具有移動切割工具的超聲外科器械的製作方法

2023-12-07 19:42:41

專利名稱：具有移動切割工具的超聲外科器械的製作方法
具有移動切割工具的超聲外科器械
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，人們已開發出許多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手術中。關節鏡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、手柄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鋒利刃口切割組織。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-Burleson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，其中通過內管尖端的劈砍動作來切割組織，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，以切割穿入外部構件孔隙的組織。授予Wuchinich等人的美國專利No. 4，922，902公開了一種用超聲抽吸器進行內窺鏡式組織移除的方法和裝置。該裝置使用超聲探針，該探針使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裝置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。所述針的超聲振動使組織裂成碎片。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，該探針具有遮擋部，以縮小從探針頂端發出的超聲能量束。在一個實施例中，該遮擋部延伸越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。聚焦面可被傾斜、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，該系統通過使用縱扭共振器來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/組織界面的摩擦發熱導致的骨頭和相鄰組織中的溫度上升仍然是一個顯著的問題。當前的關節鏡手術工具包括衝頭、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，也能消融大量的軟組織；然而它們卻易於造成比機械裝置更多的組織損傷。因此，需要有能夠在形成光滑切割表面的同時提高切割精度而不產生過多組織損傷的裝置。
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，該外科器械可包括中空外套、至少部分置於中空外套內的刀具、可操作地連接到刀具的至少一個超聲換能器以及驅動系統。在這些實施例中，該驅動系統可與換能器連通以將軸向運動傳遞給刀具使得當驅動系統被啟動時刀具相對於中空外套平移。在至少一個實施例中，提供了一種外科器械，該外科器械可包括中空外套、至少部分置於中空外套內的刀具、連接到刀具的至少一個超聲換能器以及驅動系統。在這些實施例中，該驅動系統可與換能器連通以將旋轉運動傳遞給刀具使得當驅動系統被啟動時刀具相對於中空外套旋轉。另外，在這些實施例中，中空外套可包括在其中的至少一個開口和設於該開口中的至少一個齒。此外，在這些實施例中，所述齒可被構造成可夾住位於開口內的 組織。在至少一個實施例中，提供了一種外科器械，其包括在其中包括至少一個開口的中空外套、至少部分位於中空外套內的刀具、連接到刀具的超聲換能器、可由中空軸可動地支撐的組織夾持構件以及連接到組織夾持構件的驅動系統。在這些實施例中，該驅動系統可被構造成可將軸向運動傳遞給組織夾持構件，使得當驅動系統被啟動時組織夾持構件相對於中空外套平移。


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，對組織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是手術控制系統的非限制性實施例的示意圖。圖IA是控制系統外殼的非限制性實施例的透視圖。圖IB是控制系統外殼裝置的另一個非限制性實施例的透視圖。圖2是使用線性驅動系統的手持式外科器械的非限制性實施例的局部剖視圖。圖3是外科器械的非限制性實施例的遠側部的俯視圖。圖4是圖3的外科器械的遠側部的側剖視圖。圖5是外科器械的非限制性實施例的遠側部的側剖視圖。圖6A是沿著線6A-6A截取的圖5外科器械遠側部的前剖視圖。圖6B是沿著線6B-6B截取的圖5外科器械遠側部的另一個前剖視圖。圖7A是外科器械的非限制性實施例的遠側部的側剖視圖；所述器械的刀具被示出為位於第一軸向位置。圖7B是圖7A的外科器械遠側部的另一個側剖視圖；所述刀具被示出為軸向平移
至第二軸向位置。圖8是圖7A的外科器械的遠側部的俯視圖。圖9是外科器械的非限制性實施例的遠側部的透視圖。圖IOA是圖9外科器械的中空外套的遠側部的透視圖。
圖IOB是圖9外科器械的刀具的遠側部的透視圖。圖IOC是圖9外科器械的剪切板的透視圖。圖11是圖9外科器械的遠側部的側剖視圖。圖12A-12C是圖9外科器械的遠側部的一系列側剖視圖，示出了當刀具相對於中空外套平移時在不同軸向位置的刀具。圖13是用於外科器械(例如圖2的外科器械)的線性驅動系統的非限制性實施例的側視圖。圖14是用於外科器械(例如圖2的外科器械)的另一個線性驅動系統的非限制性實施例的側視圖。

圖15是用於外科器械(例如圖2的外科器械)的另一個線性驅動系統的非限制性實施例的側視圖。圖16是使用另一個線性驅動系統的外科器械的非限制性實施例的局部剖視圖。圖17是在中空外套中包括多個開口的外科器械的非限制性實施例的遠側部的透視圖；組織被示出為正被吸入開口。圖18是圖17的外科器械的遠側部的部分剖面圖，示出了帶齒刀具。圖19是在中空外套中包括多個開口的外科器械的另一個非限制性實施例的遠側部的透視圖。圖20A-20B是用於外科器械(例如圖17_19的外科器械)的帶齒刀具遠側部的側首1J視圖。圖21A-21C是可與帶齒刀具一起使用的各個齒的側剖視圖。圖22是使用兩個抽吸內腔的外科器械的非限制性實施例的局部剖視圖。圖23是圖22的外科器械的遠側部的透視圖。圖24A和24B是外科器械(例如圖22的外科器械)的刀具遠側部的側視圖。圖25是使用旋轉驅動系統的外科器械的非限制性實施例的局部剖視圖。圖26是圖25的外科器械的透視圖。圖27是外科器械的非限制性實施例的遠側部的側剖面圖，該外科器械包括用以咬住組織的限定於中空外套開口中的齒。圖28-29是可用於外科器械(例如圖27的外科器械)的一些齒的局部視圖。圖30是外科器械(例如圖27的外科器械)的突鼻部和關聯部件的側剖視圖。圖31是包括可旋轉刀具的外科器械的非限制性實施例的遠側部的側視圖。圖32是沿線32-32截取的圖31外科器械的剖視圖。圖33A是沿線33A-33A截取的圖31外科器械刀具的剖視圖。圖33B是沿線33B-33B截取的圖31外科器械刀具的剖視圖。圖34是用於外科器械(例如圖31的外科器械)的刀具的另一個非限制性實施例的剖視圖。圖35是用於外科器械(例如圖31的外科器械)的刀具的另一個非限制性實施例的側剖視圖。圖36是沿線36-36截取圖35刀具的剖視圖。圖37是包括質量平衡刀具的外科器械的非限制性實施例的遠側部的前剖視圖。
