BR112019003643B1 - Instrumento cirúrgico ultrassônico - Google Patents

Abstract

Vários instrumentos cirúrgicos ultrassônicos são revelados. Pelo menos um instrumento cirúrgico revelado inclui uma guia de ondas que inclui uma lâmina e uma placa de base de transdutor. A placa de base do transdutor acoplada à guia de ondas para definir uma junta em uma interface entre a guia de onda e a placa de base do transdutor. A placa de base do transdutor inclui o primeiro e o segundo lados que definem a primeira e a segunda faces planas correspondentes configuradas para receber o primeiro e o segundo elementos piezelétricos. O primeiro e o segundo elementos piezelétricos são configurados para operar em um modo D31.

Description

PRIORIDADE

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório n° de série U.S. 62/379.550, depositado em 25 de agosto de 2016, o qual está incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A presente descrição se refere, em geral, a instrumentos cirúrgicos ultrassônicos e, mais particularmente, a transdutores ultrassônicos para acionar guias de ondas ultrassônicas. Os instrumentos ultrassônicos, incluindo tanto instrumentos de núcleo oco como de núcleo sólido, são usados para o tratamento seguro e eficaz de muitas condições médicas. Os instrumentos ultrassônicos, e particularmente os instrumentos ultrassônicos de núcleo sólido, são vantajosos pois podem ser utilizados para cortar e/ou coagular tecido orgânico usando energia sob a forma de vibrações mecânicas transmitidas a um atuador de extremidade cirúrgico a frequências ultrassônicas. As vibrações ultrassônicas, quando transmitidas a tecidos orgânicos em níveis de energia adequados e com o uso de um atuador de extremidade adequado, podem ser usadas para cortar, dissecar, elevar ou cauterizar tecido ou para separar músculo e tecido do osso. Os instrumentos ultrassônicos que utilizam tecnologia de núcleo sólido são particularmente vantajosos devido à quantidade de energia ultrassônica que pode ser transmitida a partir do transdutor ultrassônico, por meio de uma guia de ondas, e para o atuador de extremidade cirúrgico. Esses instrumentos podem ser usados para procedimentos abertos ou procedimentos minimamente invasivos, como procedimentos laparoscópicos ou endoscópicos, sendo que o atuador de extremidade é passado através de um trocarte para alcançar o sítio cirúrgico.

[003] A ativação ou excitação do atuador de extremidade (por exemplo, lâmina de corte) de tais instrumentos em frequências ultrassônicas, induz movimento vibratório longitudinal que gera calor localizado dentro do tecido adjacente. Devido à natureza dos instrumentos ultrassônicos, um atuador de extremidade com atuação ultrassônica particular pode ser projetado para realizar inúmeras funções, incluindo, por exemplo, corte e coagulação. A vibração ultrassônica é induzida no atuador de extremidade cirúrgico excitandose eletricamente um transdutor, por exemplo. O transdutor pode ser construído de um ou mais elementos piezelétricos ou magnetostritivos na peça manual do instrumento. As vibrações geradas pelo transdutor são transmitidas ao atuador de extremidade cirúrgico através de uma guia de ondas ultrassônicas que se estende a partir do transdutor até o atuador de extremidade cirúrgico. A guia de onda e o atuador de extremidade são projetados para ressoar na mesma frequência que o transdutor. Portanto, quando um atuador de extremidade é fixado a um transdutor, a frequência geral do sistema tem a mesma frequência que o próprio transdutor.

[004] A amplitude da vibração ultrassônica longitudinal na ponta, d, do atuador de extremidade se comporta como uma senoide simples na frequência de ressonância conforme fornecido por: d = A sin(wt) em que: w = a frequência em radiano que é igual a 2π vezes a frequência cíclica, f; e A = a amplitude de zero ao pico.

[005] A excursão longitudinal da ponta do atuador de extremidade é definida como a amplitude pico a pico (p-t-p), que é apenas duas vezes a amplitude da onda senoidal ou 2A. Frequentemente, o atuador de extremidade pode compreender uma lâmina que, devido à excursão longitudinal, pode cortar e/ou coagular tecido. A Patente n° U.S. 6.283.981, que foi concedida em 4 de setembro de 2001 e é intitulada METHOD OF BALANCING ASYMMETRIC ULTRASONIC SURGICAL BLADES; a Patente n° U.S. 6.309.400, concedida em 30 de outubro de 2001 e é intitulada CURVED ULTRASONIC WAVEGUIDE HAVING A TRAPEZOIDAL CROSS SECTION; e a Patente n° U.S. 6.436.115, que foi concedida em 20 de agosto de 2002 e é intitulada BALANCED ULTRASONIC WAVEGUIDE INCLUDING A PLURALITY OF BALANCE ASYMMETRIES, cujas descrições completas são incorporadas ao presente documento a título de referência, revelam vários instrumentos cirúrgicos ultrassônicos.

SUMÁRIO

[006] Em um aspecto geral, é fornecido um instrumento cirúrgico ultrassônico. O instrumento cirúrgico ultrassônico compreende uma guia de onda que compreende uma extremidade distal configurada como uma lâmina e uma extremidade proximal configurada para ser acoplada a uma placa de base de transdutor; e a placa de base do transdutor, que compreende uma extremidade distal acoplada à extremidade proximal da guia de ondas para definir uma junta em uma interface entre a guia de onda e a placa de base do transdutor, sendo que a placa de base do transdutor compreende um primeiro e segundo lados definindo uma primeira e uma segunda faces planas, sendo que a primeira face plana é configurada para receber um primeiro elemento piezelétrico e a segunda face plana é configurada para receber um segundo elemento piezelétrico, sendo que o primeiro e o segundo elementos piezelétricos são configurados para operar em um modo D31.

[007] Em outro aspecto, uma guia de onda ultrassônica compreende um eixo de acionamento que compreende uma extremidade proximal e uma extremidade distal, sendo que a extremidade proximal é configurada para ser acoplada a um transdutor ultrassônico e a extremidade distal define uma abertura cilíndrica com fundo plano perpendicular configurada para receber uma extremidade proximal de uma lâmina; e uma lâmina fixada à haste, sendo que a lâmina compreende uma extremidade distal para o tratamento de tecido e uma extremidade proximal que define uma extremidade macho cônica que define um fundo plano perpendicular, sendo que a extremidade macho cônica define um diâmetro proximal e um diâmetro distal, sendo que o diâmetro proximal é maior que o diâmetro distal, e sendo que a extremidade macho cônica é recebida na abertura cilíndrica definida pela extremidade distal do eixo de acionamento.

[008] Em outro aspecto, um instrumento cirúrgico ultrassônico compreende uma guia de ondas ultrassônicas que define um conector macho em formato de T em uma extremidade proximal; e um invólucro em formato de concha de duas peças simétricas que compreende: primeiro e segundo bolsos em formato de T configurados para receber o conector macho em formato de T, sendo que os bolsos em formato de T são encaixados por pressão ao conector macho em formato de T; e um primeiro e um segundo bolso, cada um rebaixado e configurado para suportar um primeiro e um segundo elemento piezelétrico, sendo que o primeiro e o segundo elementos piezelétricos são configurados para operar em um modo D31.

FIGURAS

[009] Os recursos dos vários aspectos são apresentados com particularidade nas concretizações. Entretanto, os vários aspectos, tanto no que se refere à organização quanto aos métodos de operação, juntamente com os objetivos e as vantagens adicionais dos mesmos, podem ser melhor compreendidos por referência à descrição apresentada a seguir, considerada em conjunto com os desenhos em anexo, da seguinte forma.

[0010] A Figura 1 ilustra um sistema de instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0011] As Figuras 2A a 2C ilustram um transdutor piezelétrico, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0012] A Figura 3 ilustra uma arquitetura de transdutor ultrassônico D31 que inclui uma guia de ondas ultrassônicas e um ou mais elementos piezelétricos fixados na guia de ondas ultrassônicas, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0013] A Figura 4 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor ultrassônico D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0014] A Figura 5A é uma vista em corte de uma junta de quebra- cabeça de componentes da placa de base do transdutor e da guia de onda do instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0015] A Figura 5B é uma vista em corte de uma junta de quebra- cabeça de componentes da placa de base do transdutor e da guia de onda do instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0016] A Figura 6 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separadas mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0017] A Figura 7 é uma vista de extremidade da guia de ondas mostrada na Figura 6, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0018] A Figura 8 é uma vista de extremidade da placa de base de transdutor mostrada na Figura 6, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0019] A Figura 9 é uma vista lateral do instrumento ultrassônico mostrado na Figura 6 em uma configuração acoplada conectada na junta afunilada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0020] As Figuras 10A e 10B são vistas em corte tomadas ao longo da linha de corte 10—10 mostrada na Figura 9, em que a Figura 10A é uma vista transversal tomada antes da união da guia de ondas à placa de base de transdutor e a Figura 10B é uma vista em corte tomada após parcialmente unir a guia de ondas à placa de base de transdutor.

[0021] A Figura 11 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separadas mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0022] A Figura 12 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 11 tomada ao longo da linha de corte 12-12 mostrada na Figura 11, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0023] A Figura 13 é uma vista em corte de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende múltiplas placas acopladas por uma junta de expansão térmica, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0024] A Figura 14 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separada mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0025] A Figura 15 é uma vista explodida da justa de pino em formato de C mostrada na Figura 14, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0026] A Figura 16 é uma vista em planta da junta de pino em formato de C mostrada na Figura 14, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0027] A Figura 17 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separadas mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0028] A Figura 18 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico ao longo da linha de corte 18-18 mostrada na Figura 17, de acordo com um aspecto desta descrição;

[0029] A Figura 19 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separadas mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0030] A Figura 20 é uma vista em perspectiva do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 19 com a guia de ondas e os elementos piezelétricos removidos para mostrar o recorte configurado para receber uma porção proximal da guia de ondas, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0031] A Figura 21 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0032] A Figura 22 é uma vista em perspectiva do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 21 com a guia de ondas e os elementos piezelétricos removidos para mostrar o recorte configurado para receber uma porção proximal da guia de ondas, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0033] A Figura 23 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separada, mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0034] A Figura 24 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 23 com a guia de ondas ultrassônicas girada 90° em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0035] A Figura 25 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 23 com a guia de ondas ultrassônicas girada 90° em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0036] A Figura 26 é uma vista em detalhes da junta entre a guia de ondas e a placa de base do transdutor, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0037] A Figura 27 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separada mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0038] A Figura 28 é uma vista em perspectiva do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 27 em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0039] A Figura 29 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separada mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0040] A Figura 30 é uma vista lateral da junta rosqueada que mostra a seção rosqueada da guia de ondas rosqueada na seção rosqueada da placa de base do transdutor, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0041] A Figura 31 é uma vista lateral de uma junta rosqueada alternativa em que a seção rosqueada inclui uma seção de orientação giratória para fornecer alinhamento giratório ao redor do eixo geométrico longitudinal LA da seção rosqueada da guia de ondas, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0042] A Figura 32 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separada mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0043] A Figura 33 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 32, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0044] A Figura 34 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 32, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[0045] A Figura 35 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separada mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0046] A Figura 36 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 35, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0047] A Figura 37 ilustra o flange de guia de ondas, mostrado em forma de linha tracejada, e o flange de placa de base de transdutor, mostrado em forma de linha sólida, em sobreposição em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0048] A Figura 38 ilustra a guia de ondas e a placa de base do transdutor em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0049] A Figura 39 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separada mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0050] A Figura 40 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 39, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0051] A Figura 41 é uma vista em corte de um pino, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0052] A Figura 42 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônica mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0053] A Figura 43 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 42, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0054] A Figura 44 é uma vista em perspectiva de uma junta de trava luer adequada para acoplar a guia de ondas ultrassônicas e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico de um instrumento cirúrgico ultrassônico de duas peças, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0055] A Figura 45 é uma vista em corte da junta de trava luer em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0056] A Figura 46 é um componente de porca luer da junta de trava luer mostrada na Figura 44, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0057] A Figura 47 é uma vista em perspectiva da junta de trava luer mostrada na Figura 44 em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0058] A Figura 48 é uma vista em perspectiva de uma guia de ondas ultrassônicas para um instrumento cirúrgico ultrassônico que compreende um eixo de acionamento de guia de ondas ultrassônicas produzido a partir de um metal e acoplado a uma lâmina ultrassônica produzida a partir de um metal dissimilar, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0059] A Figura 49 é uma vista ampliada do acoplador, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0060] A Figura 50 é uma vista em corte de uma junta encastoada entre uma ferramenta ultrassônica de duas peças que compreende um eixo de acionamento de guia de ondas ultrassônicas produzido a partir de um metal e uma lâmina ultrassônica produzida a partir de um metal diferente, de acordo com um aspecto da sua descrição.

[0061] A Figura 51 é uma vista em corte de uma junta encastoada obtida entre uma guia de ondas ultrassônicas de duas peças que compreende um eixo de acionamento de guia de ondas ultrassônicas produzido a partir de um metal e uma lâmina ultrassônica produzida a partir de um metal diferente, de acordo com um aspecto da sua descrição.

[0062] As Figuras 52 a 55 mostram as etapas para produzir a junta encastoada mostrada na Figura 51, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0063] A Figura 52 é uma vista em corte do eixo de acionamento de guia de ondas e da lâmina ultrassônica mostrada na Figura 51 em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0064] A Figura 53 é uma vista em corte de uma pré-montagem do eixo de acionamento de guia de ondas e da lâmina ultrassônica mostrada na Figura 52 em uma configuração acoplada antes da aplicação do processo de encalcamento, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0065] A Figura 54 é uma vista em corte do eixo de acionamento de guia de ondas e da lâmina ultrassônica mostrada na Figura 53 em acoplamento após a aplicação do processo de encalcamento, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0066] A Figura 55 é uma vista em corte de guia de ondas ultrassônicas unida que mostra o eixo de acionamento de guia de ondas acoplado à lâmina ultrassônica mostrada na Figura 51, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0067] A Figura 56 é uma vista em corte de uma ferramenta de matriz de estiramento aquecida, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0068] A Figura 57 é uma vista em corte detalhada da ferramenta de matriz de estiramento mostrada na Figura 56, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0069] A Figura 58 é uma vista lateral de uma guia de ondas ultrassônicas de duas peças que compreende um eixo de acionamento de guia de ondas acoplado a uma lâmina ultrassônica por uma junta encastoada com o uso do processo de encalcamento descrito em conexão com as Figuras 48 a 57, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0070] A Figura 59 é uma vista em corte da junta encastoada formada entre o eixo de acionamento de guia de ondas e a lâmina ultrassônica, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0071] A Figura 60 é uma vista lateral do eixo de acionamento de guia de ondas mostrado na Figura 59, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0072] A Figura 61 é uma vista lateral da lâmina ultrassônica que é mostrada na Figura 59, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0073] A Figura 62 é uma vista em planta da lâmina ultrassônica mostrada na Figura 59, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0074] A Figura 63 ilustra um instrumento cirúrgico ultrassônico que compreende uma guia de ondas ultrassônicas acoplada a uma placa de base de transdutor ultrassônico deslocada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0075] A Figura 64 ilustra dois componentes de substratos metálicos do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 63 dispostos em uma orientação complementar para encalcamento ou perfuração, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0076] A Figura 65 é um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende componentes de placa de base de transdutor ultrassônico e guia de ondas ultrassônicas separada mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0077] A Figura 66 é uma vista lateral da lâmina ultrassônica, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0078] A Figura 67 é uma vista explodida de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor ultrassônico D31 que compreende componentes de invólucro em forma de concha de duas peças simétricos e guia de ondas ultrassônicas separada para suportar elementos piezelétricos de transdutor ultrassônico, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0079] A Figura 68 é uma vista de conjunto do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 67, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0080] A Figura 69 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas e uma placa de base de transdutor ultrassônico de duas peças para suportar os elementos piezelétricos PZT, de acordo com um aspecto desta descrição.

