空護套內的第一軸線和穿過所述頂端的第二軸線，其中所述第一軸線和第二軸線限定一個角度，並且其中所述角度等於或大於60度，但等於或小於90度。
7.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述頂端包括錐形形狀。
8.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述多邊形是四邊形。
9.根據權利要求8所述的外科器械，其中所述四邊形是菱形。
10.根據權利要求9所述的外科器械，其中所述菱形在所述菱形的一邊和所述菱形的中心線之間限定一個角度，其中所述角度等於或大於10度，但等於或小於25度。
11.根據權利要求9所述的外科器械，其中所述菱形包括四個頂點，其中所述頂點中的兩個頂點限定與所述刀片的縱向軸線共面的軸線。
12.根據權利要求I所述的外科器械，還包括 與所述中空護套連通的抽吸口，其中所述中空護套能夠允許從所述抽吸口至所述開口地施加抽吸。
13.—種外科器械,包括 限定縱向軸線的刀片，其中所述刀片包括遠端、內腔、鄰近所述遠端並與所述內腔連通的第一開口、以及設置在所述第一開口上方並遠離所述縱向軸線突出的第一切刃； 與所述內腔連通的抽吸口，其中所述刀片能夠允許從所述抽吸口至所述第一開口地施加抽吸；以及 可操作地連接到所述刀片的至少一個超聲換能器。
14.根據權利要求13所述的外科器械，其中所述第一切刃限定弧形。
15.根據權利要求13所述的外科器械，其中所述第一開口位於所述刀片上的第一縱向位置處，並且其中所述刀片還包括 位於所述第一縱向位置處的第二開口，所述第二開口與所述內腔連通；以及 設置在所述第二開口上方並遠離所述縱向軸線突出的第二切刃。
16.根據權利要求15所述的外科器械，其中所述刀片還包括位於所述第一縱向位置處的第三開口，所述第三開口與所述內腔連通；以及 設置在所述第三開口上方並遠離所述縱向軸線突出的第三切刃。
17.根據權利要求13所述的外科器械，其中所述刀片還包括 鄰近所述第一開口的第二開口，所述第二開口與所述內腔連通；以及 設置在所述第二開口上方並遠離所述縱向軸線突出的第二切刃。
18.根據權利要求17所述的外科器械，其中所述第一切刃和第二切刃由切割護罩限定。
19.一種外科器械,包括 限定縱向軸線的刀片，其中所述刀片包括遠端、內腔、與所述內腔連通的第一開口、設置在所述第一開口上方並遠離所述縱向軸線突出的第一切刃、與所述內腔連通的第二開口以及設置在所述第二開口上方並遠離所述縱向軸線突出的第二切刃，其中所述第二切刃在所述第一切刃近側； 與所述內腔連通的抽吸口，其中所述刀片能夠允許從所述抽吸口至所述第一開口地施加抽吸；以及 可操作地連接到所述刀片的至少一個超聲換能器。
20.根據權利要求19所述的外科器械，其中所述刀片還包括與所述內腔連通的第三開口以及設置在所述第三開口上方的第三切刃。
全文摘要
本發明在多種實施例中提供了一種在含水環境中操作的外科器械。在至少一個實施例中，所述外科器械(100)可包括中空護套(230)、至少部分地置於所述中空護套內並延伸穿過所述外皮內開口(231)的刀片(200)以及可操作地連接到所述刀片的至少一個超聲換能器(115)。所述刀片可包括多邊形橫截面形狀並且所述頂端(202)可遠離所述外皮的縱向軸線(A-A)而突出。在另一個實施例中，所述外科器械(1100)可包括通過其設置抽吸(240)的刀片(1200)以及可操作地連接到所述刀片的至少一個超聲換能器(115)。所述刀片可包括設置在刀片開口(1204)上方的切刃(1205)。另外，所述切刃可遠離所述刀片的縱向軸線而突出。
文檔編號A61B17/32GK102781352SQ201180009419
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月9日 優先權日2010年2月11日
發明者G·C·羅伯特森, M·C·米勒, P·馬拉威亞 申請人:伊西康內外科公司