圖38是包括具有螺旋面的刀具的外科器械的非限制性實施例的遠側部的俯視圖。圖39是圖38外科器械的刀具的遠側部的俯視圖。圖40是包括可移動組織夾持構件的外科器械的非限制性實施例的局部剖視圖。圖41是沿線41-41截取的圖40的外科器械的中空外套、纜線和刀具的剖視圖。圖42A是圖40的外科器械的遠側部的透視圖；組織夾持構件被示出為處於伸出位置。圖42B是圖40的外科器械的遠側部的透視圖；組織夾持構件被示出為處於回縮位
置。 圖43是沿圖42A中線43_43截取的圖40外科器械的中空外套、纜線和刀具的剖視圖。
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，這些專利各自的全部內容以引用方式併入本文題為「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」(具有可旋轉刀具和中空外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」(具有部分旋轉刀具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「OUTER SHEATH AND BLADE ARRANGEMENTS FOR ULTRASONICSURGICAL INSTRUMENTS」(超聲外科器械的外部外套和刀具構造)、代理人案卷號為END6695USNP/090348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」、「近側」、「遠側」等詞是便利性用語，不應認為是限制性術語。下面的描述是為描述多種實施例之目的，並非意圖限制所附權利要求。各種實施例涉及被構造成適於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，超聲外科器械設備被構造為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)。有選擇地使用超聲能量、有選擇的顯著軸向移動和/或轉動切割/凝固工具，以及/或者在附近和/或通過切割/凝固工具而施加的抽吸，這些有助於多方面用途的實現。應當理解，本文使用的術語「近端」和「遠端」是相對於緊握手柄組件的臨床醫生而言的。因此，端部執行器相對於較近的手柄組件而言處於遠端。還應當理解，為方便和清晰起見，本文根據臨床醫生緊握手柄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以不意方式不出了外科系統10的一個非限制性實施例。外科系統10可包括超聲發生器12和超聲外科器械組件100，後者包括超聲產生部件。下文將更詳細地討論，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產生的超聲運動。刀具200可連接到喇叭件124，該刀具至少部分地位於從外殼部分102伸出的中空外套230內。在一個實施例中，系統10還包括馬達控制系統20，該馬達控制系統包括由電纜23連接到控制模塊24的電源22以向其提供例如24V直流電。馬達控制模塊24可包括由美國國家儀器公司(National Instruments)製造的型號為No. NI cRIO-9073的控制模塊。然而，可使用其他馬達控制模塊。許多電源均可有效地用作電源22。電源22還可由電纜25連接到馬達驅動器26以向其提供24V直流電。馬達驅動器26可包括由美國國家儀器公司(National Instruments)製造的馬達驅動器。然而，其他馬達驅動器也可有效使用。控制模塊24也可由電纜27連接到馬達驅動器26以向其提供電力。常規的腳踏開關30或其他控制開關裝置可用電纜31附接於控制模塊24。如在下文中進一步詳細地討論，超聲外科器械100可包括驅動系統，該驅動系統可包括馬達190，該馬達具有與其相聯的編碼器194。驅動系統可通過轉動-直線移動轉換器150 (下文說明)與換能器組件114連通，以將全部軸向運動傳送至刀具200，使得當驅動系統被啟動時刀具相對於中空外套平移。馬達190可包括由美國國家儀器公司(National Instruments)製造的型號為No. CTP12ELF10MAA00的馬達。然而，可使用其他馬達。編碼器194可包括由美國數字公司(US Digital)製造的型號為NO.E2-500-197-I-D-D-B的線性編碼器。然而，可使用其他馬達和編碼器。編碼器194可通過編碼器電纜32連接到馬達控制模塊24並且馬達190可通過電纜33連接到馬達驅動器26。外科系統10還可包括可通過乙太網電纜42與馬達控制模塊24連通的計算機40。圖I中還示出，在各種實施例中，馬達控制系統20可裝在外殼21中。為促成系統的易攜帶性，多個部件可通過可移除的電纜連接器連接到馬達控制系統20。例如，腳踏開關30可通過電纜35連接到可拆卸電纜連接器37，以便於將腳踏開關快速地連接到控制系統20。交流電能可通過常規的帶插頭電纜50提供給電源22，該常規的帶插頭電纜連接到可拆卸電纜連接器54而該電纜連接器又連接到電纜52。計算機40可具有連接到可拆卸電 纜連接器62的電纜60，該可拆卸電纜連接器又連接到電纜42。編碼器194可具有連接到可拆卸連接器72的編碼器電纜70。同樣，馬達190可具有連接到可拆卸連接器72的電纜74。可拆卸連接器72可通過電纜32連接到控制模塊24並且連接器72可通過電纜33連接到馬達驅動器26。因而，電纜連接器72用於將編碼器194連接到控制模塊24並將馬達190連接到馬達驅動器26。電纜70和74可裝在共同的外套76中。在可供選擇的實施例中，超聲發生器12和控制系統20可裝在相同的外殼105中。參見圖1A。在另一個實施例中，超聲發生器12可通過跨接電纜107電連接到馬達控制系統20。這樣的構成可共享數據連結以及共同的供電裝置(電纜50)。參見圖1B。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形成為一體，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(以虛線示出此選擇方案)。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形成為一體。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。還是參照圖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，下文將更詳細地討論。