[0081] A Figura 70 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico mostrado na Figura 69, de acordo com um aspecto desta descrição.

DESCRIÇÃO

[0082] O requerente do presente pedido detém os seguintes pedidos de patente que foram concomitantemente depositados e que estão incorporados, cada um, ao presente documento a título de referência em suas respectivas totalidades:

[0083] Número do documento do procurador n° END7919USNP/ 160045M, intitulado Ultrasonic Transducer Techniques for Ultrasonic Surgical Instrument, por inventores Martine Messerly et al. depositado em 17 de agosto de 2017.

[0084] Número do documento do procurador n°. END7919USNP1/ 160045 - 1, intitulado "Ultrasonic Transducer For Surgical Instrument", pelos inventores Jeffrey Messerly et al. depositado em 17 de agosto de 2017.

[0085] Número do documento do procurador n°. END7919USNP2/ 160045-2, intitulado "Electrical And Thermal Connections For Ultrasonic Transducer" pelos inventores a et al. Jeffrey Messerly et al. depositado em 17 de agosto de 2017.

[0086] Número do documento do procurador n°. END7919USNP3/ 160045-3, intitulado "Ultrasonic Transducer to Waveguide Acoustic Coupling, Connections, and Configurations" pelos inventores Jeffrey Messerly et al. depositado em 17 de agosto de 2017.

[0087] Número do documento do procurador n°. END7919USNP5/ 160045-5, intitulado "Tissue Loading of a Surgical Instrument" pelos inventores Jeffrey Messerly et al. depositado em 17 de agosto de 2017.

[0088] Antes de explicar os vários aspectos em detalhes, deve ser observado que tais vários aspectos não estão limitados, em termos de suas aplicações ou usos, aos detalhes de construção e disposição de partes ilustradas nos desenhos e na descrição em anexo. Os aspectos ilustrativos podem ser implementados ou incorporados em outros aspectos, variações e modificações, e podem ser praticados ou executados de várias formas. Por exemplo, os instrumentos cirúrgicos revelados abaixo são apenas ilustrativos e não se destinam a limitar o escopo ou aplicação dos mesmos. Além disso, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões empregadas na presente invenção foram escolhidos com o propósito de descrever os aspectos ilustrativos para a conveniência do leitor e não para limitar o escopo da mesma.

[0089] Certos aspectos serão descritos agora para fornecer um entendimento geral dos princípios de estrutura, função, fabricação e uso dos dispositivos e métodos revelados na presente invenção. Um ou mais exemplos desses aspectos estão ilustrados nos desenhos em anexo. Elementos versados na técnica entenderão que os dispositivos e os métodos descritos especificamente no presente documento descritos e ilustrados nos desenhos em anexo, são exemplos não limitantes e que o escopo dos vários aspectos é definido somente pelas concretizações. As características ilustradas ou descritas em relação a um aspecto podem ser combinadas com as características de outros aspectos. Essas modificações e variações são destinadas a serem incluídas no escopo das concretizações.

[0090] Vários aspectos descritos no presente documento se referem, em geral, a instrumentos cirúrgicos ultrassônicos e lâminas para uso com os mesmos. Exemplos de instrumentos cirúrgicos ultrassônicos e lâminas são apresentados nas patentes n° U.S. 5.322.055; 5.954.736; 6.309.400; 6.278.218; 6.283.981; 6.325.811; e 8.319.400, cujas descrições completas são incorporadas ao presente documento a título de referência.

[0091] De acordo com vários aspectos, um instrumento ultrassônico que compreende uma ferramenta cirúrgica que tem um atuador de extremidade, como uma lâmina, pode ser de benefício específico, entre outros, em procedimentos ortopédicos em que é desejável remover osso e/ou tecido cortical ao mesmo tempo em que se controla o sangramento. Devido às suas características de corte e coagulação, uma lâmina de um instrumento cirúrgico ultrassônico pode ser útil para corte e coagulação de tecido mole em geral. Em certas circunstâncias, uma lâmina de acordo com vários aspectos, pode ser útil para cortar e cauterizar simultânea e hemostaticamente o tecido. Uma lâmina pode ser reta ou curva, e útil para aplicações abertas ou laparoscópicas. Uma lâmina, de acordo com vários aspectos, pode ser útil na cirurgia da espinha, especialmente para auxiliar no acesso posterior na remoção de músculo do osso.

[0092] A Figura 1 ilustra um aspecto de um sistema ultrassônico 10. Um aspecto do sistema ultrassônico 10 compreende um gerador de sinal ultrassônico 12 acoplado a um transdutor ultrassônico 14, um conjunto de peça manual 60 que compreende um invólucro de peça manual 16 e um atuador de extremidade 50. O transdutor ultrassônico 14, que é conhecido como uma "pilha de Langevin", inclui de modo geral uma porção de transdução 18, um primeiro ressonador ou sino posterior 20, e um segundo ressonador ou sino anterior 22, bem como componentes auxiliares. Em vários aspectos, o transdutor ultrassônico 14 é, de preferência, um número integral de metade dos comprimentos de onda do sistema (nÀ/2) em comprimento conforme será descrito em mais detalhes abaixo. Um conjunto acústico 24 pode incluir o transdutor ultrassônico 14, um engate 26, um transformador de velocidade 28 e uma superfície 30.

[0093] Será reconhecido que os termos "proximal" e "distal" são usados no presente documento com referência ao ato do médico de segurar o conjunto de cabo 60. Dessa forma, o atuador de extremidade 50 é distal em relação ao conjunto de peça manual mais proximal 60. Será reconhecido adicionalmente que, por uma questão de conveniência e clareza, termos espaciais como "topo" e "fundo" também são utilizados na presente invenção em relação ao médico que segura o conjunto de peça manual 60. Entretanto, os instrumentos cirúrgicos são usados em muitas orientações e posições, e tais termos não se destinam a serem limitadores e absolutos.

[0094] A extremidade distal do sino posterior 20 está conectada à extremidade proximal da porção de transdução 18, e a extremidade proximal do sino anterior 22 está conectada à extremidade distal da porção de transdução 18. O sino anterior 22 e o sino posterior 20 têm um comprimento determinado por diversas variáveis, inclusive a espessura da porção de transdução 18, a densidade e o módulo de elasticidade do material usado para fabricar o sino posterior 20 e o sino anterior 22, e a frequência de ressonância do transdutor ultrassônico 14. O sino anterior 22 pode ser afunilado para dentro, a partir de sua extremidade proximal até sua extremidade distal, para amplificar a amplitude da vibração ultrassônica do transformador de velocidade 28 ou, alternativamente, o sino anterior 22 pode não ter qualquer amplificação.

[0095] Novamente com referência à Figura 1, o sino posterior 20 pode incluir um membro rosqueado que se estende a partir do mesmo, o qual pode ser configurado para ser engatado de maneira rosqueável com uma abertura rosqueada no sino frontal 22. Em vários aspectos, elementos piezelétricos, como elementos piezelétricos 32, por exemplo, podem ser comprimidos entre o sino posterior 20 e sino anterior 22 quando o sino posterior 20 e o sino anterior 22 são montados juntos. Os elementos piezelétricos 32 podem ser fabricados a partir de qualquer material adequado, como, por exemplo, zirconato-titanato de chumbo, meta-niobato de chumbo, titanato de chumbo e/ou qualquer material de cristal piezelétrico adequado, por exemplo.

[0096] Em vários aspectos, conforme discutido com mais detalhes abaixo, o transdutor 14 pode compreender adicionalmente eletrodos, como eletrodos positivos 34 e eletrodos negativos 36, por exemplo, que podem ser configurados para criar um potencial de tensão através de um ou mais elementos piezelétricos 32. Cada um dos eletrodos positivos 34, eletrodos negativos 36 e os elementos piezelétricos 32 podem compreender um orifício que se estende através do centro que pode ser configurado para receber o membro rosqueado do sino posterior 20. Em vários aspectos, os eletrodos positivo e negativo 34 e 36 são eletricamente acoplados aos fios 38 e 40, respectivamente, sendo que os fios 38 e 40 podem estar encapsulados em um cabo 42 e eletricamente conectáveis ao gerador de sinal ultrassônico 12 do sistema ultrassônico 10.

[0097] Em diversos aspectos, o transdutor ultrassônico 14 do conjunto acústico 24 converte o sinal elétrico proveniente do gerador de sinal ultrassônico 12 em energia mecânica que resulta primariamente em um movimento vibratório longitudinal do transdutor ultrassônico 24 e do atuador de extremidade 50 em frequências ultrassônicas. Um gerador adequado está disponível sob número de modelo GEN01, junto à Ethicon Endo-Surgery, Inc., de Cincinnati, Ohio, EUA. Quando o conjunto acústico 24 é energizado, uma onda estacionária de movimento vibratório é gerada através do conjunto acústico 24. Uma faixa de frequência vibracional adequada pode se situar na faixa de cerca de 20 KHz a 120 kHz e uma faixa de frequência vibracional adequada pode se situar na faixa de cerca de 30 a 70 kHz e uma frequência vibracional operacional exemplificadora pode ser de aproximadamente 55,5 kHz.

[0098] A amplitude do movimento vibratório em qualquer ponto ao longo do conjunto acústico 24 pode depender da localização ao longo do conjunto acústico 24 na qual o movimento vibratório é medido. Uma passagem por valor mínimo ou zero na onda estacionária de movimento vibratório é geralmente denominada um nó (isto é, em que o movimento é, em geral, mínimo), e um máximo ou pico de valor absoluto, na onda estacionária é geralmente denominado um antinó (por exemplo, em que o movimento local é máximo). A distância entre um antinó e seu nó mais próximo é de um quarto de comprimento de onda (À/4).

[0099] Como ressaltado acima, os fios 38 e 40 transmitem um sinal elétrico proveniente do gerador de sinal ultrassônico 12 para os eletrodos positivos 34 e os eletrodos negativos 36. Os elementos piezoeléctricos 32 são energizados pelo sinal elétrico fornecido pelo gerador de sinal de ultrassom 12 em resposta a um interruptor de pedal 44, por exemplo, para produzir uma onda acústica estacionária no conjunto acústico 24. O sinal elétrico causa perturbações nos elementos piezelétricos 32 sob a forma de pequenos deslocamentos repetidos, resultando em grandes forças de compressão no interior do material. Os pequenos deslocamentos repetidos fazem com que os elementos piezelétricos 32 se expandam e contraiam de forma contínua ao longo do eixo geométrico do gradiente de voltagem, produzindo ondas longitudinais de energia ultrassônica.

[00100] Em vários aspectos, a energia ultrassônica produzida pelo transdutor 14 pode ser transmitida através do conjunto acústico 24 ao atuador de extremidade 50 através de uma guia de ondas de transmissão ultrassônica 46. Para que o conjunto acústico 24 forneça energia para o atuador de extremidade 50, os componentes do conjunto acústico 24 são acusticamente acoplados ao atuador de extremidade 50. Por exemplo, a extremidade distal do transdutor ultrassônico 14 pode ser acusticamente acoplada, na superfície 30, à extremidade proximal da guia de ondas de transmissão ultrassônica 46, por meio de uma conexão rosqueada, como um parafuso prisioneiro 48.

[00101] Os componentes do conjunto acústico 24 podem ser acusticamente sintonizados de modo que o comprimento de qualquer conjunto seja um número integral de metade dos comprimentos de onda (nÀ/2), em que o comprimento de onda À é o comprimento de onda de uma frequência de acionamento de vibração longitudinal pré- selecionada funcional fd do conjunto acústico 24, e sendo que n é qualquer inteiro positivo. É também contemplado que o conjunto acústico 24 possa incorporar qualquer disposição adequada de elementos acústicos.

[00102] O atuador de extremidade ultrassônico 50 pode ter um comprimento substancialmente igual a um múltiplo integral de metades de comprimentos de onda do sistema (À/2). Uma extremidade distal 52 do atuador de extremidade ultrassônico 50 pode estar disposta em, ou pelo menos próxima, a um anti-nó, de modo a fornecer o curso longitudinal máximo, ou ao menos perto do máximo, da extremidade distal. Quando o conjunto transdutor é energizado, em vários aspectos, a extremidade distal 52 do atuador de extremidade ultrassônico 50 pode ser configurada para mover-se na faixa de, por exemplo, aproximadamente 10 a 500 mícrons de pico a pico e, de preferência, na faixa de cerca de 30 a 150 mícrons a uma frequência vibracional predeterminada.

[00103] Como ressaltado acima, o atuador de extremidade ultrassônico 50 pode estar acoplado à guia de ondas de transmissão ultrassônica 46. Em vários aspectos, o atuador de extremidade ultrassônico 50 e a guia de transmissão ultrassônica 46, conforme ilustrado, são formados como uma construção de unidade única a partir de um material adequado para a transmissão de energia ultrassônica como, por exemplo, Ti6AI4V (uma liga de titânio que inclui alumínio e vanádio), alumínio, aço inoxidável e/ou qualquer outro material adequado. Alternativamente, o atuador de extremidade ultrassônico 50 pode ser separável (e ter composição diferente) da guia de ondas de transmissão ultrassônica 46, e ser acoplado, por exemplo, por um pino, solda, cola, conexão rápida ou outros métodos conhecidos adequados. A guia de ondas de transmissão ultrassônica 46 pode ter um comprimento substancialmente igual a um número inteiro de metades de comprimentos de onda do sistema (À/2), por exemplo. A guia de ondas de transmissão ultrassônica 46 pode ser fabricada, de preferência, a partir de um eixo de acionamento de núcleo sólido construído de material que propaga energia ultrassônica de maneira eficiente, como liga de titânio (isto é, Ti6Al4V) ou uma liga de alumínio, por exemplo.

[00104] No aspecto ilustrado na Figura 1, a guia de ondas de transmissão ultrassônica 46 compreende uma pluralidade de anéis de silicone estabilizantes ou suportes maleáveis 56 posicionados em, ou pelo menos próximos a, uma pluralidade de nós. Os anéis de silicone 56 podem amortecer a vibração indesejável e isolar a energia ultrassônica de uma bainha 58 que envolve pelo menos parcialmente a guia de ondas 46, assegurando, assim, o fluxo de energia ultrassônica em uma direção longitudinal até a extremidade distal 52 do atuador de extremidade 50, com máxima eficiência.

[00105] Conforme mostrado na Figura 1, a bainha 58 pode ser acoplada à extremidade distal do conjunto de peça manual 60. A bainha 58 inclui, em geral, um adaptador ou cone nasal 62 e um membro tubular alongado 64. O membro tubular 64 é fixado a e/ou se estende a partir do adaptador 62 e tem uma abertura que se estende longitudinalmente através da mesma. Em vários aspectos, a bainha 58 pode ser rosqueada ou encaixada por pressão à extremidade distal do invólucro 16. Em pelo menos um aspecto, a guia de ondas de transmissão ultrassônica 46 se estende através da abertura do membro tubular 64 e os anéis de silicone 56 podem entrar em contato com as paredes laterais da abertura e isolar a guia de ondas de transmissão ultrassônica 46 no mesmo. Em vários aspectos, o adaptador 62 da bainha 58 é construído, de preferência, a partir de Ultem®, por exemplo, e o elemento tubular 64 é fabricado a partir de aço inoxidável, por exemplo. Em pelo menos um aspecto, a guia de onda de transmissão ultrassônica 46 pode ter material polimérico, por exemplo, ao redor do mesmo, de modo a isolá-la do contato externo.