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。其他此類裝置公開於以下的一個或多個美國專利(它們全部以引用方式併入本文)，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」 (檢測連接於超聲外科系統的柄部中刀具鬆動的方法))；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具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/或阻抗信息檢測刀具破損的方法))；美國專利 No. 6, 662, 127 ( 「Method for Detecting Presence of a Blade in an UltrasonicSystem」(檢測超聲系統中刀具存在的方法))；美國專利No. 6，678，621 ( 「OutputDisplacement Control Using Phase Margin in an Ultrasonic Surgical Handle」(超聲手術手柄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」(檢測超聲手柄中橫向振動的方法))；美國專利 No. 6，908，472 (「Apparatus and Method for Altering GeneratorFunctions in an Ultrasonic Surgical System」(用於改變超聲外科系統中發生器功能的裝置和方法));美國專利 No. 6，977，495 ( 「Detection Circuitry for SurgicalHandpiece System」(手術手柄系統的檢測電路));美國專利No. 7，077，853 ( 「Method forCalculating Transducer Capacitance to Determine Transducer 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 Drivingan Ultrasonic System to Improve Acquisition of Blade Resonance Frequency atStartup」(用以改進啟動時刀具諧振頻率獲取的超聲系統驅動方法))；以及美國專利No.7,273,483( 「Apparatus and Method for Alerting Generator Function in anUltrasonic Surgical System」(用於警示超聲外科系統中發生器功能的裝置和方法))。如在圖2中可見，超聲外科器械100可包括裝有馬達190、編碼器194、超聲換能器組件114以及喇叭件124的外殼102。換能器組件114可通過常規直線軸承104(例如滾柱)可移動地支承於外殼102內。刀具200可從喇叭件124伸出，其穿過中空外套230直到限定在其中的窗口或開口 231。如圖2所示，刀具200的遠端202在位於外科器械100遠側部250的開口 231處可見。外殼102可以由兩個或更多個部分形成，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。馬達190可安裝到外殼102中，並可通過包括齒條構件153和小齒輪154的轉動-直線移動轉換器150與超聲換能器機械地連接。可根據需要在小齒輪154和齒條構件153之間添加額外的齒輪以實現所需的齒輪減速。另外，齒條構件153可保持編碼器194並可連接到換能器組件114。因此，馬達190的啟動可轉動小齒輪154，並因而在與中空外套的縱向軸線A-A平行或共軸的近側方向「PD」或遠側方向「DD」上驅動齒條153、編碼器194、換能器組件114、喇叭件124以及刀具200。馬達190可包括(例如)由美國國家儀器公司(National Instruments)製造的型號為No. CTP12ELF10MAA00的步進馬達。然而，其他馬達(諸如無刷直流或其他類型)也可用於完成(例如)刀具200相對於中空外套230的大約I至15mm的「總」軸向移動。編碼器194可將齒條構件154的位置和/或速度轉換成電脈衝，所述電脈衝將位置、速度和/或其他控制信息提供給控制模塊24。另外，編碼器194可包括內嵌式力傳感器(未示出，例如壓電傳感器)，其可測量刀具遠端202所經受的並傳遞到齒條構件153的載荷，例如外科器械用於外科手術時組織所施加的載荷。仍參見圖2，超聲換能器組件114可包括支承壓電超聲換能器115的外殼118，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。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可被安裝在近端件116和遠端件117之間。此外，喇叭件124可在一側裝於零點處的遠端件117上並在另一側裝於刀具200上。因此，刀具200將通過超聲換能器組件114以超聲頻率縱向振動。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，實現最大運動的電流會隨各個器械而不同，並且電流值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。外科器械100的部件可被設計成使得其組合將以相同的諧振頻率擺動。具體而言，這些元件可被調整為使得每個這種元件的所得長度為半波長或半波長的倍數。因為聲學安裝喇叭件124的的直徑越靠近刀具200越減小，縱向的前後移動被放大。因而，喇叭件124以及刀具200的形狀和尺寸可被適當確定以放大刀具移動並提供與聲學系統其餘部分諧振的超聲振動，這使靠近刀具200的聲學安裝喇叭件124的末端產生最大的前後運動。超聲換能器115處20至25微米的移動可通過喇叭件124放大到約40至100微米的刀具移動。 再簡略地參見圖1，當電力通過操作腳踏開關30或其他開關裝置而施加到超聲器械110時，控制系統20可(例如)使刀具200以大約55. 5kHz的頻率縱向振動，並且縱向運動的量將隨所施加的(如由使用者可調節地選擇的)驅動電力(電流)的量成比例地變化。刀具200可被設計成在施加較高的切割電力時，以超聲振動頻率在約40至100微米的範圍內縱向運動。刀具200的這種超聲振動能夠在刀具接觸組織時產生熱量，即穿過組織的刀具200的加速運動將運動刀具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結區域，這能夠減少或消除小血管(如直徑小於一毫米的血管)的出血。刀具200的切割效率以及止血程度會隨所施加的驅動功率電平、外科醫生加於刀具的切割速率或力度、組織類型的性質和組織的血管分布而變化。再次參見圖2，當將電力施加到馬達190時，馬達190通過小齒輪154將「全部軸向運動」加給齒條構件153而使超聲換能器組件114和刀具200相對於中空外套230平移。如本文所用，「全部軸向運動」等用語應與可通過超聲換能器組件實現的「超聲運動」等區別開。「全部軸向運動」這個用語於是涵蓋非唯一地由超聲換能器組件114導致的平移運動。為向超聲器械110提供來自超聲發生器12的電力(見圖I)，可使用多段連接的護套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，護套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可穿過在換能器組件外殼中的一個或多個孔。因此，超聲發生器12產生的超聲信號通過導體151、152被傳送到超聲換能器115。護套110可防止導體151、152在馬達190啟動時被器械100的機械部件損壞或夾斷。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)可拆卸地附接於外殼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，刀具200的遠端202延伸通過突鼻件160的中空部分210。中空外套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，其中近側密封件212可抵靠著中空外套230的末端並抵靠著刀具200固定。密封件212可包括(例如)矽樹脂0形環、釺焊或壓配合密封件並用於在突鼻件160、刀具200和中空外套230之間建立充分的液密和/或氣密密封。
同樣在多種實施例中，中空外套230可與刀具200同軸對齊並通過(例如)焊接、壓配合、螺紋嚙合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以與中空外套230中的近側孔232連通。柔性管242可連接到抽吸口 240並與連接到一般地示為244的抽吸源的收集容器243連通。因而，中空外套230形成圍繞刀具200而延伸的抽吸通道，其始於外部外套230的遠側部250 (例如在開口 231處)並通過孔232穿出而到達抽吸口 240。本領域的普通技術人員一般都知道還可以有其他可供選擇的抽吸通道。另外，類似於近側密封件212，遠側密封件213可被固定在突鼻件160中並有助於進一步密封其中的中空外套230，使得從開口 231通過外套230伸出孔232並通過抽吸口 240的抽吸通道被維持成沒有或僅有最少的空氣從所述通道外部進入。外科系統10 (參見圖I)的多種實施例提供了選擇性地將超聲軸向運動施加到刀具200以及將全部軸向運動施加到刀具200的能力。如果需要，臨床醫生可在不啟動馬達190的情況下僅啟動超聲換能器組件114。在此類情況下，器械100可僅作為超聲器械以超聲方式使用。縱向超聲運動的頻率範圍可為約(例如)30-80kHz。同樣地，臨床醫生會需要在不啟動超聲換能器組件114的情況下啟動馬達190。因而，全部軸向運動將以平移模式施加給刀具200而不對其施加縱向超聲運動。顯著軸向速度可為(例如)約0. 25英寸/秒至5英寸/秒。在其他應用中，臨床醫生會需要同時以超聲方式和平移方式使用器械100，其中刀具200將經歷來自換能器組件114的縱向超聲運動和來自馬達190的全部軸向運動。另外，通過將馬達的輸出反轉，刀具200可在中空外套230內前後平移。舉例來說，馬達190可首先使刀具200在遠側方向DD上移動。編碼器194然後可感測到或計算出刀具200到達中空外套230遠端的時間，接著提供反饋以使馬達190倒轉，從而在近側方向I3D上移動刀具200直到編碼器194再次感測或計算出刀具200已在近側方向上充分移動，然後編碼器194可再次提供反饋以使馬達再次倒轉。從而可實現多種這樣的顯著平移振動或往復運動。此外，本領域的普通技術人員一般不難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250。圖3和圖4示出了外科器械的另一個非限制性實施例的遠側部450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。在這些實施例中，外科器械包括中空外套430、至少部分設置在中空外套430內的刀具200、可操作地連接到刀具的超聲換能器(未示出，參見圖2中的換能器115)以及驅動系統(也未示出，參見圖2中的馬達190)，該驅動系統與換能器連通以將軸向運動傳遞給刀具200，使得當驅動系統被啟動時刀具200 (例如)分別在近側和遠側方向(ro和DD)上相對於中空外套430平移。在此類實施例中，刀具200可具有管狀外形，並且在組織通過經由中空外套430的開口 431的抽吸而被吸入和/或穿過時可切割組織。因此，可通過啟動超聲換能器以產生刀具200的超聲運動和/或通過啟動馬達以使刀具200相對於中空外套430以全部軸向運動平移，對抽吸進外套430的組織進行切割。可通過將刀具200的遠端202成形為具有鋒利刃口或扇貝形狀以增強切割。後一形狀可有助於切割堅韌的組織。圖5-6B示出了外科器械的另一個非限制性實施例的遠側部550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部件。圖5是沿中空外套530的縱向軸線截取的剖視圖以及圖6A和圖6B是沿圖5中它們各自的剖切線截取的剖視圖。在這些實施例中，隔板260可將中空外套530的內部分隔成抽吸部分「A」和刀具部分「B」。抽吸部分A可與抽吸口(未示出，參見上述開口 240)連通。另外，隔板260可被分為打孔部分261和無孔部分262，這兩部分可與中空外套530形成為一體。作為另外一種選擇，隔板260的所有部分均可被打孔。在任何情況下，可對器械進行抽吸，使得在外科手術期間可通過打孔部分261將組織拉向抽吸部分A。此類構造可有助於適當地定位穿過開口531的組織，使得刀具200'可移入並切過被保持在位的組織。另外，參見圖5，靠墊226可被固定於外套530和/或隔板260上以提供切割表面，當刀具200'移動至與組織接觸時，刀具200'可抵靠著該切割表面切割組織。另外如圖6B中可見，刀具200'可包括U形部分以減少質量。仍參見圖5-6B，在至少一個實施例中，可如下切割組織。首先，將負壓加到中空外套530的抽吸部分A使得組織被抽吸進開口 531。第二，超聲換能器可使得刀具200'超聲振動。第三，刀具200'可在遠側方向DD上推進使得刀具200'通過全部軸向運動和超聲振動這兩種運動切割組織。第三，可在保持負壓的同時將刀具200'縮回，從而捕獲和/或抽吸被切下的組織進入中空外套530的抽吸部分A。 圖7A-8示出了外科器械的另一個非限制性實施例的遠側部650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部件。圖7A和7B為器械遠側部650的縱向剖視圖，其中刀具200"在圖7A中處於第一位置以及在圖7B中處於第二位置。圖8是示出中空外套630中的淚滴狀開口 631的遠側部650的俯視圖。在這些實施例中，刀具200"還可包括內腔205，也可通過該內腔施加負壓。