[00106] Conforme descrito acima, uma tensão, ou fonte de alimentação, pode ser operacionalmente acoplada a um ou mais dos elementos piezelétricos de um transdutor, sendo que um potencial de tensão aplicado a cada um dos elementos piezelétricos pode fazer com que os elementos piezelétricos se expandam e contraiam, ou vibrem, em uma direção longitudinal. Conforme também descrito acima, o potencial de tensão pode ser cíclico e, em vários aspectos, o potencial de tensão pode ser cíclico a uma frequência que é igual ou quase igual à frequência de ressonância do sistema de componentes que compreende o transdutor 14, a guia de ondas 46 e o atuador de extremidade 50, por exemplo. Em vários aspectos, entretanto, certos elementos piezelétricos no interior do transdutor podem contribuir mais para a onda estacionária de vibrações longitudinais que outros elementos piezelétricos no interior do transdutor. Mais particularmente, um perfil de estiramento longitudinal pode se desenvolver dentro de um transdutor em que o perfil de deformação pode controlar, ou limitar, os deslocamentos longitudinais que alguns dos elementos piezelétricos podem contribuir para a onda estacionária de vibrações, especialmente quando o sistema está sendo vibrado em ou próximo à sua frequência de ressonância.

[00107] Pode ser reconhecido, em referência ao sistema de instrumento cirúrgico ultrassônico 10 da Figura 1, que múltiplos componentes podem ser necessários para acoplar as vibrações mecânicas oriundas dos elementos piezelétricos 32 através da guia de ondas 46 ao atuador de extremidade 50. Os elementos adicionais que compreendem o conjunto acústico 24 podem adicionar custos de fabricação, etapas de fabricação e complexidade adicional ao sistema. São revelados abaixo aspectos de um dispositivo médico ultrassônico que pode exigir menos componentes, etapas de fabricação e custos que o dispositivo equivalente ilustrado na Figura 1 e conforme revelado acima.

[00108] Novamente, com referência à Figura 1, os elementos piezelétricos 32 são configurados em uma pilha de "Langevin", na qual os elementos piezelétricos 32 e seus eletrodos de ativação 34 e 36 (juntos, o transdutor 14) são intercalados. As vibrações mecânicas dos elementos piezelétricos ativados 32 se propagam ao longo do eixo longitudinal geométrico do transdutor 14, e são acopladas através do conjunto acústico 24 à extremidade da guia de ondas 46. Tal modo de operação de um elemento piezelétrico é frequentemente descrito como o modo D33 do elemento, especialmente para elementos piezelétricos de cerâmica que compreendem, por exemplo, titanato zirconato de chumbo, meta-niobato de chumbo ou titanato de chumbo. O modo D33 de um elemento piezelétrico de cerâmica é ilustrado nas Figuras 2A a 2C.

[00109] A Figura 2A representa um elemento piezelétrico 200 fabricado a partir de um material piezelétrico de cerâmica. Um material piezelétrico de cerâmica é um material de policristalino que compreende uma pluralidade de domínios microcristalinos individuais. Cada domínio microcristalino possui um eixo geométrico de polarização ao longo do qual o domínio pode se expandir ou contrair em resposta a um campo elétrico imposto. Entretanto, em uma cerâmica nativa, os eixos geométricos de polarização dos domínios microcristalinos são dispostos aleatoriamente, de modo que não há efeito piezelétrico líquido na cerâmica a granel. Uma reorientação líquida dos eixos geométricos de polarização pode ser induzida submetendo-se a cerâmica a uma temperatura acima da temperatura Curie do material e colocação do material em um campo elétrico forte. Uma vez que a temperatura da amostra caia abaixo da temperatura Curie, a maior parte dos eixos geométricos de polarização individuais será reorientada e fixada em uma direção de polarização em massa. A Figura 2A ilustra tal elemento piezelétrico 200 após ser polarizado ao longo do eixo geométrico de campo elétrico indutivo P. Embora o elemento piezelétrico não polarizado 200 não tenha qualquer eixo geométrico piezelétrico útil, o elemento polarizado 200 pode ser descrito como tendo um eixo geométrico de polarização, d3, paralelo ao eixo geométrico de indução na direção P. Para completeza, um eixo geométrico ortogonal ao eixo geométrico d3 pode ser denominado um eixo geométrico d1. As dimensões do elemento piezelétrico 200 são identificadas como comprimento (L), largura (W) e espessura (T).

[00110] As Figuras 2B e 2C ilustram as deformações mecânicas de um elemento piezelétrico 200 que podem ser induzidas ao submeter o elemento piezelétrico 200 a um campo elétrico atuante E orientado ao longo do eixo geométrico d3 (ou P). A Figura 2B ilustra o efeito de um campo elétrico E que tem a mesma direção que o campo de polarização P ao longo do eixo geométrico d3 sobre um elemento piezelétrico 205. Conforme ilustrado na Figura 2B, o elemento piezelétrico 205 pode se deformar por expansão ao longo do eixo geométrico d3 enquanto se comprime ao longo do eixo geométrico d1. A Figura 2C ilustra o efeito de um campo elétrico E que tem a direção oposta ao campo de polarização P ao longo do eixo geométrico d3 sobre um elemento piezelétrico 210. Conforme ilustrado na Figura 2C, o elemento piezelétrico 210 pode se deformar por compressão ao longo do eixo geométrico d3, enquanto se deforma por expansão ao longo do eixo geométrico d1. O acoplamento vibracional ao longo do eixo geométrico d3 durante a aplicação de um campo elétrico ao longo do eixo geométrico d3 pode ser denominado acoplamento ou ativação D33 usando um modo D33 de um elemento piezelétrico 33. O transdutor 14 ilustrado na Figura 1 usa o modo D33 dos elementos piezelétricos 32 para transmitir vibrações mecânicas ao longo da guia de ondas 46 para o atuador de extremidade 50. Como o elemento piezelétrico também se deforma ao longo do eixo geométrico d1, o acoplamento vibracional ao longo do eixo geométrico d1 durante a aplicação de um campo elétrico ao longo do eixo geométrico d3 pode também ser uma fonte efetiva de vibrações mecânicas. Tal acoplamento pode ser denominado acoplamento ou ativação D31 usando um modo D31 de um elemento piezelétrico.

[00111] Conforme ilustrado pelas Figuras 2A a 2C, durante a operação no modo D31, a expansão transversal de elementos piezelétricos 200, 205, 210 pode ser matematicamente modelada pela seguinte equação:

[00112] Na equação, L, W e T se referem às dimensões de comprimento, largura e espessura de um elemento piezelétrico, respectivamente. Vd31 denota a tensão aplicada a um elemento piezelétrico que opera no modo D31. A quantidade de expansão transversal resultante do acoplamento D31 descrito acima é representado por ΔL (isto é, a expansão do elemento piezelétrico ao longo da dimensão de comprimento) e ΔW (isto é, a expansão do elemento piezelétrico ao longo da dimensão de largura). Adicionalmente, a equação de expansão transversal modela a relação entre ΔL e ΔW e a tensão aplicada Vd3i. São revelados abaixo aspectos de dispositivos médicos ultrassônicos com base na ativação D31 por um elemento piezelétrico.

[00113] Em vários aspectos, conforme descrito abaixo, um dispositivo médico ultrassônico pode compreender um transdutor configurado para produzir vibrações longitudinais, e uma ferramenta cirúrgica que tem uma porção de montagem de base de transdutor operacionalmente acoplada ao transdutor, um atuador de extremidade e uma guia de ondas entre as mesmas. Em determinados aspectos, conforme também descrito abaixo, o transdutor pode produzir vibrações que podem ser transmitidas ao atuador de extremidade, sendo que as vibrações podem acionar a porção de montagem de base do transdutor, a guia de onda, o atuador de extremidade e/ou os outros vários componentes do dispositivo médico ultrassônico em, ou perto de, uma frequência de ressonância. Em ressonância, pode se desenvolver um padrão de deformação longitudinal, ou padrão de tensão mecânica longitudinal, no interior do transdutor, da guia de onda e/ou do atuador de extremidade, por exemplo. Em vários aspectos, tal padrão de deformação longitudinal, ou padrão de tensão mecânica longitudinal, pode fazer com que a deformação longitudinal, ou a tensão mecânica longitudinal, varie ao longo do comprimento do placa de base de transdutor (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor), guia de onda, e/ou atuador de extremidade, de uma maneira senoidal, ou pelo menos substancialmente senoidal. Em ao menos um aspecto, por exemplo, o padrão de deformação longitudinal pode ter picos máximos e pontos de cruzamento no zero, sendo que os valores de deformação podem variar de uma maneira não linear entre tais picos e pontos de cruzamento no zero.

[00114] A Figura 3 ilustra um instrumento cirúrgico ultrassônico 250 que inclui uma guia de ondas ultrassônicas 252 fixada a um transdutor ultrassônico 264 por um material de ligação, em que o instrumento cirúrgico ultrassônico 250 é configurado para operar em um modo D31, de acordo com um aspecto da presente descrição. O transdutor ultrassônico 264 inclui primeiro e segundo elementos piezelétricos 254a, 254b fixados à guia de ondas ultrassônicas 252 por um material de ligação. Os elementos piezelétricos 254a, 254b incluem placas eletricamente condutivas 256a, 256b para acoplar eletricamente um polo de uma fonte de tensão adequada para acionar os elementos piezelétricos 254a, 254b (por exemplo, geralmente uma alta tensão). O polo oposto da fonte de tensão é acoplado eletricamente à guia de ondas ultrassônicas 252 por juntas eletricamente condutivas 258a, 258b. Em um aspecto, as placas eletricamente condutivas 256a, 256b são acopladas a um polo positivo da fonte de tensão e as juntas eletricamente condutivas 258a, 258b são eletricamente acopladas ao potencial de terra através da guia de onda ultrassônica de metal 252. Em um aspecto, a guia de ondas ultrassônicas 252 é produzida a partir de titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio (isto é, Ti6Al4V) e elementos piezelétricos 254a, 254b são produzidos a partir de um composto inorgânico intermetálico de titanato zirconato de chumbo com a fórmula química de Pb[ZrxTii-x]O3 (0<x<1). Também chamado PZT, é um material cerâmico perovskita que mostra um efeito piezelétrico marcado, o que significa que o composto muda de formato quando um campo elétrico é aplicado. O mesmo é usado em inúmeras aplicações práticas como transdutores ultrassônicos e ressonadores piezelétricos PZT. O eixo geométrico de polarização (P) dos elementos piezelétricos 254a, 254b é indicado pela seta de direção 260. O eixo geométrico de movimento da guia de ondas ultrassônicas 252 em resposta à excitação dos elementos piezelétricos 254a, 245b é mostrado por uma seta de movimento 262 na extremidade distal da guia de ondas ultrassônicas 252, genericamente chamada de porção de lâmina ultrassônica da guia de ondas ultrassônicas 252. O eixo geométrico de movimento 262 é ortogonal ao eixo geométrico de polarização (P) 260.

[00115] Em arquiteturas convencionais de transdutor ultrassônico D33, conforme mostrado na Figura 1, os elementos piezelétricos parafusados 32 utilizam eletrodos 34,36 para criar um contato elétrico com ambos os tamanhos de cada elemento piezelétrico 34. A arquitetura D31, de acordo com um aspecto da presente descrição, entretanto, emprega uma técnica diferente para criar contato elétrico com ambos os lados de cada elemento piezelétrico 254a, 254b. Várias técnicas para fornecer contato elétrico com os elementos piezelétricos 254a, 254b incluem ligar elementos condutivos elétricos (por exemplo, fios) à superfície livre de cada elemento piezelétrico 254a, 254b para conexão de alto potencial e ligação de cada elemento piezelétrico 254a, 254b à guia de ondas ultrassônicas 252 para a conexão de terra com o uso de solda, epóxi condutivo, ou outras técnicas no presente documento descritas. A compressão pode ser usada para manter o contato elétrico com o trem acústico sem fazer uma conexão permanente. Isso pode causar um aumento na espessura do dispositivo e deve ser controlado para evitar danificar os elementos piezelétricos 254a, 254b. A baixa compressão pode danificar o elemento piezelétrico 254a, 254b por um vão de faísca e a alta compressão pode danificar os elementos piezelétricos 254a, 254b pelo desgaste mecânico local. Em outras técnicas, contatos de mola metálica podem ser empregados para criar contato elétrico com os elementos piezelétricos 254a, 254b. Outras técnicas podem incluir guarnições de folha metálica sobre espuma, espuma condutiva, solda. São fornecidas conexões elétricas a ambos os lados dos elementos piezelétricos 254a, 254b na configuração de trem acústico D31. A conexão de aterramento elétrico pode ser feita à guia de onda ultrassônica de metal 252, que é eletricamente condutiva, se houver contato elétrico entre os elementos piezelétricos 254a, 254b e a guia de ondas ultrassônicas 252.

[00116] Em vários aspectos, conforme descrito abaixo, um dispositivo médico ultrassônico pode compreender um transdutor configurado para produzir vibrações longitudinais, e um instrumento cirúrgico que tem uma placa de base de transdutor operacionalmente acoplada ao transdutor, um atuador de extremidade e uma guia de ondas entre os mesmos. Em determinados aspectos, conforme também descrito abaixo, o transdutor pode produzir vibrações que podem ser transmitidas ao atuador de extremidade, sendo que as vibrações podem acionar a placa de base do transdutor, a guia de onda, o atuador de extremidade e/ou os outros vários componentes do dispositivo médico ultrassônico em, ou perto de, uma frequência de ressonância. Em ressonância, um padrão de deformação longitudinal, ou padrão de tensão mecânica longitudinal, pode se desenvolver dentro do transdutor, guia de onda, e/ou atuador de extremidade, por exemplo. Em vários aspectos, tal padrão de deformação longitudinal, ou padrão de tensão mecânica longitudinal, pode fazer com que a deformação longitudinal, ou a tensão mecânica longitudinal, varie ao longo do comprimento da placa de base do transdutor, guia de onda, e/ou atuador de extremidade, em uma forma senoidal, ou ao menos substancialmente senoidal. Em ao menos um aspecto, por exemplo, o padrão de deformação longitudinal pode ter picos máximos e pontos de cruzamento no zero, sendo que os valores de deformação podem variar de uma maneira não linear entre tais picos e pontos zero.

[00117] Em arquiteturas convencionais de transdutor ultrassônico D33, conforme mostrado na Figura 1, um parafuso fornece compressão que acopla acusticamente os anéis de elementos piezelétricos à guia de ondas ultrassônicas. A arquitetura D31 250, de acordo com um aspecto da presente descrição, emprega uma variedade de diferentes técnicas para acoplar acusticamente os elementos piezelétricos 254a, 254b à guia de ondas ultrassônicas 252. Essas técnicas são apresentadas mais adiante neste documento.

[00118] A Figura 4 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8000 configurado em uma arquitetura de transdutor ultrassônico D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8002 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8004 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8000 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8002 e a placa de base de transdutor 8004. Em um aspecto, a guia de onda 8002 e a placa de base do transdutor 8004 são produzidos separadamente a partir da matéria prima de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de ondas 8002 e a placa de base de transdutor 8004 são duas peças separadas e podem ser produzidas a partir do mesmo material ou a partir de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00119] A guia de ondas ultrassônicas 8002 e a placa de base de transdutor ultrassônico 8004 definem, cada uma, geometrias de acoplamento mutuamente complementares e são conectadas por uma junta de quebra-cabeça 8006. Uma extremidade proximal da guia de onda 8002 inclui uma porção de conexão para fixar à placa de base do transdutor 8004. Um exemplo de uma porção de conexão é mostrado nas Figuras 5A e 5B. Uma extremidade distal da guia de ondas 8002 inclui uma lâmina ultrassônica 8012. A lâmina 8012 é usada para tratar o tecido. A placa de base do transdutor 8004 define faces planas 8005 em lados opostos da placa de base do transdutor 8004 adequadas para fixar e suportar um elemento piezelétrico PZT em cada face plana 8005, de modo similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. A extremidade distal da placa de base do transdutor 8004 inclui uma porção de conexão que é complementar à porção de conexão localizada na extremidade proximal da guia de onda 8002. A porção de conexão da guia de onda 8002 pode ser macho, fêmea, ou plana e a porção de conexão da placa de base de transdutor 8004 pode ser fêmea, macho, ou plana, respectivamente. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8000 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8002 ao longo do eixo longitudinal LA.

[00120] Em um aspecto, os componentes de guia de onda 8002 e placa de base do transdutor 8004 separados são acoplados em junta de quebra-cabeça 8006 por deformação plástica de um ou de ambos os componentes para permitir transmissão acústica ao longo de um trem ultrassônico. Em um aspecto, os componentes da guia de onda 8002 e da placa de base do transdutor 8004 do instrumento ultrassônico 8000 podem ser acoplados para formar a junta de quebra-cabeça 8006. A deformação plástica de um ou de ambos os componentes dentre a guia de onda 8002 e a placa de base do transdutor 8004 pode ser usada para prender os componentes da guia de onda 8002 e da placa de base do transdutor 8004 para permitir a transmissão de energia ultrassônica ao longo de um eixo geométrico longitudinal LA do instrumento ultrassônico 8000.

[00121] O componente de guia de ondas 8002 do instrumento ultrassônico 8000 é acusticamente acoplado entre a placa de base de transdutor 8004 e uma lâmina ultrassônica 8012, ou o atuador de extremidade, na extremidade distal da guia de onda 8002. A placa de base do transdutor 8004 está situada em uma extremidade proximal do instrumento ultrassônico 8000 e é dimensionada e configurada para montar elementos transdutores ultrassônicos, como, por exemplo, elementos piezelétricos PZT, em faces opostas 8005 da placa de base do transdutor 8004. A lâmina ultrassônica 8012 está localizada em uma extremidade distal do instrumento ultrassônico 8000. No instrumento cirúrgico 8000 ilustrado na Figura 4, os nós (N), isto é, quando o movimento é geralmente mínimo, e anti-nós (AN), em que o movimento é geralmente máximo, são indicados ao longo do comprimento longitudinal do instrumento ultrassônico 8000. A distância entre um anti- nó (AN) e seu nó mais próximo (N) é de um quarto de comprimento de onda (À/4). Um AN está situado em uma extremidade distal da lâmina 8012.

[00122] A Figura 5A é uma vista em corte de uma junta de quebra- cabeça 8006A da guia de onda 8002 e componentes da placa de base do transdutor 8004 do instrumento cirúrgico ultrassônico 8000, de acordo com um aspecto desta descrição. Uma extremidade proximal do componente de guia de ondas 8002 define uma peça de quebra-cabeça macho 8008 dimensionada e configurada para ser recebida dentro de uma peça fêmea de encaixe complementar de um quebra-cabeça 8010 definido por uma extremidade distal do componente de placa de base de transdutor 8004. Para formar a junta de quebra-cabeça 8006A, primeiro a peça de quebra-cabeça macho 8008 é encaixada dentro da peça fêmea de quebra-cabeça 8010 para obter um encaixe de folga. Uma junta permanente 8012 é criada aplicando-se forças opostas F à extremidade distal do segundo componente 8004 para deformar plasticamente o segundo componente 8004 por uma quantidade indicada como "d". Em outros aspectos, a extremidade proximal da guia de onda 8002 define uma porção de conexão fêmea e a extremidade distal da placa de base de transdutor 8004 define uma porção de conexão macho.

[00123] A Figura 5B é uma vista em corte de uma junta de quebra- cabeça 8006B da guia de onda 8002 e componentes da placa de base do transdutor 8004 do instrumento cirúrgico ultrassônico 8000, de acordo com um aspecto desta descrição. A peça de quebra-cabeça macho 8008 da guia de onda 8002 é dimensionada e configurada para ser recebida dentro da peça de quebra-cabeça fêmea 8010 definida em uma porção distal da placa de base do transdutor 8004 para formar um encaixe por interferência na junta 8014. O encaixe por interferência, também conhecido como encaixe por pressão ou encaixe por atrito, é a fixação entre dois componentes nos quais o componente de guia de onda interno 8002 é maior que o componente de placa de base do transdutor externo 8004. Para obter o encaixe por interferência, uma força F é aplicada durante a montagem. Após o componente de guia de onda 8002, que é maior que o componente de placa de base do transdutor externo 8004, serem unidos, as superfícies de acoplamento irão sentir pressão devido ao atrito, e a deformação do conjunto concluído será observada. Em outros aspectos, a extremidade proximal da guia de onda 8002 define uma porção de conexão fêmea e a extremidade distal da placa de base de transdutor 8004 define uma porção de conexão macho.

[00124] A Figura 6 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8020 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8022 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8024 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 7 é uma vista de extremidade da guia de ondas 8022 mostrada na Figura 6, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 8 é uma vista de extremidade da placa de base de transdutor 8024 mostrada na Figura 6, de acordo com um aspecto desta descrição. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8020 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8022 e a placa de base de transdutor 8024. Em um aspecto, a guia de onda 8022 e a placa de base do transdutor 8024 são produzidas separadamente da matéria prima de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de ondas 8022 e a placa de base de transdutor 8024 são duas peças separadas e podem ser produzidas a partir do mesmo material ou a partir de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA. A placa de base do transdutor 8024 define faces planas 8023 em lados opostos da placa de base do transdutor 8024 adequada para fixar e suportar um elemento piezelétrico PZT em cada face plana 8023 similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. Quando a guia de ondas 8022 e a placa de base do transdutor 8024 são acopladas em uma configuração D31, as vibrações ultrassônicas geradas pelos elementos piezelétricos PZT são transmitidas ao longo da guia de ondas 8022 para uma lâmina ultrassônica em uma extremidade distal da guia de onda 8022. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8020 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8022 ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00125] Em referência às Figuras 6 a 8, a guia de onda 8022 e a placa de base do transdutor 8024 são produzidos separadamente a partir da matéria prima de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo. A guia de ondas 8022 e a placa de base do transdutor 8024 definem um afunilamento através de uma dimensão de espessura e são conectados por uma junta afunilada 8039. Uma extremidade proximal da guia de ondas 8022 define uma porção de conexão macho 8028 dimensionada e configurada para ser recebida dentro de uma porção de conexão fêmea de acoplamento complementar 8032. A porção de conexão macho 8028 define um gargalo afunilado 8026 e uma extremidade afunilada 8038, ambos afunilados através da espessura da porção de conexão macho 8028. A porção de conexão fêmea 8032 define uma primeira abertura 8030 para receber a porção de gargalo 8026 da guia de ondas 8022 e define uma segunda abertura 8034 para receber a extremidade afunilada 8038 da guia de ondas 8022. A porção de conexão fêmea de encaixe correspondente complementar 8032 define uma parede interna afunilada 8036 que atua como uma guia quando se pressiona a guia de ondas 8022 e a placa de base do transdutor 8024 juntas. A guia de ondas 8022 é acoplada à placa de base do transdutor 8024 para permitir a transmissão de energia ultrassônica ao longo de um eixo geométrico longitudinal LA do instrumento ultrassônico 8020. A largura W1 da porção inferior 8029 da porção de conexão macho 8028 é mais larga que a largura W2 da abertura inferior 8037 definida pela parede afunilada 8036 definida pela segunda abertura 8034 para formar um encaixe por interferência quando a guia de ondas 8022 é encaixada por pressão na placa de base do transdutor 8024. A parede afunilada 8036 através da espessura da placa de base de transdutor 8024 pode ser formada por jato de água ou feixe de laser angulado.

[00126] A Figura 9 é uma vista lateral do instrumento ultrassônico 8020 mostrado na Figura 6 em uma configuração acoplada conectada na junta afunilada 8039, de acordo com um aspecto desta descrição. A guia de onda 8024 e a placa de base do transdutor 8024 são produzidas separadamente a partir da matéria prima de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Conforme mostrado na Figura 9, a guia de ondas 8022 é acoplada à placa de base de transdutor 8024 por um afunilamento através de uma dimensão de espessura de modo que a junta afunilada 8039 forme um encaixe por interferência. As Figuras 10A e 10B são vistas em corte tomadas ao longo da linha de corte 10—10 mostrada na Figura 9. A Figura 10A é uma vista transversal tomada antes da união da guia de ondas 8022 à placa de base de transdutor 8024 e a Figura 10B é uma vista em corte tomada após a união parcial da guia de ondas 8022 à placa de base de transdutor 8024.

[00127] Com referência agora às Figuras 10A e 10B, a porção de gargalo 8026 da guia de ondas 8022 é dimensionada e configurada para encaixar em uma porção de conexão fêmea de acoplamento complementar 8030. A porção de conexão macho 8028 é dimensionada e configurada para formar um encaixe por interferência quando encaixado por pressão na porção de conexão fêmea de acoplamento complementar 8032. Por exemplo, o topo do 8025 da porção de gargalo 8026 tem uma largura W3 e o fundo 8027 tem uma largura W4, em que W4 é menor que W3 para definir um afunilamento. A abertura superior 8031 da porção de conexão fêmea 8030 tem uma largura W5 e a abertura inferior 8033 tem largura W6, em que W6 é menor que W5 para definir um afunilamento complementar para receber a porção de gargalo 8026. O afunilamento atua como uma guia quando a guia de ondas 8022 é encaixada por pressão com a placa de base de transdutor 8024. O afunilamento resulta em um fluxo de material mais previsível ou controlado quando do encaixe por pressão da guia de ondas 8022 dentro da placa de base 8024. Em um aspecto, o fundo da porção de gargalo W4 é mais largo do que a largura W6 da abertura inferior 8033 da porção de conexão fêmea de acoplamento complementar 8030 para formar um encaixe por interferência, conforme mostrado na Figura 10B. As larguras W3 e W5 podem ser iguais ou, em um aspecto, a largura W3 pode ser maior que a largura W5. Embora não seja mostrado, a extremidade afunilada 8038 para obter um encaixe por interferência com a segunda abertura complementar 8034 que define uma parede interna afunilada 8036.

[00128] A Figura 11 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8040 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8042 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8044 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8040 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais alternativos e/ou métodos de fabricação para a guia de ondas 8042 e a placa de base de transdutor 8044. Em um aspecto, a guia de onda 8042 e a placa de base do transdutor 8044 são produzidas separadamente a partir da matéria prima de metal plano adequada para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de ondas 8042 e a placa de base do transdutor 8044 são duas peças separadas. A guia de ondas 8042 é configurada para transmitir energia ultrassônica ao longo de um eixo geométrico longitudinal. O componente de placa de base de transdutor 8044 é dimensionado e configurado para sustentar elementos piezelétricos PZT em lados opostos da placa de base de transdutor 8044. A guia de ondas 8042 é produzida a partir de um metal adequado para transmitir vibrações ultrassônicas. Em geral, a guia de onda 8042 pode ser produzida a partir de um primeiro material metálico como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, conforme descrito na presente invenção. Em outros aspectos, a guia de ondas 8042 e a placa de base de transdutor 8144 podem ser produzidas a partir do mesmo material. Em um caso ou outro, o material deve ser adequado para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00129] Uma extremidade proximal da guia de onda 8042 inclui uma porção de conexão para fixar a placa de base do transdutor 8044. Uma extremidade distal da guia de ondas 8042 inclui uma lâmina ultrassônica para tratar tecido. A placa de base do transdutor 8044 define faces planas 8045 em lados opostos da placa de base do transdutor 8044 adequadas para fixar e suportar um elemento piezelétrico PZT em cada face plana 8045, similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. A extremidade distal da placa de base do transdutor 8044 inclui uma porção de conexão que é complementar à porção de conexão localizada na extremidade proximal da guia de onda 8002. A porção de conexão da guia de onda 8042 pode ser macho, fêmea, ou plana e a porção de conexão da placa de base de transdutor 8044 pode ser fêmea, macho, ou plana, respectivamente. A placa de base do transdutor 8044 é produzida a partir de um segundo material metálico, como alumínio, que é diferente do primeiro material metálico com o qual a guia de ondas 8042 é produzida. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8040 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8042 ao longo do eixo longitudinal LA.

[00130] Quando os componentes da guia de ondas 8042 e da placa de base do transdutor 8044 são acoplados em uma configuração D31, as vibrações ultrassônicas geradas pelos elementos piezelétricos PZT são transmitidas ao longo da guia de ondas 8042 para uma lâmina ultrassônica localizada em uma extremidade distal da guia de onda 8042. Consequentemente, a energia ultrassônica é transmitida ao longo do eixo geométrico longitudinal da guia de ondas 8042. Conforme mostrado na Figura 11, a guia de ondas 8042 tem uma largura W1 e a placa de base de transdutor 8044 tem largura W2, sendo que W2 é maior que W1. A guia de ondas 8042 pode ser acoplada à placa de base de transdutor 8044 usando qualquer uma das técnicas descritas no presente documento. A guia de ondas 8042 e a placa de base do transdutor 8044 podem ser acopladas com o uso de qualquer uma das técnicas descritas no presente documento, incluindo, sem limitação, uma junta de encaixe por pressão, uma junta de encaixe, junta de trava paralela, uma junta articulada, uma junta de trava luer, uma junta de trava, entre outras juntas descritas no presente documento.

[00131] A Figura 12 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico 8040 mostrado na Figura 11 tomada ao longo da linha de corte 12-12 mostrada na Figura 11, de acordo com um aspecto desta descrição. Em um aspecto, a espessura do componente de placa de base de transdutor 8044 é maior que a espessura do componente de guia de onda 8042. Conforme mostrado na Figura 12, o componente de guia de onda 8042 define uma espessura T1 e o componente de placa de base de transdutor 8044 define uma espessura T2, sendo que T2 é maior que T1. Dessa forma, a configuração de lâmina plana que utiliza dois componentes pode gerar mais ganho através da construção de lâmina/folha plana do que seria obtido através de uma peça de lâmina de única espessura.