因此，刀具200"可包括遠側孔206和近側孔207(參見圖2)。如圖2中最清楚地看出，近側孔207可設置在突鼻件160內(參見圖2)。在任何情況下，再參見圖7A-7B，可通過內腔205施加負壓，使得當刀具200"處於第一軸向位置時，組織「T」可通過遠側孔206被抽吸進刀具200"中，參見圖7A。當組織被抽吸進刀具200"中後(參見圖7A)，可通過將刀具200"在近側方向平移至第二軸向位置而將組織T夾在遠側孔206和開口 631的狹窄部分632之間，參見圖7B。其後，可通過啟動超聲換能器切割組織，如上所述。所述開口的狹窄部分632，加之將組織夾持於其中，可有助於通過刀具200"的超聲振動更容易地切斷組織。圖9-12C示出了外科器械的另一個非限制性實施例的遠側部750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部件。在這些實施例中，中空外套730還可包括傾斜的剪切表面735，靠著該表面刀具200"'可在開口 731處切割組織。傾斜的剪切表面735與單個齒類似，類似之處在於其提供鋒利刃口，組織可對著該刃口被切割。圖9為外科器械的遠側部750的透視圖。圖IOA為中空外套的遠側部的透視圖，圖IOB為刀具200"'的遠側部的透視圖，圖IOC為剪切板736的透視圖。剪切表面735可與外套730形成為一體或附裝於其上。在至少一個實施例中，剪切表面735可由剪切板736的一部分形成。在此類實施例中，剪切板可通過壓銷、環氧樹脂、按扣結構等在中空外套200"丨上固定就位。如在圖IOA中所見，中空外套730可包括凹進部737和從其伸出的凸起738以接納剪切板736。另外，圖11給出的剖視圖中清晰可見，刀具200"'還可包括與傾斜剪切表面735互補的鋒利面209。另外，靠近鋒利面209，在刀具200"'和中空外套730的內表面之間存在有足夠的空隙「C」，使得抽吸負壓可從抽吸口(未示出，參見圖2中的開口 240)連通到開口 731。另外，在刀具200"'和外套730之間的空隙C可足夠大以使組織能夠通過中空外套730被抽吸。另外，如上所述，刀具200"'可軸向地移過開口 731。例如，圖12A-12C為外科器械遠側部750的一系列側剖視圖，其中示出刀具200"'相對於中空外套730平移時刀具200"丨位於不同的軸向位置。圖12A示出了位於最遠側軸向位置的刀具200"丨，圖12B示出了位於中間位置的刀具200"'，圖12C示出了位於近側位置的刀具200"'。在至少一個實施例中，所述器械可如下工作。首先，當刀具軸向地移過開口 731時，刀具200"'可接納來自一個或多個超聲換能器(參見圖2中的換能器115)的超聲運動，如上所述。另外，在刀具移動前或移動時，負壓可被施加於中空外套730。當兩個剪切表面735、209彼此接近時，它們可切割懸掛在開口 731中的組織原纖。然後被切斷的組織片段可通過刀具200"，與中空外套730之間的間隙空間C移動並最後通過上述抽吸口從器械排出。再簡略參見圖2，雖然上述驅動系統使用齒條-小齒輪裝置作為所述器械的轉動-直線移動轉換器150，但是也可使用其他轉換器。例如，現在參見圖13，轉換器150'可 包括被構造成可將電動馬達190'產生的旋轉驅動轉換成線性運動的滑塊-曲柄機構。在此類實施例中，轉換器150'可包括連接於第一曲柄構件154'的滑動構件153'，該第一曲柄構件繼而連接於與馬達軸相連的第二曲柄構件155'。當馬達使第二曲柄構件155'沿順時針「CW」或逆時針「CCW」方向轉動時，第一曲柄構件154'使得滑動構件153'分別在近側或遠側方向(H)或DD)上滑動。如上所述，可連接於超聲換能器組件(參見圖2中的組件114)的滑動構件153'因此可實現換能器組件以及刀具的全部軸向運動。注意，在本例和轉動-直線移動轉換器的下述的其他例中，為清楚起見省略了外科器械的多個部件例如外殼。另外，刀具可相對於中空外套顯著地往復運動，因為當馬達190'使第二曲柄構件155'轉動時，滑動構件153'可向近側然後向遠側移動。作為另一例，轉動-直線移動轉換器150"可包括蝸輪。參見圖14，示出了馬達190"，其軸155"朝換能器組件114伸出。連接於軸155"的可以是與螺紋構件153"螺合的蝸輪154"。螺紋構件153"隨後聯接於換能器組件114。因此，啟動馬達190"可使蝸輪154"繞其軸線轉動，從而驅動螺紋構件153"，並因此最後分別在近側或遠側方向(PD或DD)上驅動換能器組件114和刀具(未示出)。另一個示例性轉動-直線移動轉換器150"'可包括絲杆。參見圖14，示出了馬達190"'，而絲杆155"'用作它的軸。絲杆155"'可與連接到支撐構件153"'的螺母154"'螺合。因此，啟動馬達190"'可使絲杆155"'繞其軸線相對於螺母154"轉動，因而驅動螺母154"'、支撐構件153"'、換能器組件114(以虛線顯示)，並最後分別在近側或遠側方向O3D或DD)上驅動刀具。另外，雖然上述驅動系統使用了馬達，但是也可使用手動驅動系統。例如，參見圖16，示出了外科器械100'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部件。在這些實施例中，扳機191可通過樞軸銷192樞轉地連接於外殼102。所述扳機還可包括在其中接納換能器組件114的凸起193的槽195。因此，在第一旋轉方向RD'上移動扳機191可使得換能器組件114和刀具200在遠側方向DD上移動。在第二旋轉方向RD"上移動扳機也可使得換能器組件114和刀具200在近側方向ro上移動。在使用中，使用者可握住外殼102並用他或她的拇指或其他手指扣動扳機191。在多種實施例中，可使用器械遠側部(例如遠側部250，參見圖2)的其他開口構造。現在將關注點轉向一個非限制性實施例，圖17-18示出了外科器械的另一個非限制性實施例的遠側部850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部件。圖17是在中空外套830中包括多個開口 831的遠側部850的透視圖。組織「T」被示出正在通過與中空外套830連通的抽吸口(未示出，參見圖2中的口 240)被抽吸或抽吸進開口 831中。圖18為外科器械遠側部850的局部剖切視圖。在這些實施例中，多個開口 831可優於一個單獨開口，在使組織T穩定的同時將纖維組織T拉過開口並與刀具800接觸以供刀具800切割。開口 831可在中空外套830中形成為穿孔或孔網。作為另外一種選擇，參見圖19，開口 831'可形成為遠側部850'的外套830'中的狹縫。
另外，在至少一個實施例中，刀具800可僅接納超聲軸向運動，如上所述。因此，也如上所述，可無需驅動系統(包括，例如馬達和/或扳機)。然而，參見圖18，在可供選擇的實施例中，刀具800可接納全部軸向運動並可操作地連接於驅動系統以使刀具分別在近側或遠側方向O3D或DD)上移動。另外，銼刀或帶齒刀具可進一步提高器械的切割能力。例如，參見圖18，刀具800可包括朝開口 831突出並相對於其設置的齒801，使得齒可接觸被抽吸進開口 831中的組織。齒還可具有變化的外形。現在參見圖20A-21C，示出了多種刀齒外形801'、801"、801" '、801" "、801""'。上述齒外形可為刀具(諸如刀具800、80(V和/或800")提供有利的切割能力。雖然上述一些實施例包括一個抽吸口，但是在各種實施例中也可使用其他抽吸構造。現在將關注點轉向一個非限制性實施例，圖22-23示出了外科器械100"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部件。圖22是使用兩個抽吸內腔和兩個抽吸口的外科器械100"的一部分的局部剖視圖，圖23是外科器械100"的遠側部950的透視圖。參見圖22，外科器械除了其他以外可包括容納連接到喇叭件124的換能器組件114的外殼102。如上所討論，喇叭件可以被續接於刀具900。另外，突鼻件160'可包括可通過柔性管242、242'連接到獨立的收集容器243、243'和/或真空源244、244'的第一抽吸口 240和第二抽吸口 241。中空外套930還可包括將中空外套的內部分成第一內腔963和第二內腔964的隔板960。隔板960可延伸到中空外套的近端並緊靠近側密封件212。第一抽吸口 240可與第一內腔963連通並且第二抽吸口 241可與第二內腔964連通。參見圖23，可看見第一內腔963和第二內腔964分別延伸到中空外套的開口 931。因此，對抽吸口 240、241(見圖22)施加抽吸負壓可形成兩個抽吸通道(通過第一內腔963和第二內腔964)，這兩個通道與開口 931連通以將負壓加於其上。通過將不同的負壓量加到第一抽吸口 240和第二抽吸口 241，可進一步改變在開口 931處的抽吸動力。刀具900可至少部分地設置在第一抽吸內腔963內。另外，刀具900的遠端902可延伸越過開口 931。另外，可將抽吸管965加到第二內腔964以提高施加在開口 931處或其附近的抽吸力。在任何情況下，對一個或兩個抽吸口 240、241施加抽吸負壓時，組織可向第一內腔963和/或第二內腔964抽吸。雙抽吸內腔963、964可在液體環境(例如在關節鏡手術期間經歷的環境)下提供增強的組織接觸和抽吸。兩個內腔963、964可提供能夠將纖維組織拉入並從中排出碎片的可靠裝置。
參見圖24A，其示出了刀具900的遠側部的側視圖，刀具900可以是銼刀或包括靠近其遠端902處的一些齒901。通過增加優化的表面以在液體環境中發生摩擦，齒901可有助於改善組織消融。另外，刀具900可連接到超聲換能器，例如容納在超聲換能器組件114 (參見圖22)中的一個或多個超聲換能器，使得刀具900可經歷超聲振動，同時如上所述刀具900也可連接到被構造為向其施加全部軸向運動的驅動系統，從而增強刀具900的切割能力。另外，在至少一個實施例中(參見圖23)，刀具的遠端902可通過驅動系統縮回至中空外套930中，使得刀具不意外地切割組織直到需要刀具切割時，屆時刀具可通過開口931再伸出。作為另外一種選擇,可使用其他刀具構造。例如,參見圖24B,刀具900'可含有靠近其遠端902'的平坦表面901'。在此類實施例中，該表面自身可在向其施加超聲振動時產生足夠大的摩擦力以切割組織。雖然上述實施例中的一些已公開了刀具的全部軸向運動以提供多種優點，但是也可通過代之以利用刀具的顯著旋轉運動的外科器械來獲得類似的優點。現在將關注點轉向 一個非限制性實施例，圖25-26示出了另一個外科器械300，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部件。在這些實施例中，外科器械300包括裝有連接到超聲喇叭324的換能器組件314的外殼302。超聲喇叭324可連接到刀具200的近端，如上所討論。超聲喇叭324可通過遠側軸承336可旋轉地支承於外殼302內。突鼻件160可按上述方式通過緊固件161連接到外殼302。在此實施例中，可提供與換能器組件314連通以向其遞送旋轉運動的驅動系統，使得當驅動系統被啟動時刀具相對於中空外套230旋轉。例如，超聲換能器組件314可具有嵌裝的或以其他方式附裝於其上的磁體316以形成一體式馬達轉子，一般地標示為320。馬達定子環330安裝在外殼302內，如圖所示。導體332、334連接到馬達定子環330並穿過共用的外套76以連接到如上所述的控制系統20中的馬達電纜33。中空軸340延伸通過馬達轉子320以形成導體151、152的通道。導體151、152連接到超聲換能器組件314和內接觸環2154。內接觸環2154連接到可旋轉地延伸進滑環組件2150的中空軸340的一部分上，該滑環組件也被支承在外殼302內。中空軸340通過近側軸承342可旋轉地支承於外殼302內。滑環組件2150固定(即，不可轉動)在外殼302內，並包括連接到構成發生器電纜14的導體2157、2158的固定外觸頭2156。馬達定子330被供電時，使轉子320和一體式超聲換能器314繞軸線A-A轉動。來自超聲發生器12的超聲信號藉助於內接觸環2154與外觸頭2156之間的旋轉接觸或電連通被傳輸至內接觸環2154。這些信號通過導體151、152傳輸至超聲換能器組件314。可通過抽吸口 240在刀具200與中空外套230之間施加負壓。收集容器243和抽吸源240可通過管242連接到抽吸口 240。刀具的遠端在器械的遠側部250通過中空外套230遠端中的窗口露出以使刀具暴露於組織，這將在下文中進一步討論。關於外科器械300的補充細節以及具有旋轉刀具的外科器械的其他實施例可見於與本申請同一日期提交的題為 「ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENTS WITH ROTATING
⑶TTING IMPLEMENT」 (具有旋轉切割工具的超聲外科器械)的美國專利申請No._
(代理人案卷號END6688USNP/090341)，該專利以引用方式全部併入本文。在至少一個實施例中，外科器械的遠側部可被構造為夾持正被切割的組織。現在將關注點轉向一個非限制性實施例，圖27示出了外科器械的遠側部1050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部件。中空外套1030可包括設置在其中的開口 1031，使得組織可被抽吸進該開口並與刀具1000接觸。開口 1031還可包括被構造成可咬住位於開口 1031內的組織的一個或多個齒1032。另外，開口 1031可離開刀具1000而突出，或以其他方式被成形為增加開口的表面積以在向器械施加負壓時增加開口 1031處的抽吸力，如上所述。因而，當刀具1000被超聲致動和/或被顯著地平移或轉動時，圖示為正被朝向開口 1031抽吸的組織「T」可被器械更好地固定。在刀具切割時固定或夾持組織T，可有利於防止組織T繞過刀具1000的刀刃1006。所述齒1032可為如圖27中所示的環狀肋。作為另外一種選擇，參見示出了多種齒的可選方案的圖28-29，齒1032可為鉤1032'、魚鱗狀扣袢1032"或粗糙表面(未示出)。圖29示出了正被扣袢1032"咬住的組織T。