[00132] A Figura 13 é uma vista em corte de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8050 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende múltiplas placas acopladas por uma junta de expansão térmica, de acordo com um aspecto desta descrição. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8050 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos alternativos de fabricação para a guia de ondas 8052 e a placa de base de transdutor 8054a, 8054b (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor). Em um aspecto, a guia de onda 8052 e a placa de base do transdutor 8054a, 8054b são produzidas separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de ondas e a placa de base de transdutor 8054a, 8054b são duas peças separadas. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8050 inclui uma guia de ondas ultrassônicas 8052 e duas placas de flange 8054a, 8054b fixadas à guia de ondas 8052. A guia de ondas 8052 é produzida a partir de um pequeno estoque retangular de metal, como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio adequada para a transmissão de energia ultrassônica. As duas placas de flange 8054a, 8054b são produzidas a partir de material de estoque similar ou diferentes materiais de estoque. Em um caso ou outro, o material deve ser adequado para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA

[00133] A primeira placa de flange 8054a inclui uma ou mais peças em quebra-cabeça macho 8056a, 8060a estampadas na porção de corpo da primeira placa de flange 8054a. A segunda placa de flange 8054b inclui uma ou mais peças em quebra-cabeça macho 8058a, 8062a estampadas na porção de corpo da segunda placa de flange 8054b. Um lado da guia de ondas 8052 inclui uma ou mais peças em quebra-cabeça fêmeas 8056b, 8060b estampadas em uma porção de corpo da guia de ondas 8052 dimensionada e configurada para encaixar com os pedaços em quebra-cabeça macho 8056a, 8060a. Um lado oposto da guia de ondas 8052 inclui uma ou mais peças em quebra- cabeça fêmeas 8058b, 8062b estampadas em uma porção de corpo da guia de ondas 8052 dimensionada e configurada para encaixar com os pedaços em quebra-cabeça macho 8058a, 8062a. Conforme mostrado na Figura 13, os pedaços em quebra-cabeça macho e fêmea 8056a-b, 8058a-b, 8060a-b, 8062a-b são dispostos em uma seção AN da guia de onda de transmissão ultrassônica 8052. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8050 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8052 ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00134] As peças em quebra-cabeça fêmeas 8056b, 8058b, 8060b, 8062b de guia de ondas 8052 são dimensionadas em tamanho menor que as dimensões correspondentes das peças em quebra-cabeça do flange macho 8056a, 8058a, 8060a, 8062a. Dessa forma, as placas de flange 8054a, 8054b são nominalmente maiores que a guia de ondas 8052. O desajuste de tamanhos impede a montagem da guia de onda 8052 às placas de flange 8054a, 8054b em temperatura ambiente. Entretanto, ao aquecer a guia de ondas 8052 até uma alta temperatura, as peças em quebra-cabeça fêmeas 8056b, 8058b, 8060b, 8062b aumentam, conforme mostrado na Figura 13 na configuração expandida, tornando possível combinar a placa de guia de ondas 805 e as placas de flange 8054a, 8054b. À medida que a guia de ondas 8052 resfria, as juntas em quebra-cabeças tipo macho e fêmea se contraem e alcançam um encaixe por interferência entre a guia de onda 8052 e as placas de flange 8054a, 8054b. Em outros aspectos, a guia de onda 8052 pode incluir peças em quebra-cabeça macho configuradas para encaixar com peças em quebra-cabeça fêmeas formadas nas placas de flange 8054a, 8054b. Em um outro aspecto, ao invés de aquecer a guia de ondas 8052, as placas de flange 8054a, 8054b podem ser resfriadas ou congeladas para encolher as dimensões antes do acoplamento com a guia de ondas 8052.

[00135] A Figura 14 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8070 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8072 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8074 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A guia de ondas 8072 é acoplada à placa de base de transdutor 8074 por uma junta de pino em formato de C 8071 que compreende um encaixe por pressão de pino em formato de C 8078 entre a guia de ondas 8072 e a placa de base de transdutor 8074. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8070 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos alternativos de fabricação para a guia de ondas 8072 e a placa de base de transdutor 8074. Em um aspecto, a guia de onda 8072 e a placa de base do transdutor 8074 são produzidas separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de ondas 8072 e a placa de base de transdutor 8074 são duas peças separadas e podem ser produzidas a partir do mesmo material ou de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA. O pino em formato de C 8078 pode ser produzido a partir de materiais que são similares ou diferentes dos materiais com os quais a guia de ondas 8072 ou a placa de base do transdutor 8074 são produzidas.

[00136] Uma extremidade distal da guia de ondas 8072 define uma lâmina ultrassônica 8080 e uma extremidade proximal da guia de ondas 802 define uma peça em quebra-cabeça macho 8076 dimensionada e configurada para encaixe com folga dentro de uma peça de quebra- cabeça fêmea de acoplamento complementar 8079 definida por uma extremidade distal da placa de base do transdutor 8074. A placa de base do transdutor 8074 define faces planas 8075 em lados opostos da placa de base do transdutor 8074 adequadas para fixar e suportar um elemento piezelétrico PZT em cada face plana 8005, de modo similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. Estendendo-se distalmente a partir das faces planas 8075, está um gargalo 8077 que termina em uma peça em quebra-cabeça correspondente 8079. A peça em quebra-cabeça fêmea 8079 também define um formato de C para receber um pino em formato de C 8078. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8070 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8072 ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00137] A Figura 15 é uma vista explodida e a Figura 16 é uma vista plana da junta de pino formato em C 8071 mostrada na Figura 14, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 15 mostra o pino em formato de C 8078 no processo de ser montado em uma abertura 8073 ou vão definido entre as peças em quebra-cabeça macho e fêmea 8076, 8079. A Figura 16 mostra o pino em formato em C 8078 completamente pressionado no interior da abertura 8073 para alcançar a junta de pino em formato de C 8071. O pino em formato de C 8078 tem um diâmetro externo (OD) que é ligeiramente maior que o diâmetro da peça em quebra-cabeça correspondente 8079 e um diâmetro interno (ID) que é ligeiramente menor que o diâmetro da peça em quebra-cabeça macho 8076. O grampo em formato de C 8078 é pressionado para dentro da abertura 8073 definida entre as peças em quebra-cabeças fêmea e macho 8076, 8079 para travar as mesmas no lugar.

[00138] Em um aspecto, as propriedades de expansão e contração térmica da guia de ondas 8072, da placa de base do transdutor 8074, ou do pino com formato de C 8078, podem ser exploradas para alcançar uma junta justa 8078 em condições de temperatura ambiente sob as quais o instrumento cirúrgico ultrassônico 8070 será usado. Por exemplo, um ou mais dos componentes podem ser aquecidos para se obter um ajuste mais fácil para expandir o tamanho dos pedaços em quebra-cabeça macho e fêmea 8076, 8079. Em um aspecto, o pino em formato de C 8078 pode ser aquecido antes que o pino em formato de C 8078 seja encaixado por pressão na abertura 8073. Em um outro aspecto, os pedaços em quebra-cabeça macho e fêmea acoplados 8076, 8079 podem ser aquecidos antes do pino em formato de C 8078. Em outros aspectos, o pino em formato de C 8078 pode ser dimensionado ligeiramente maior que a abertura 8073 de modo que o pino em formato de C 8078 seja resfriado para que seu tamanho diminua, por contração, antes do encaixe por pressão do pino em formato de C 8078 na abertura 8073. Uma vez que a temperatura do pino com formato de C 8078 seja aumentada até a temperatura ambiente, o pino em formato de C 8078 se expande e alcança um encaixe justo. Em um aspecto, o pino em formato em C 8078 pode ser produzido a partir de material similar ou diferente daquele para a guia de ondas 8072 ou placa de base do transdutor 8074. Em uma forma alternativa, o pino em formato de C 8078 pode ser substituído por um metal líquido aquecido que preencha a abertura 8073 para alcançar a junta de pino com formato em C 8071.

[00139] A Figura 17 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8100 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guias de ondas ultrassônicas separadas 8102 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8104 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8100 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8102 e a placa de base de transdutor 8104. Em um aspecto, a guia de onda 8102 e a placa de base do transdutor 8104 são produzidas separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de ondas 8102 e a placa de base do transdutor 8104 são duas peças separadas. A placa de base do transdutor 8104 define faces planas 8103 em lados opostos da placa de base do transdutor 8104 adequadas para fixar e suportar um elemento piezelétrico PZT em cada face plana 8103, de modo similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. A guia de onda 8102 e a placa de base do transdutor 8104 são produzidas separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. A guia de ondas 8102 e a placa de base de transdutor 8104 podem ser produzidas a partir do mesmo material ou de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8100 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8102 ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00140] A Figura 18 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico 8100 ao longo da linha de corte 18-18 mostrada na Figura 17, de acordo com um aspecto desta descrição. Com referência às Figuras 17 e 18, a guia de ondas 8102 é acoplada a uma placa de base de transdutor ultrassônico 8104 que recebe de maneira deslizante a extremidade proximal da guia de onda 8102 em um entalhe 8105 definido em uma extremidade distal da placa de base de transdutor 8104. Um pino 8108 é, então, encaixado por pressão através de uma abertura de pino transversal 8106 definida pela extremidade distal da placa de base do transdutor 8104 e uma abertura de pino transversal 8109 definida pela extremidade proximal da guia de ondas 8102. As aberturas de pino transversais 8106, 8109 se alinham quando a guia de ondas 8102 é inserida no entalhe 8105 e é assentada contra uma parede posterior 8101 do entalhe 8105. O diâmetro do pino 8108 é ligeiramente maior que o diâmetro das aberturas de pino 8106, 8109 de modo que seja necessária força para pressionar o pino 8108 para dentro das aberturas de pino 8106, 8109 para obter uma junta de pino de interferência 8107. A guia de onda 8102 e a placa de base do transdutor 8104 podem ser de materiais similares ou diferentes. O pino 8108, a guia de onda 8102 e a placa de base de transdutor 8104 podem ser produzidos a partir de materiais similares ou diferentes. Em um aspecto, as propriedades de contração térmica e de expansão térmica do pino 8108, guia de onda 8102 e a placa de base de transdutor 8104 podem ser explorados para fornecer uma junta de pino de encaixe 8107. Por exemplo, em um aspecto, a guia de onda 8102 e a placa de base do transdutor 8104 podem ser aquecidas para expandir as aberturas 8106, 8109 antes da inserção do pino 8108 nas aberturas 8106, 8109. Alternativamente, o pino 8108 pode ser resfriado antes da inserção do pino 8108 nas aberturas 8106, 8109.

[00141] A Figura 19 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8110 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8112 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8114 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8110 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8112 e a placa de base de transdutor 8114. Em um aspecto, a guia de onda 8112 e a placa de base do transdutor 8114 são produzidos separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. No aspecto ilustrado, o instrumento cirúrgico ultrassônico 8110 é dividido em uma guia de onda de uma peça única 8112 e uma placa de base de transdutor de uma peça 8114. Por exemplo, a guia de ondas 8112 e a placa de base de transdutor 8114 são duas peças separadas e podem ser produzidas a partir do mesmo material ou de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00142] Uma extremidade proximal da guia de onda 8112 é acoplada à placa de base de transdutor 8114 dentro de um recorte 8115 definido pela placa de base de transdutor 8114 (consulte também a Figura 20) para formar uma junta de encaixe por pressão. A placa de base do transdutor 8114 define faces planas 8113 em lados opostos da placa de base do transdutor 8114 adequadas para fixar e suportar um elemento piezelétrico PZT 8116a, 8116b em cada face plana 8113 similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. Uma porção da guia de onda 8119 localizada abaixo está disposta entre os elementos piezelétricos 8116a, 8116b para formar uma peça dividida da guia de onda 8112 e da placa de base do transdutor 8114. A guia de onda 8112 e a placa de base do transdutor 8114 são produzidas separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8110 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8112 ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00143] A Figura 20 é uma vista em perspectiva do instrumento cirúrgico ultrassônico 8110 mostrado na Figura 19 com a guia de ondas 8112 e os elementos piezelétricos 8116a, 8116b removidos para mostrar o recorte 8115 configurado para receber uma porção proximal da guia de ondas 8112, de acordo com um aspecto desta descrição. Com referência às Figuras 19 e 20, em um aspecto, o recorte 8115 definido pela placa de base do transdutor 8114 é configurado para receber uma porção proximal 8118 da guia de ondas 8112. A porção proximal da guia de ondas 8119 é inserida no recorte 8115 definido pela placa de base de transdutor 8114 e é novamente reunida à placa de base de transdutor 8114 através da adição dos elementos piezelétricos 8116a, 8116b. O recorte 8115 da placa de base de transdutor 8114 pode ter formatos variáveis para aumentar a retenção ou minimizar o desperdício de material. A placa de base do transdutor 8114 pode ser configurada em duas ou mais peças para aumentar a retenção ou minimizar o desperdício de material. Materiais diferentes podem ser usados para unir o material de elementos piezelétricos 8116a, 8116b à combinação da porção da guia de onda 8119 e da placa de base do transdutor 8114 como adesivos, soldagem, brasagem, ou combinações dos mesmos.

[00144] A Figura 21 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8120 configurado em uma arquitetura de transdutor ultrassônico D31 que compreende uma guia de ondas ultrassônicas 8122 e uma placa de base de transdutor ultrassônico 8124a, 8124b (por exemplo, uma porção de montagem de transdutores) mostrada em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8120 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8122 e a placa de base de transdutor 8124a, 8124b. Em um aspecto, a guia de onda 8122 e a placa de base do transdutor 8124a, 8124b são produzidos separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. No aspecto ilustrado, o instrumento cirúrgico ultrassônico 8120 é dividido em uma guia de onda de uma única peça 8122 e uma placa de base de transdutor de duas peças 8124a, 8124b. Por exemplo, a guia de ondas 8122 e a placa de base de transdutor 8124a, 8124b são três peças separadas e podem ser produzidas a partir do mesmo material ou de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00145] Uma extremidade proximal da guia de onda 8122 é acoplada à placa de base de transdutor 8124a, 8124b dentro de um recorte 8125 definido pela placa de base de transdutor 8124a, 8124b (consulte também a Figura 22) para formar uma junta de encaixe por pressão. A placa de base de transdutor 8124a, 8124b define faces planas 8123a, 8123b em lados opostos da placa de base de transdutor 8124a, 8124b adequadas para fixar e sustentar um elemento piezelétrico PZT 8126a, 8126b em cada face plana 8123a, 8123b, de modo similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. Uma porção proximal da guia de onda 8128 está situada abaixo e está disposta entre os elementos piezelétricos 8126a, 8126b para formar uma dentre três peças divididas da guia de onda 8122 e a placa de base de transdutor 8124a, 8124b. Uma outra porção proximal da guia de onda 8129 se estende através da extremidade proximal da placa de base de transdutor 8124a, 8124b para dividir a placa de base de transdutor 8124a, 8124b em duas peças. A guia de onda 8122 e a placa de base do transdutor 8124a, 8124b são produzidas separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8120 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8122 ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00146] A Figura 22 é uma vista em perspectiva do instrumento cirúrgico ultrassônico 8120 mostrado na Figura 21 com a guia de ondas 8122 e os elementos piezelétricos 8126a, 8126b removidos para mostrar o recorte 8125 configurado para receber uma porção proximal da guia de ondas 8122, de acordo com um aspecto desta descrição. Com referência às Figuras 21 e 22, em um aspecto, o recorte 8125 é definido pela placa de base do transdutor 8124a, 8124b, sendo configurado para receber a porção proximal 8128, 8129 da guia de ondas 8122. A porção proximal da guia de ondas 8128, 8129 é inserida no recorte 8125 definido pela placa de base do transdutor 8124a, 8124b e é reunida à placa de base de transdutor 8124a, 8124b através da adição dos elementos piezelétricos 8126a e 8126 b. O recorte 8125 da placa de base do transdutor 8124a, 8124b pode ter diversos formatos para aumentar a retenção ou minimizar o desperdício de material. A placa de base do transdutor 8124a, 8124b pode ser configurada em três ou mais peças para aumentar a retenção ou minimizar o desperdício de material. Materiais diferentes podem ser usados para unir o material de elementos piezelétricos 8126a, 8126b à combinação da porção proximal da guia de onda 8128 e a placa de base de transdutor 8124a, 8124b como adesivos, soldagem, brasagem, ou combinações dos mesmos.

[00147] A Figura 23 é uma vista lateral de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8130 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8132 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8134 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 24 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico 8130 mostrado na Figura 23 com a guia de ondas ultrassônicas 8132 girada 90° em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8130 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8132 e a placa de base de transdutor 8134. Em um aspecto, a guia de onda 8132 e a placa de base do transdutor 8134 são produzidos separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8130 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8152 ao longo do eixo geométrico longitudinal LA. A guia de ondas 8132 e a placa de base de transdutor 8134 podem ser produzidas a partir do mesmo material ou de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00148] Com referência às Figuras 23 e 24, uma extremidade proximal da guia de ondas 8132 inclui recursos de impacto 8140a, 8140b e a placa de base do transdutor 8134 inclui recursos de impacto 8138a, 8138b para fornecer um encaixe de pressão em torque para unir a guia de onda 8132 e a placa de base do transdutor 8134. A extremidade proximal da guia de onda 8132 é inserida em uma abertura 8136 definida pela placa de base de transdutor 8134. Antes do acoplamento, a guia de onda 8132 é orientada conforme mostrado na Figura 23, sendo que as características de protuberância 8140a, 8140b não estão alinhadas com as características de protuberância 8138a, de modo que a guia de ondas 8138b 8132 seja recebida de modo deslizante na abertura 8136 sem interferência. Uma vez que a extremidade proximal da guia de onda 8132 seja inserida na abertura 8136, a guia de ondas 8132 é girada conforme mostrado na Figura 24 para fornecer um torque em junta de encaixe por pressão. A placa de base de transdutor 8134 define faces planas 8135a, 8135b em lados opostos da placa de base de transdutor 8134 adequados para fixar e sustentar um elemento piezelétrico PZT em cada face plana 8135a, 8135b, de modo similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3.