再有，如上指出，刀具可通過上述的驅動系統相對於中空軸顯著地地轉動或平移。 另外，在至少一個實施例中，刀具1000可以是中空的並在其中限定內腔1005，通過該內腔可施加負壓以將組織朝刀具抽吸並使之與刀具接觸。在至少一個實施例中，抽吸口 240(參見圖25-26)可只與內腔1005連通。換句話講，可將抽吸通道限制為內腔1005並且不包括中空外套1030與刀具1000之間的空間。詳見圖30，其示出了突鼻件160和多種相關部件的實施例，中空外套1030被支承於其中具有抽吸口 240的中空突鼻件160內。柔性管242可連接到抽吸口 240並與連接到一般地示為244的抽吸源的收集容器243連通。中空外套1030可通過近側密封件1013和遠側密封件1015支承於突鼻件160內，所述近側密封件和遠側密封件位於抽吸口 240的兩側並用於在其間建立液密密封。中空外套1030設置有與近側密封件1013和遠側密封件1015之間的抽吸口 240配準的至少一個近側開口 1014。另夕卜，刀具1000可至少通過近側刀具密封件1025和遠側刀具密封件1027可旋轉地支承於中空外套1030內。至少一個刀具排放口 1028可通過刀具1000的內腔1005設置在近側刀具密封件1025和遠側刀具密封件1027之間以排放進至少一個近側外套開口 1014中。在多種實施例中，在旋轉式外科器械(如上述外科器械300)中，可能需要減小刀具的質量來優化旋轉切割速度。因而，在至少一個非限制性實施例中，現在注意看圖31-32，刀具1100的形狀可以為槳葉形。圖31是包括可旋轉刀具1100的外科器械的遠側部1150的側視圖，圖32是沿線32-32截取的遠側部1150的剖視圖。中空外套1130可包括開口1131，如上所討論。刀具1100可至少部分地設置在中空外套1130內並包括寬闊部分1101和狹窄部分1102。狹窄部分1102可向近側延伸並連接到喇叭件324(參見圖25)。刀具1100的寬闊部分1102可朝開口 1131延伸和/或進入開口。在至少一個實施例中，參見圖32，刀具1100可包括一個或多個凹面1103以在刀具1100沿順時針「CW」或逆時針「CCW」方向旋轉時進一步減小轉動慣性。另外，凹面1103可沿著刀具1100的橫截面變化以增強刀具的切割能力。現在參見圖33A和33B，可看見分別沿線33A-33A和33B-33B截取的刀具1100的剖視圖。凹面1103的遠側部(參見圖33A)可厚於和高於凹面的近側部(參見圖33B)。作為另外一種選擇，參見圖34，可通過沿著刀具1100'的縱向軸線形成孔1105而減小刀具1100'的質量。在至少一個實施例中，孔1105可被磨削成刀具1100'。在至少一個實施例中，參見圖35-36，可與上述中空外套1130 —起使用的刀具1200的質量可通過使用包括間隙1206的刀具得以減小，間隙的設置方式使得其可在外套1130的開口 1131內對齊，參見圖31。再次參見圖35，刀具1200可包括狹窄部分1202和寬闊部分1201。寬闊部分1201可進一步在其中限定間隙1206，間隙的設置方式可使得當將刀具1200與外套1130 —起使用時，間隙1206與開口 1131鄰近或吻合，參見圖31。寬闊部分1201的長度「D」可使得長度D至少與開口 1131的長度一樣，參見圖31。如上所述並再次參見圖36，刀具1200的寬闊部分1201可包括凹面1203以減小刀具質量。作為另外一種選擇，通過包括被質量平衡成使其具有偏離旋轉軸線的橢圓中心的刀具，刀具的質量可進一步減小。例如，圖37的外科器械的遠側部1350的軸向或前剖視圖包括示出為設置在中空外套1130內的刀具1300，如上所述。刀具1300可被構造為繞軸線「A」旋轉。然而，凹面1303可不關於該軸線對稱。例如，刀具1300的第一側面1307可寬於第二側面1308。在此類實施例中，橢圓中心「B」可偏離旋轉軸線A。因此，刀具可由非均質材料製成，使得關於旋轉軸線A的質量分布得以平衡並且刀具可高速旋轉而不損壞自身或中空外套1130。可以有替代的旋轉刀具構造。例如，參見圖38-39，提供了非限制性實施例，其中刀具1400可包括靠近中空外套730中的開口 731設置的螺旋面1403。外套730可類似於圖9中所見並如上文所討論的外套730。例如，外套730還可包括具有設置在開口 731中的 傾斜剪切表面735的剪切板736，如上所討論。同樣如上指出，傾斜剪切表面735可類似於單個齒，類似之處在於其提供鋒利刃口，靠著該刃口組織可被切割。在任何情況下，螺旋面1403可像螺旋鑽一樣運行並當刀具1400旋轉時，螺旋面1403可朝剪切板736牽拉組織以增強對組織的切割。在多種實施例中，可用活動的組織夾持構件來夾持組織，以增強對組織的切割。現在將關注點轉向一個非限制性實施例，圖40-43示出了另一個外科器械300'，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部件。圖40為外科器械300'的局部剖視圖。例如，至少除了還包括具有樞轉地連接於突鼻件160的扳機391的驅動系統，而所述扳機又續接於組織夾持構件1550並構造成可使之相對於中空外套1530移動(參見圖42A-42B)之外，外科器械300'可類似於如上所述的並如圖25所見的外科器械300。另夕卜，如上所述，刀具1500被構造成可至少部分地在中空外套1530內旋轉。如上所述，該驅動系統可被構造成可將軸向運動傳遞給組織夾持構件1540，使得當驅動系統被啟動時組織夾持構件相對於中空外套1530平移。更詳細地，現在注意看圖42A-42B,圖42A是組織夾持構件1540示出在延伸位置的外科器械300'的遠側部1550的透視圖，圖42B是組織夾持構件1540示出在縮回位置的遠側部1550的透視圖。中空外套1530可包括朝遠側方向DD開口的遠側開口 1531。另外，組織夾持構件1540可從開口 1531伸出。至少一根和任選地兩根承載纜線1551、1552可連接到組織夾持構件1540並從其向近側方向ro延伸。如本文所用，纜線可包括實芯纜線、絞合纜線、鏈、帶、繩等以及任何其他承載構件。參見圖43，其示出了沿圖42A中的線43-43截取的中空外套1530、纜線1551、1552和刀具1500的剖視圖，在中空外套1530內可為尺寸和構造適於在其中接納纜線1535、1536的通道1535、1536。所述通道可在位於或靠近外套開口 1531的遠側開口(未示出)處敞開，但未作圖示。仍參見圖43，刀具1500可包括如上討論的凹面1503以有助於切割組織；或者刀具還可包括也如上所述的螺旋面。再參見圖40和圖41，圖41示出了沿位於或靠近外套1550近端的線41-41截取的中空外套1550、纜線1551、1552以及刀具1500的剖視圖。如在圖41中可見，在突鼻件160內，纜線1551、1552可通過限定在中空外套1530中的孔1537、1538穿過中空外套的通道1535、1536。所述纜線可連接在樞轉地安裝於突鼻件的扳機391上。因此，使用者移動扳機391可使纜線1551、1552並且隨後使組織夾持構件1540相對於中空外套1530軸向移動或平移。外科器械300'可按如下方式使用。