[00149] A Figura 25 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico 8130 mostrado na Figura 23 com a guia de ondas ultrassônicas 8132 girada 90° em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 26 é uma vista em detalhes da junta entre a guia de ondas 8132 e a placa de base do transdutor 8134, de acordo com um aspecto desta descrição. Com referência às Figuras 23 a 26, uma vez que a guia de ondas 8132 seja inserida na abertura 8136, a guia de ondas pode ser girada conforme indicado pela seta 8142 de modo que os recursos de impacto 8138a, 8138b na placa de base do transdutor 8134 e os recursos de impacto 8132 no guia de onda 8132 criem uma conexão de encaixe por pressão com torque. Conforme mostrado na Figura 26, um rebordo 8141 definido por uma extremidade distal da placa de base de transdutor 8134 engata uma projeção 8143 da guia de onda 8132 para evitar que a extremidade proximal da guia de onda 8132 deslize para fora da abertura 8136 após o mesmo ter sido encaixado por pressão com torque. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8130 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8152 ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00150] A Figura 27 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8150 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8152 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8154 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A guia de ondas 8152 e a placa de base de transdutor 8154 são acopladas em um mecanismo de fixação de junta de trava paralela. A Figura 28 é uma vista em perspectiva do instrumento cirúrgico ultrassônico 8150 mostrado na Figura 27 em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. Em referência às Figuras 27 e 28, o instrumento cirúrgico ultrassônico 8150 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8152 e a placa de base de transdutor 8154. Em um aspecto, a guia de onda 8152 e a placa de base do transdutor 8154 são produzidas separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de ondas 8152 e a placa de base do transdutor 8154 são duas peças separadas. A placa de base do transdutor 8154 define faces planas 8153 em lados opostos da placa de base de transdutor 8154 adequadas para fixar e suportar um elemento piezelétrico PZT 8156 (não mostrado) em cada face plana 8153, de modo similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3.

[00151] Ainda com referência às Figuras 27 e 28, um mecanismo de fixação de junta de trava paralela é revelado para unir a guia de onda 8152 e a placa de base do transdutor 8154. Uma extremidade proximal da guia de onda 8152 é acoplada a uma extremidade distal da placa de base de transdutor 8154. Um receptáculo rebaixado 8164 na extremidade distal da placa de base do transdutor 8154 é configurado para aceitar o perfil de uma extremidade proximal da guia de ondas 8152. Os prendedores 8158a, 8158b como pinos, parafusos, rebites, ou outros tais mecanismos, são dispostos através das aberturas 8160a, 8160b definidas na extremidade proximal da guia de ondas 8152, sendo recebidos em aberturas correspondentes 8162a, 8162b definidas pelo receptáculo rebaixado 8164, podendo ser usados para travar no lugar a guia de onda 8152 e a placa de base do transdutor 8154. Alternativamente, a guia de onda 8152 e a placa de base do transdutor 8154 podem ser soldados por ponto no receptáculo rebaixado 8164. Quando totalmente montado, o instrumento ultrassônico 8150 é configurado para transmitir energia ultrassônica à extremidade distal da guia de onda 8152 ao longo do eixo longitudinal LA. A guia de ondas 8152 e a placa de base de transdutor 8154 podem ser produzidos a partir do mesmo material ou de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00152] Ainda em referência às Figuras 27 e 28, o instrumento cirúrgico ultrassônico 8150 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8152 e a placa de base de transdutor 8154. Em um aspecto, a guia de onda 8152 e a placa de base do transdutor 8154 são produzidas separadamente do estoque de metal plano adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de ondas 8152 e a placa de base do transdutor 8154 são duas peças separadas. A placa de base do transdutor 8154 define faces planas 8153 em lados opostos da placa de base de transdutor 8154 adequada para fixar e suportar um elemento piezelétrico PZT 8156 (não mostrado) em cada face plana 8153 similar à configuração de base 31 mostrada a título de exemplo na Figura 3.

[00153] A Figura 29 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8160 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8162 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8164 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A guia de ondas 8162 inclui uma seção rosqueada macho 8166 e a placa de base de transdutor 8164 inclui uma seção rosqueada fêmea 8172 em uma fenda em formato de U 8168 da extremidade distal 8170 da placa de base de transdutor 8164 para alcançar uma junta rosqueada 8171. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8160 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8162 e a placa de base de transdutor 8164. Em um aspecto, a guia de onda 8162 e a placa de base do transdutor 8164 são produzidas separadamente do estoque de metal plano e podem ser produzidas a partir do mesmo material ou materiais diferentes adequados para a transmissão de energia ultrassônica ao longo do eixo longitudinal LA como titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de onda 8162 e a placa de base do transdutor 8164 são duas peças separadas unidas por uma conexão rosqueada. A placa de base de transdutor 8164 define faces planas 8163a, 8163b em lados opostos da placa de base de transdutor 8164 adequadas para fixar e sustentar um elemento piezelétrico PZT 8172a, 8172b em cada face plana 8163a, 8163b, de modo similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. A guia de ondas 8162 inclui uma seção rosqueada macho 8166 e a placa de base de transdutor 8164 inclui uma seção rosqueada fêmea 8172 em uma fenda em formato de U 8168 da extremidade distal 8170 da placa de base de transdutor 8164.

[00154] A Figura 30 é uma vista lateral da junta rosqueada 8171 que mostra a seção rosqueada 8166 da guia de ondas 8162 rosqueada na seção rosqueada 8172 da placa de base do transdutor 8164, de acordo com um aspecto desta descrição. Uma vez que a guia de ondas 8162 está em engate rosqueado com a placa de base de transdutor 8164, uma força de formação F é aplicada por meio de uma prensa de conformação 8176 às paredes externas da fenda em formato de U 8168 definindo a seção rosqueada 8172 para fixar firmemente os dois componentes no lugar. A seção rosqueada 8166 da guia de onda 8162 pode ser produzida como um componente separado com o uso de usinagem por rosca suíça, torno convencional, formação de rosca em material de estoque de haste, ou técnicas similares. A seção rosqueada 8166 é unida à seção de guia de onda plana 8162 por meio de formação lateral, forjamento ou processo similar. Consequentemente, as roscas na seção rosqueada 8166 não são cortadas ou formadas sobre a seção de guia de onda plana 8162 antes da operação de união (por formação, forjamento, ou processo similar) e, assim, há a redução de custo da seção plana da guia de onda 8162. Em um aspecto, as roscas da seção rosqueada 8166 da guia de onda 8162 podem ser produzidas durante a formação, forjamento ou processo similar. Em um aspecto, a seção de guia de onda plana 8162 é produzida a partir de um grau formável de alumínio. A seção rosqueada 8166, entretanto, é produzida a partir de um material que é mais duro que o material de guia de onda 8162, como titânio.

[00155] A Figura 31 é uma vista lateral de uma junta rosqueada alternativa 7183 em que a seção rosqueada 8166 inclui uma seção de orientação rotacional para fornecer alinhamento giratório ao redor do eixo geométrico longitudinal LA da seção rosqueada 8166 da guia de onda 8162, de acordo com um aspecto desta descrição. As duas seções unidas da guia de onda 8162 e a placa de base do transdutor 8164 são mantidas por um corte plano 8174 formado em ou próximo à extremidade proximal da seção rosqueada 8166 da guia de ondas rosqueada 8162, por exemplo, na extremidade proximal da seção rosqueada 8166. O corte plano 8174 é substancialmente paralelo aos lados da fenda 8168 que recebe a seção rosqueada 8166 de modo que quando a seção rosqueada 8166 é formada, a porção plana 8174 da seção rosqueada 1866 seja engatada de forma rosqueada à seção rosqueada 8172 da fenda 8168. Em um aspecto, pode ser usado um laser para fundir a guia de ondas 8162 e a placa de base de transdutor 8164 em pontos ou interfaces selecionadas da guia de onda 8162 e placa de base de transdutor 8164. Em um outro aspecto, um adesivo pode ser usado para fundir a guia de ondas 8162 e a placa de base de transdutor 8164 em pontos ou interfaces selecionadas da guia de onda 8162 e placa de base do transdutor 8164.

[00156] A Figura 32 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8180 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8182 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8184 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 33 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico 8180 mostrado na Figura 32, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 34 é uma vista em corte do instrumento cirúrgico ultrassônico 8180 mostrado na Figura 32, de acordo com um aspecto da presente descrição.

[00157] Com referência às Figuras 32 a 34, a guia de ondas 8182 é fixada à placa de base de transdutor 8184 por uma junta rosqueada 8188. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8180 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8182 e a placa de base de transdutor 8184. Em um aspecto, a guia de ondas 8182 é produzida a partir de um estoque de metal redondo e a placa de base do transdutor 8184 é produzida separadamente do estoque de metal plano. O metal para ambos os componentes é adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas e pode ser titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de ondas 8182 e a placa de base de transdutor 8184 são duas peças separadas unidas por uma junta rosqueada 8188 e podem ser produzidas a partir do mesmo material ou de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA. Essa configuração permite que a guia de onda 8182 ou a placa de base do transdutor 8184 seja substituída no campo. A placa de base de transdutor 8184 define faces planas 8183a, 8183b em lados opostos da placa de base de transdutor 8184 adequadas para fixar e sustentar um elemento piezelétrico PZT 8186a, 8186b em cada face plana 8183a, 8183b similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3.

[00158] Conforme mostrado nas Figuras 32 e 33, a extremidade distal da guia de ondas 8182 define uma lâmina 8198 para tratamento de tecido e uma extremidade proximal da guia de ondas 8182 define um recurso cônico 8190 que corresponde a um canal cônico complementar 8194 formado em uma extremidade distal da placa de base do transdutor 8184. O canal cônico 8194 satisfaz uma canaleta cilíndrica 8195 que é definida através da extremidade proximal da placa de base de transdutor 8184. O recurso cônico 8190 da guia de ondas 8182 inclui roscas fêmeas 8198 e é aparafusado à placa de base do transdutor 8184 através de um parafuso 8192 que é inserido na extremidade proximal 8196 da placa de base de transdutor 8184 que define uma abertura escareada 8196, por exemplo, através da abertura cilíndrica 8195, e é aparafusado nas roscas fêmeas 8198 definidas pelo recurso cônico 8190 da guia de ondas 8182. Em uso, o movimento vibratório ultrassônico é transmitido a partir da placa de base do transdutor 8184 para a guia de ondas 8182 ao longo do eixo geométrico longitudinal LA através das respectivas superfícies cônicas 8190, 8194 em contato. O ângulo das características cônicas é selecionado de modo que a compressão em suas superfícies em contato seja alta, enquanto o parafuso é exposto a uma baixa tensão mecânica, de modo que possa ser pequeno. A placa de base do transdutor 8184 pode ser produzida a partir de alumínio ou outro material metálico adequado. Isso é vantajoso em termos de baixo custo, disponibilidade, facilidade de usinagem e condutividade térmica para o gerenciamento de calor dos elementos piezelétricos 8186a, 8186b.

[00159] A Figura 35 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8200 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8202 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8204 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 36 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico 8200 mostrado na Figura 35, de acordo com um aspecto desta descrição. Com referência às Figuras 35 e 36, a guia de ondas 8202 é fixada à placa de base do transdutor 8204 por uma junta de flange de interferência 8208. A placa de base de transdutor 8204 define faces planas 8203a, 8203b em lados opostos da placa de base de transdutor 8204 adequados para fixar e sustentar um elemento piezelétrico PZT em cada face plana 8203a, 8203b, de modo similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3.

[00160] O instrumento cirúrgico ultrassônico 8200 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos de fabricação alternativos para a guia de ondas 8202 e a placa de base de transdutor 8204. Em um aspecto, a guia de onda 8202 e a placa de base do transdutor 8204 são produzidas separadamente a partir do estoque de metal plano. O metal para ambos os componentes é adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas e pode ser titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de onda 8202 pode ser produzida a partir de titânio ou liga de titânio, e a placa de base do transdutor 8204 pode ser produzida a partir de alumínio ou liga de alumínio e podem ser unidas pela junta de flange de interferência 8208. Essa configuração permite que a guia de onda 8202 ou a placa de base do transdutor 8204 sejam substituídas no campo. A placa de base do transdutor 8204 pode ser produzida a partir de alumínio ou outro material metálico adequado. Isso é vantajoso em termos de baixo custo, disponibilidade, facilidade de usinagem e condutividade térmica para o gerenciamento de calor dos elementos piezelétricos. A guia de ondas 8292 e a placa de base de transdutor 8204 podem ser produzidas a partir do mesmo material ou a partir de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00161] Conforme mostrado nas Figuras 35 e 36, a extremidade distal da guia de ondas 8202 define uma lâmina 8216 para tratamento de tecido e uma extremidade proximal da guia de ondas 8202 define um flange 8212 que é complementar e se encaixa com um flange 8214 definido na extremidade distal da placa de base do transdutor 8204. O flange da guia de ondas 8212 define uma abertura 8210 dimensionada e configurada para receber um pino 8206 definido pelo flange da placa de base de transdutor 8214 dimensionada e configurada para obter uma junta de interferência de flange 8208 entre a guia de onda 8202 e a placa de base de transdutor 8204. No exemplo ilustrado, a placa de base do transdutor 8204 inclui um pino usinado integral 8206. O flange da guia de ondas 8212 define uma área rebaixada 8213 que corresponde a uma área rebaixada 8215 definida pelo flange da placa de base do transdutor 8214.

[00162] A Figura 37 ilustra o flange de guia de ondas 8212, mostrado em forma de linha tracejada, e o flange de placa de base de transdutor 8214, mostrado em forma de linha sólida, sobreposta em uma configuração desacoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. Em temperatura ambiente antes da montagem, o comprimento do flange da guia de ondas 8212 e do flange da placa de base de transdutor 8214 é L1. Nessa disposição, em temperatura ambiente, o comprimento L1 dos flanges 8212, 8214 é levemente maior do que a área rebaixada 8213, 8215 no componente correspondente, representada por δ na Figura 37. Adicionalmente, a abertura 8210 definida pelo flange da guia de ondas 8212 é ligeiramente deslocada sobre o flange da guia de ondas 8212, de modo que, em temperatura ambiente, a guia de ondas 8202 e a placa de base de transdutor 8204 não possam ser assentadas juntas devido à folga axial inadequada entre o pino 8206 e a área rebaixada 8215 no flange de placa de base de transdutor 8214.

[00163] A Figura 38 ilustra a guia de ondas 8202 e a placa de base do transdutor 8204 em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. Para montar a guia de onda 8202 e a placa de base do transdutor 8204, frio extremo é aplicado tanto à guia de ondas 8202 quanto aos componentes da placa de base do transdutor 8204, encolhendo, assim, a extensão axial dos flanges correspondentes 8212, 8214. A guia de onda 8202 e os componentes da placa de base do transdutor 8204 são montados sob a condição fria, e quando os mesmos retornam à temperatura ambiente ou acima, os flanges 82122, 8214, o pino 8206 e a abertura 8210 se ligam entre si. No estado montado, o comprimento do flange de guia de ondas 8212 e o flange de placa de base de transdutor 8214 é L2, sendo que L2< L1. Portanto, existe uma carga de compressão nominal nas partes em todos os momentos e uma carga de cisalhamento correspondente, v, no pino 8206, para se obter uma junta de flange de interferência 8208. A configuração de pino 8206 acomoda essa carga de cisalhamento nominal e para resistência do pino 8206, o componente de placa de base de transdutor 8204 pode ser produzido a partir de um metal que tenha resistência maior do que alumínio, como titânio, por exemplo. Entretanto, uma liga de alumínio pode ser empregada para acomodar as exigências de força de cisalhamento do pino 8206.

[00164] A Figura 39 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8220 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8222 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8224 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 40 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico 8220 mostrado na Figura 39, de acordo com um aspecto desta descrição. Com referência às Figuras 39 e 40, a guia de ondas 8222 é fixada à placa de base do transdutor 8224 por uma junta de pino de interferência 8228. A placa de base de transdutor 8224 define faces planas 8223a, 8223b em lados opostos da placa de base de transdutor 8224, adequadas para fixar e sustentar um elemento piezelétrico PZT em cada face plana 8223a, 8223b, similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3.

[00165] O instrumento cirúrgico ultrassônico 8220 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos alternativos de fabricação para a guia de ondas 8222 e a placa de base de transdutor 8224. Em um aspecto, a guia de onda 8222 e a placa de base do transdutor 8224 são produzidas separadamente a partir da matéria prima de metal plano. O metal para ambos os componentes é adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas e pode ser titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de onda 8222 pode ser produzida a partir de titânio ou liga de titânio e a placa de base do transdutor 8224 pode ser produzida a partir de alumínio ou liga de alumínio e podem ser unidas pela junta de pino de interferência 8228. Essa configuração permite que a guia de onda 8222 ou a placa de base do transdutor 8224 seja substituída no campo. A placa de base do transdutor 8224 pode ser produzida a partir de alumínio ou outro material metálico adequado. Isso é vantajoso em termos de baixo custo, disponibilidade, facilidade de usinagem e condutividade térmica para o gerenciamento de calor dos elementos piezelétricos. A guia de ondas 8222 e a placa de base de transdutor 8224 podem ser produzidas a partir do mesmo material ou de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00166] Conforme mostrado nas Figuras 39 e 40, a extremidade distal da guia de ondas 8222 define uma lâmina 8238 para tratar o tecido e uma extremidade proximal da guia de onda 8222 define um flange 8234 que combina com um flange 8236 definido na extremidade distal da placa de base de transdutor 8224. O flange da guia de onda 8234 define uma abertura 8230 dimensionada e configurada para receber um eixo de acionamento 8228 de um pino 8225, mostrado em vista em corte na Figura 41, dimensionado e configurado para obter uma junta de pino interferência entre a guia de onda 8222 e a placa de base de transdutor 8224. A abertura 8230 inclui um contra-orifício para acomodar a cabeça 8226 do pino 8225. No exemplo ilustrado, a placa de base de transdutor 8224 inclui também uma abertura 8232 dimensionada e configurada para receber o eixo de acionamento 8228 do pino 8225. O flange da guia de ondas 8212 define uma área rebaixada 8213 que encaixa em uma área rebaixada 8215 definida pelo flange da placa de base do transdutor 8214. O pino 8225 pode ser produzido a partir de aço ou outro metal que tenha alta resistência a cisalhamento.

[00167] Com referência às Figuras 39 a 41, a união dos materiais e componentes dissimilares da guia de ondas 8222 e da placa de base do transdutor 8224 em uma configuração D31 é obtida com o uso de uma junta de pino de encaixe por interferência 8228. O diâmetro Φ1 do eixo de acionamento 8228 do pino de junta 8225 em temperatura muito baixa é igual ao diâmetro Φ2 de ambas as aberturas 8230, 8232 na guia de ondas 8222 e na placa de base de transdutor 8224 quando esses componentes estão em alta temperatura. A montagem da guia de ondas 8222 e da placa de base do transdutor 8224 é realizada sob essa condição de desalinhamento térmico e quando a guia de ondas 8222 e a placa de base do transdutor 8224 se resfriam/aquecem até uma temperatura uniforme, o pino 8225 alcança uma junta de encaixe por interferência 8228 e une tanto a guia de ondas 8222 quanto a placa de base do transdutor 8224. A junta de encaixe por interferência 8228 no pino 8225 cria a continuidade de material necessário para transferir as vibrações ultrassônicas ao longo do eixo geométrico longitudinal LA da placa de base de transdutor 8224 através da guia de onda 8222 à lâmina 8238.

[00168] A Figura 42 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8240 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8242 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônico 8244 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 43 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico 8240 mostrado na Figura 42, de acordo com um aspecto desta descrição. Com referência às Figuras 42 e 43, a guia de ondas 8242 é fixada à placa de base do transdutor 8244 por uma junta em cunha 8249. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8240 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos alternativos de fabricação para a guia de ondas 8242 e a placa de base de transdutor 8244. Em um aspecto, a guia de onda 8242 e a placa de base do transdutor 8244 são produzidas separadamente a partir do estoque de metal plano. O metal para ambos os componentes é adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas e pode ser titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de onda 8242 e a placa de base de transdutor 8244 são duas peças separadas unidas por uma junta em cunha 8249. Essa configuração permite que a guia de onda 8242 ou a placa de base do transdutor 8244 sejam substituídas em campo. A placa de base de transdutor 8244 define faces planas 8243a, 8243b em lados opostos da placa de base de transdutor 8244 adequados para fixar e sustentar um elemento piezelétrico PZT 8246a, 8246b em cada face plana 8243a, 8243b, similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. A placa de base do transdutor 8244 pode ser produzida a partir de alumínio. Isso é vantajoso em termos de baixo custo, disponibilidade, facilidade de usinagem e condutividade térmica para o gerenciamento de calor dos elementos piezelétricos 8246a, 8246b. A guia de ondas 8242 e a placa de base de transdutor 8244 podem ser produzidas a partir do mesmo material ou de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00169] Conforme mostrado nas Figuras 42 e 43, a extremidade distal da guia de ondas 8242 define uma lâmina 8253 para tratar o tecido e uma extremidade proximal da guia de onda 8242 define um recurso de cunha 8247 que corresponde a um entalhe 8260 na extremidade distal da placa de base de transdutor 8244. A cunha 8247 define duas paredes laterais afuniladas 8248a, 8248b que correspondem às paredes laterais afuniladas 8258a, 8258b que definem o entalhe 8260. A guia de ondas 8242 é aparafusada à placa de base do transdutor 8244 por dois parafusos 8250a, 8250b que são recebidos através das aberturas opostas 8254a, 8254b definidas pelos flanges lateralmente dispostos a partir da característica de cunha 8247 definida pela extremidade proximal da guia de ondas 8244. Os parafusos 8250a, 8250b são fixados de maneira rosqueável à placa de base do transdutor 8244 através das aberturas rosqueadas 8256a, 8256b. Em uso, o movimento vibratório ultrassônico é transmitido ao longo do eixo longitudinal LA da base de transdutor 8244 através da guia de ondas 8242 até a lâmina 8253 através das superfícies 8248a, 8248b, 8258a, 8258b da cunha 8247 e entalhe 8260. O ângulo da cunha 8247 e o entalhe 8260 podem ser selecionados de modo que a compressão em suas superfícies 8248a, 8248b, 8258a, 8258b, em contato, seja alta, enquanto os parafusos 8250a, 8250b são expostos a uma baixa tensão mecânica, de modo que os mesmos possam ser pequenos.

[00170] A Figura 44 é uma vista em perspectiva de uma junta de trava luer 8282 adequada para acoplar a guia de ondas ultrassônicas 8272 e a placa de base de transdutor ultrassônico 8274 (por exemplo, uma porção de montagem do transdutor) de um instrumento cirúrgico ultrassônico de duas peças 8270, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 45 é uma vista em corte da junta de trava luer 8282 em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 46 é um componente de porca luer 8276 da junta de trava luer mostrada na Figura 44 e a Figura 47 é uma vista em perspectiva da junta de trava luer 8282 mostrada na Figura 44 em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição.

[00171] Com referência às Figuras 44 a 47, a guia de ondas 8272 é fixada à placa de base de transdutor 8274 por junta de trava luer 8282. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8270 pode compreender múltiplas peças para reduzir o desperdício de material e fornecer a capacidade de usar materiais e/ou métodos alternativos de fabricação para a guia de ondas 8272 e a placa de base de transdutor 8274. Em um aspecto, a guia de onda 8272 e a placa de base do transdutor 8274 são produzidas separadamente do estoque de metal plano. O metal para ambos os componentes é adequado para a transmissão de vibrações ultrassônicas e pode ser titânio, liga de titânio, alumínio, ou liga de alumínio, por exemplo, conforme descrito na presente invenção. Por exemplo, a guia de onda 8272 e a placa de base de transdutor 8274 são duas peças separadas unidas por uma junta de trava luer 8282. Essa configuração permite que a guia de onda 8272 ou a placa de base do transdutor 8274 seja substituída no campo. Embora não mostrado, a placa de base do transdutor 8274 define faces planas em lados opostos da placa de base do transdutor adequadas para fixar e suportar um elemento piezelétrico PZT em cada face plana, similar à configuração D31 mostrada a título de exemplo na Figura 3. A placa de base do transdutor 8274 pode ser produzida a partir de alumínio. Isso é vantajoso em termos de baixo custo, disponibilidade, facilidade de usinagem e condutividade térmica para o gerenciamento de calor dos elementos piezelétricos. A guia de ondas 8272 e a placa de base de transdutor 8274 podem ser produzidos a partir do mesmo material ou a partir de diferentes materiais adequados para transmitir energia ultrassônica ao longo do eixo geométrico longitudinal LA.

[00172] Agora, com referência particularmente às Figuras 44 e 45, a porca luer 8276 define uma região internar 8280 para engatar de maneira deslizante a guia de onda 8272. À medida que a porca luer 8276 é retraída 8275, a porca luer 8276 (mostrada em forma de linha tracejada) engata roscas macho de trava luer 8278 definidas em uma extremidade distal da placa de base do transdutor 8274. A aplicação de uma rotação em sentido horário 8279 faz com que roscas 8284 sejam definidas por uma parede lateral cilíndrica 8286 da porca de luer 8276. As porções de parede de base 8277a, 8277b atuam como um batente para a porca luer 8276. Ou a placa de base do transdutor 8274 ou a guia de onda 8272, pode ter uma rosca macho similar a luer 8278 produzida em seu formato. No exemplo ilustrado, uma porca luer de meia volta 8276 se ajusta sobre a guia de ondas 8272 e aparafusa na placa de base do transdutor 8274 para travar os dois componentes juntos. A rosca de trava luer 8278 é bidimensional no lado do parafuso na extremidade distal da placa de base de transdutor 8274 e é compatível para uso com formatos simples como uma guia de onda plana 8272, por exemplo.

[00173] A descrição a seguir é direcionada às técnicas para fabricação de instrumentos cirúrgicos ultrassônicos de três peças. Em um aspecto, o instrumento cirúrgico ultrassônico compreende uma placa de base de transdutor ultrassônico, um eixo de acionamento de guia de ondas ultrassônico e um transdutor ultrassônico. A placa de base do transdutor pode ser acoplada ao eixo de acionamento de guia de ondas por meio das técnicas descritas no presente documento em conexão com as Figuras 4 a 47, por exemplo. O eixo de acionamento de guia de onda pode ser acoplado à lâmina ultrassônica mediante o encalcamento dos dois componentes. Será entendido que o encalcamento é um processo de forjamento no qual as dimensões de um item são alteradas com o uso de matrizes nas quais o item é forçado. Embora o encalcamento seja geralmente um processo de trabalho a frio, também pode ser um trabalho a quente. O termo encastoar/encalcar pode se aplicar ao processo ou a uma matriz ou ferramenta usada no processo. Em um aspecto, o processo de encalcamento pode ser empregado para unir a placa de base de transdutor e o eixo de acionamento de guia de onda. Em geral, a placa de base de transdutor, o eixo de acionamento de guia de onda, e a lâmina ultrassônica podem ser produzidos a partir de metais dissimilares que sejam adequados para transmitir vibrações ultrassônicas ao longo de um eixo geométrico longitudinal. Por exemplo, o processo de encalcamento pode ser empregado para unir placas de base de transdutor ultrassônico de alumínio (ou ligas do mesmo) às guias de ondas ultrassônicas de titânio (ou suas ligas). Adicionalmente, o processo de encalcamento pode ser empregado para unir guias de onda de alumínio às lâminas ultrassônicas (ou suas ligas). A descrição a seguir fornece configurações, ferramentas e processos adequados para encalcamento de certos eixos de acionamento de guia de ondas ultrassônicas de alumínio para certas lâminas ultrassônicas de titânio.

[00174] Ligas de titânio biomédicas, como liga Ti-6Al-4V forjada de grau extra baixo intersticial (extra low interstitial (ELI)) têm sido usadas em aplicações biomédicas por causa de sua alta razão entre peso e resistência e excelente biocompatibilidade. ELI é o único material prático prontamente disponível conhecido até os dias atuais que tem tanto dureza suficiente quanto Q alto suficiente (valor do fator de perda de ressonância) para ser funcionalmente adequado para uso nos dispositivos médicos ultrassônicos, como uma lâmina ultrassônica e um sistema de guia de ondas acústicas ultrassônico, isto é, transmissão de energia ultrassônica como um núcleo transdutor. A liga de Ti-6Al-4V forjada, entretanto, é um material relativamente dispendioso para produzir; tanto no material de fundição em bruto forjado e seguido de usinagem em uma parte funcional, versus ligas Al 6061-T6 ou Al7075- T6 usinadas forjadas, que, devido às mesmas serem menos duras, são menos adequadas para manter a borda de lâmina ultrassônica cirúrgica robusta do dispositivo médico. As ligas de Al 6061-T6 ou Al7075-T6 forjadas, no entanto, têm propriedades adequadas de transmissão de energia ultrassônica quase idênticas às ligas Ti-6Al-4V ELI em menos de metade dos custos de material e de produção da um dispositivo médico ultrassônico com base em liga Ti-6Al-4V ELI de uma peça.

[00175] A Figura 48 é uma vista em perspectiva de uma guia de ondas ultrassônicas 8300 para um instrumento cirúrgico ultrassônico que compreende um eixo de acionamento de guia de ondas ultrassônico 8302 produzido a partir de um metal e acoplado a uma lâmina ultrassônica 8306 produzida a partir de um metal dissimilar, de acordo com aspecto desta descrição. O eixo de acionamento de guia de onda 8302 inclui um acoplador 8304 em uma extremidade proximal para aumentar a retenção e reduzir a rotação entre a ponta distal da guia de ondas ultrassônicas 8300 e o eixo de acionamento de guia de onda 8302. Uma lâmina ultrassônica 8306 é acoplada a uma extremidade distal do eixo de acionamento da guia de onda 8302 em uma junta forjada 8309. A extremidade proximal da lâmina ultrassônica 8306 inclui uma parede cilíndrica 8309 dimensionada e configurada para receber uma extremidade distal do eixo de acionamento de guia de onda 8302 para o processo de encalcamento. Em um aspecto, o eixo de acionamento de guia de ondas 8302 pode ser produzido a partir de ligas de alumínio Al 6061-T6 ou Al7075-T6 e a lâmina ultrassônica 8306 pode ser produzida a partir de liga de titânio Ti-6Al-4V ELI forjada.