首先，使用者可操控扳機391以延伸組織夾持構件1540，如在圖42中所見。接下來，使用者可將組織置於中空外套1530和夾持構件1540之間。任選地，可向抽吸口 240施加負壓以有助於定位組織。然後，使用者可移動扳機391使得夾持構件1540縮回到如圖42B所示的位置，從而將組織牽拉到中空外套1530中並與刀具1500接觸。與此同時或縮回夾持構件1540之後，使用者可啟動超聲換能器組件314以將超聲振動加到刀具1500上。任選地，也可給馬達定子330供電，以使轉子320、一體式超聲換能器314和刀具1500繞軸線A-A旋轉。因此，可通過刀具1500的超聲振動和顯著旋轉運動中的一者或兩者切割被夾持的組織。在切割組織後，殘留物可通過抽吸口 240被抽吸到器械300'之外，如上所述。可重複上述示例性步驟來切割更多組織。 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團隊組裝。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多種實施例。首先，獲取新的或用過的裝置，並在必要時對裝置進行清潔。然後對裝置進行消毒。在一種消毒技術中，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消毒容器中。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。消毒也能夠通過本領域技術人員已知的任何種方式進行，包括3輻射或Y輻射、環氧乙烷和/或蒸汽消毒。在多種實施例中，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消毒包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，外科醫生或其他臨床醫生可將超聲器械置於可密封包中，其中可將所述包運送至消毒設施。在消毒設施處，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消毒和再次使用。其後，超聲器械可進行重新組裝、測試、置於消毒袋中和/或在置於消毒袋中之後進行消毒。一旦經過消毒，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 中空外套； 至少部分地設置在所述中空外套內的刀具； 可操作地連接到所述刀具的至少一個超聲換能器；以及 驅動系統，所述驅動系統與所述至少一個換能器連通以將全部軸向運動傳遞給所述刀具，使得當所述驅動系統被啟動時所述刀具相對於所述中空外套平移。
2.根據權利要求I所述的外科器械，還包括 在所述中空外套中的多個開口； 在所述刀具上的至少一個齒；以及 與所述中空外套連通的抽吸口，其中所述抽吸口被構造成便於將負壓加到所述多個開口使得組織被抽吸進所述多個開口中。
3.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述中空外套包括在其中的至少一個開口、第一抽吸內腔和第二抽吸內腔，其中所述第一抽吸內腔和所述第二抽吸內腔與所述至少一個開口連通以對其施加負壓，並且其中所述外科器械還包括 至少部分地設置在所述第一抽吸內腔內的刀具。
4.根據權利要求3所述的外科器械，還包括與所述第一抽吸內腔連通的第一抽吸口和與所述第二抽吸內腔連通的第二抽吸口。
5.根據權利要求3所述的外科器械，其中所述刀具延伸通過所述至少一個開口。
6.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述中空軸還包括位於其中的隔板，其中所述隔板包括打孔部分。
7.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述刀具還包括在其中限定的內腔。
8.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述中空外套包括具有傾斜剪切表面的至少一個開口。
9.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述驅動系統包括連接到齒條-小齒輪機構、滑塊-曲柄機構、渦輪機構和絲杆機構中的一者的馬達。
10.根據權利要求I所述的外科器械，其中所述驅動系統包括可操作地與所述至少一個超聲換能器接合的扳機。
11.一種外科器械，包括 中空外套，所述中空外套包括位於其中的至少一個開口和設置在開口中的至少一個齒，其中所述至少一個齒被構造成夾持位於所述至少一個開口中的組織； 至少部分地設置在所述中空外套內的刀具； 連接於所述刀具的至少一個超聲換能器；以及 驅動系統，所述驅動系統與所述至少一個換能器連通以將旋轉運動傳遞給所述刀具，使得當所述驅動系統被啟動時所述刀具相對於所述中空外套轉動。
12.根據權利要求11所述的外科器械，其中所述刀具包括靠近所述至少一個開口設置的凹面。
13.根據權利要求12所述的外科器械，其中所述刀具包括偏離所述刀具的旋轉軸線的橢圓中心。
14.根據權利要求11所述的外科器械，其中所述至少一個齒包括傾斜剪切表面。
15.根據權利要求11所述的外科器械，其中所述刀具包括被設置成靠近所述至少一個開口的螺旋面。
16.根據權利要求11所述的外科器械，其中所述刀具還包括在其中限定的內腔。
17.根據權利要求11所述的外科器械，其中所述刀具的形狀為槳葉形。
18.—種外科器械,包括 包括位於其中的至少一個開口的中空外套； 至少部分地設置在所述中空外套內的刀具； 連接於所述刀具的至少一個超聲換能器； 由所述中空軸可動地支撐的組織夾持構件； 連接到所述組織夾持構件的驅動系統，其中所述驅動系統被構造成將全部軸向運動傳遞給所述組織夾持構件，使得當所述驅動系統被啟動時所述組織夾持構件相對於所述中空外套平移。
19.根據權利要求18所述的外科器械，其中所述刀具包括凹面。
20.根據權利要求18所述的外科器械，其中至少一根纜線將所述組織夾持構件連接到所述驅動系統。
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，所述外科器械可包括中空外套和至少部分地設置在所述外套內的刀具。至少一個超聲換能器可連接到所述刀具，所述超聲換能器可繼而連接於驅動系統。所述驅動系統可被構造成將全部軸向運動傳遞給所述刀具，使得當所述驅動系統被啟動時所述刀具相對於所述中空外套平移。因此，組織可由所述刀具以刀具的全部軸向運動和/或由所述超聲換能器提供的超聲振動進行切割。在可供選擇的實施例中，所述刀具可軸向旋轉而不是相對於所述中空外套平移。
文檔編號A61B17/32GK102781349SQ201180009412
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D·J·穆莫, G·C·羅伯特森, G·W·詹森, J·R·摩根, M·C·米勒, O·J·瓦克哈裡亞, R·W·蒂姆, S·P·康倫, T·G·迪茨, W·D·丹那赫爾 申請人:伊西康內外科公司