[00176] A Figura 49 é uma vista ampliada do acoplador 8304, de acordo com um aspecto da presente descrição. O acoplador 8304 compreende um recurso de retenção 8318 sob a forma de um sulco longitudinal para aumentar a retenção e reduzir a rotação entre a lâmina 8306 e o eixo de acionamento de guia de onda 8302. O acoplador 8304 compreende adicionalmente paredes cilíndricas 8312, 8316 e sulcos anulares 8313, 8314 para acoplar o eixo de acionamento de guia de ondas 8302 a uma placa de base ultrassônica conforme descrito no presente documento em conexão com as Figuras 4 a 47, por exemplo. O acoplador 8304 pode ser formado integralmente com ou acoplado ao eixo de acionamento de guia de onda 8302. Uma parede cilíndrica 8310 é dimensionada e configurada para receber a extremidade distal do acoplador 8304.

[00177] É apresentado no presente documento um projeto exclusivo de junta encalcada mecânica permanente 8309 e um processo de encalcamento de matriz de estiramento a quente para a obtenção de uma junta escantoada mecânica robusta confiável 8309 entre o eixo de acionamento de guia de ondas ultrassônicas 8302 e a lâmina ultrassônica 8306 que mantenha uma estrutura microcristalina de grão forjada acústica tanto dos materiais de titânio quanto de ligas de alumínio que sejam eficientes na transmissão de energia ultrassônica com perda mínima ou nenhuma perda devido à junta forjada 8309 formada entre os dois materiais, e seja medida como aceitavelmente funcional como um dispositivo médico ultrassônico de liga da titânio (por exemplo, liga de titânio Ti-6Al-4V ELI).

[00178] Essa configuração fornece uma guia de ondas ultrassônicas 8300 com cerca de metade do custo para fabricação em relação a um dispositivo médico ultrassônico de liga de titânio (por exemplo, liga de titânio Ti-6Al-4V EL). Outros processos de união por soldagem como estado sólido, atrito, inércia, ultrassom, feixe de elétrons e solda a laser, entre o eixo de acionamento de guia de ondas de alumínio 8302 e a lâmina de titânio 8306 foram experimentados, mas não produziram juntas aceitáveis com suficiente resistência funcional para transmitir a energia ultrassônica necessária sem falha da junta Também dentro da zona de solda, a microestrutura do material é alterada de forma bruta (alto Q aceitável) para recozida (baixo Q menor que desejável), resultando em amortecimento local da onda ultrassônica na guia de onda 8300.

[00179] A Figura 50 é uma vista em corte de uma junta de encalcamento 8320 entre uma ferramenta ultrassônica de duas peças que compreende um eixo de acionamento de guia de ondas ultrassônicas 8324 produzido a partir de um metal e uma lâmina ultrassônica 8322 produzida a partir de um metal diferente, de acordo com um aspecto da sua descrição. Antes da aplicação do processo de encalcamento, o eixo de acionamento de guia de ondas 8324 define uma abertura cilíndrica com um fundo plano perpendicular 8328. A lâmina ultrassônica 8322 inclui uma extremidade macho cônica 8326 que define um afunilamento cônico 8323 que é recebido na abertura cilíndrica definida pelo eixo de acionamento de guia de ondas 8324. A extremidade proximal da extremidade macho cônica 8326 define um fundo perpendicular plano 8325 que deve estar em posição limítrofe com o fundo perpendicular plano 8328 definido pelo eixo de acionamento de guia de ondas 8324. Após a extremidade macho cônica 8326 ser inserida na abertura cilíndrica definida pelo eixo de acionamento de guia de ondas 8324, o processo de encalcamento é aplicado para produzir a junta de encalcamento 8320 mostrada na Figura 50.

[00180] A junta de encalcamento 8320 é obtida unindo-se a extremidade proximal da lâmina ultrassônica 8322, que tem uma extremidade macho 8326 que define um formato cônico, na abertura cilíndrica definida pela extremidade distal do eixo de acionamento de guia de ondas 8324. O comprimento L da extremidade macho cônica 8326 da lâmina 8322 é aproximadamente duas vezes o comprimento do diâmetro maior Φ1 da extremidade macho 8326 da lâmina ultrassônica 8322 e tem um afunilamento de seção cônica 8323 de 2° a 6° para o diâmetro menor Φ2. A extremidade macho de formato cônico 8326 define um fundo proximal plano perpendicular 8325. Em um aspecto, a lâmina ultrassônica 8322 é produzida a partir de uma liga de titânio Ti- 6Al-4V ELI e o eixo de acionamento de guia de ondas 8324 é produzido a partir de ligas de alumínio Al 6061-T6 ou Al7075-T6. A extremidade macho de formato cônico 8326 está situada na extremidade proximal do componente de lâmina de liga de titânio 8322 de liga de titânio Ti-6Al- 4V ELI e encaixa na abertura cilíndrica cega definida pelo componente de eixo de acionamento de guia de onda de liga de alumínio Al 6061-T6 ou Al7075-T6 8324. A abertura cilíndrica cega no eixo de acionamento de guia de onda 8324 define um fundo plano, perpendicular 8328 e possui o mesmo diâmetro Φ1 que a extremidade macho cônica 8326 da lâmina 8322. Um colar 8329 (consulte também colar 8308 na Figura 49) de material adicional é fornecido ao redor do diâmetro externo da abertura cilíndrica cega de modo que haja material adicional (2° a 6°) para fluir plasticamente ao redor do formato da extremidade macho cônica 8326 durante o processo de encalcamento, preencher o espaço vazio e resultando em uma compressão linear retida entre o fundo plano 8325 da extremidade macho cônica 8326 e o fundo plano 8328 da abertura cega cilíndrica do eixo de acionamento de guia de onda 8324, bem como em torno da extremidade macho cônica 8326. A junta encastoada 8320 mostrada na Figura 50, entretanto, define vãos g1 e g2, o que leva a um desempenho inferior. O aspecto ilustrado na Figura 51 remove os vãos g1 e g2 durante o processo de encalcamento.

[00181] A Figura 51 é uma vista em corte de uma junta encastoada 8330 obtida entre uma guia de ondas ultrassônicas de duas peças 8300 (Figuras 48, 49, 55) que compreende um eixo de acionamento de guia de ondas ultrassônicas 8334 produzido a partir de um metal e uma lâmina ultrassônica 8332 produzida a partir de um metal diferente, de acordo com um aspecto da sua descrição. As Figuras 52 A 55 mostram as etapas para produzir a junta encastoada 8330 mostrada na Figura 51, de acordo com um aspecto desta descrição, em que a Figura 52 é uma vista em corte do eixo de acionamento de guia de ondas 8334 e da lâmina ultrassônica 8334 em uma configuração desacoplada, a Figura 53 é uma vista em corte de um pré-conjunto 8331 do eixo de acionamento de guia de ondas 8334 e da lâmina ultrassônica 8334 em uma configuração acoplada antes da aplicação do processo de encalcamento, a Figura 54 é uma vista em corte do eixo de acionamento de guia de onda 8334 e da lâmina ultrassônica 8334 em um acoplamento após a aplicação do processo de encalcamento, e a Figura 55 é uma vista em corte de uma guia de ondas ultrassônicas unidas 8300 mostrando o eixo de acionamento de guia de ondas 8334 acoplado à lâmina ultrassônica 8332, de acordo com um aspecto desta descrição. A lâmina ultrassônica 8332 compreende uma porção de tratamento de tecido 8344 localizada em uma extremidade distal da lâmina ultrassônica 8332, que é usada para efetuar o contato do tecido com a mesma.

[00182] Agora, com referência às Figuras 51 a 55, antes da aplicação do processo de encalcamento, o eixo de acionamento da guia de ondas 8334 define uma abertura cilíndrica 8348 com um fundo plano perpendicular 8338. A lâmina ultrassônica 8332 inclui uma extremidade macho 8336 que define um formato cônico que define um afunilamento cônico 8333 que é recebido no interior da abertura cilíndrica 8348 definida pelo eixo de acionamento de guia de ondas 8334. A extremidade proximal da extremidade macho cônica 8336 define um fundo plano perpendicular 8335 que deve estar em posição limítrofe com o fundo plano perpendicular 8338 definido pelo eixo de acionamento de guia de ondas 8334. Após a extremidade macho cônica 8336 ser inserida na abertura cilíndrica 8336 definida pelo eixo de acionamento de guia de ondas 8334, o processo de encalcamento é aplicado para produzir a junta escantoada 8330 mostrada na Figura 51. Dois sulcos circunferenciais 8340, 8342 são definidos em torno da extremidade macho cônica 8336 da lâmina 8332, um sulco 8340 localizado próximo ao ou no diâmetro menor Φ2 e um sulco 8342 localizado entre o diâmetro menor Φ2 e o diâmetro maior Φ1 da extremidade macho cônica 8336 da lâmina ultrassônica 8332. Em um aspecto, o um sulco 8342 está situado aproximadamente no meio entre os diâmetros menor Φ2 e maior Φ1 da extremidade macho cônica 8336. Em um aspecto, a lâmina ultrassônica 8322 é produzida a partir de uma liga de titânio Ti-6Al-4V ELI e o eixo de acionamento de guia de ondas 8324 é produzido a partir de ligas de alumínio Al 6061-T6 ou Al7075-T6. Os sulcos circunferenciais 8340, 8342 definem um espaço para o material do eixo de acionamento de guia de ondas 8334 fluir durante o processo de encalcamento para eliminar os vãos g1, g2 conforme mostrado na Figura 50, melhorando, assim, a perda de desempenho e fornecendo recursos adicionais para melhorar a retenção do componente de lâmina ultrassônica 8322 no componente de eixo de acionamento de guia de onda 8334.

[00183] Outras características da extremidade macho cônica 836 da lâmina ultrassônica 8332 são similares às características descritas em conexão com a Figura 50. Por exemplo, a junta encastoada 8330 é obtida unindo-se a extremidade macho cônica 8336 da lâmina ultrassônica 8332 dentro da abertura cilíndrica 8348 definida pela extremidade distal do eixo de acionamento de guia de onda 8334. O comprimento L da extremidade macho cônica 8336 da lâmina ultrassônica 8332 é aproximadamente duas vezes o comprimento do diâmetro maior Φ1 da extremidade macho cônica 8336 da lâmina ultrassônica 8332 e tem um afunilamento cônico 8333 de 2° a 6° para o diâmetro menor Φ2. A extremidade macho cônica 8336 define um fundo proximal plano perpendicular 8335. Em um aspecto, a extremidade macho cônica 8336 está situada na extremidade proximal de um componente de lâmina de liga de titânio 8322 de liga de titânio Ti-6Al- 4V ELI e encaixa na abertura cilíndrica cega 8348 definida por um componente de eixo de acionamento de guia de onda 8334 de liga de alumínio Al 6061-T6 ou Al7075-T6. A abertura cilíndrica cega 8348 no eixo de acionamento de guia de onda 8334 define um fundo plano, perpendicular 8338 e possui o mesmo diâmetro Φ1 que a extremidade macho cônica 8336 da lâmina ultrassônica 8332. Um colar 8339 (consulte também colar 8308 na Figura 49) de material adicional é fornecido ao redor do diâmetro externo da abertura cilíndrica cega 8348 de modo que haja material adicional (2° a 6°) para fluir plasticamente ao redor do formato da extremidade macho cônica 8336 durante o processo de encalcamento, e preencher o espaço vazio definido pelos sulcos circunferenciais 8340, 8342, resultando em uma compressão linear retida entre o fundo plano 8335 da extremidade macho cônica 8336 e o fundo plano 8338 da abertura cega cilíndrica 8348 do eixo de acionamento de guia de onda 8334, bem como em torno da extremidade macho cônica 8336.

[00184] A descrição agora se volta para um método de produção da guia de ondas ultrassônicas 8300 pela criação da junta forjada 8330 conforme discutido em conexão com as Figuras 51 a 55 com o uso de um processo de encalcamento a quente, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 56 é uma vista em corte de uma ferramenta de matriz de estiramento aquecida 8400 e a Figura 57 é uma vista em corte com detalhes da ferramenta de matriz de estiramento 8400 mostrada na Figura 56, de acordo com um aspecto desta descrição. Com referência agora às Figuras 56 e 57, a ferramenta de matriz de estiramento aquecida 8400 inclui uma garra de base 8402 para reter o pré-conjunto 8331 (Figura 53). Uma matriz de estiramento 8404 está situada acima da garra de base 8402. A matriz de estiramento 8404 define uma abertura 8406 para receber o pré-conjunto 8331 (Figura 53). Um cilindro 8408 termicamente acoplado a um elemento aquecedor 8410 circunda a matriz de estiramento 8404 para aquecer a matriz de estiramento 8404. Um cilindro de ferramenta de matriz circular 8412 define uma câmara de amostra 8414. A extremidade distal do pré- conjunto 8331 está situada na câmara de amostra 8414. Uma carga F é aplicada ao cilindro da ferramenta de matriz circular 8412 para pressionar o pré-conjunto 8331 através da matriz de estiramento 8404.

[00185] Com referência às Figuras 52 a 57, o processo de matriz de estiramento aquecida é iniciado pela inserção do pré-conjunto 8331 através da ferramenta de matriz de estiramento aquecida 8400, que incorpora batentes de posição mecânica para localizar com precisão o pré-conjunto 8331 em relação linear entre si e em alinhamento com o local da matriz de estiramento 8404. O cilindro de ferramenta de matriz circular 8412 pressiona o pré-conjunto 8331 através da matriz de estiramento 8404 que, mediante a geração de pressão, igualmente comprime (viradas) o material de liga de alumínio Al 6061-T6 ou Al7075- T6 do eixo de acionamento de guia de onda ao redor da circunferência externa do eixo de acionamento de guia de onda 8334 sobre a circunferência externa do pré-conjunto 8331 na localização exata do orifício cilíndrico cego 8348 e extremidade macho cônica de liga de alumínio Ti-6Al-4V ELI 8336 da lâmina ultrassônica 8332, fazendo com que o material de liga de alumínio Ti-6Al-4V ELI se torne plástico e uniformemente reduzir a área de aro, que é responsável pela mola de volta do metal, para ser permanentemente formada sobre o comprimento e a circunferência da extremidade macho cônica de liga de titânio Ti-6Al-4V ELI 8336 e reter o eixo de acionamento de guia de ondas 8334 e os componentes de lâmina ultrassônica 8332 de modo firme e permanentemente. Adicionalmente, o material de liga de alumínio Al 6061-T6 ou Al7075-T6 do eixo de acionamento de guia de onda 8334 é aquecido pelo elemento de aquecimento 8410 e cilindro 8408 até não mais 204 °C (400 °F) para facilitar o fluxo plástico adicional sem perda das propriedades materiais forjados ou craqueamento/ruptura do material.

[00186] A guia de ondas ultrassônicas 8300 fabricada por meio desse processo de encalcamento produz um conjunto de duas peças compreendendo o eixo de acionamento da guia de ondas 8302 e a lâmina ultrassônica 8306, que funcionam de modo similar a um componente de instrumento cirúrgico ultrassônico produzido a partir de um único material de componente homogêneo. Em um aspecto, a guia de ondas ultrassônicas forjada de duas peças 8300 funciona bem dentro do requisito de potência sem auto-aquecimento térmico significativo, alcança o travamento da frequência aceitável, e alcança o deslocamento transversal e longitudinal funcional sem ruptura. A guia de ondas de liga forjadas de duas peças de liga de alumínio/liga de titânio Al 7075-T6/Ti-6Al-4V ELI 8300, funciona de modo substancialmente similar a uma guia de onda de liga de titânio Ti-6Al- 4V ELI forjada de uma peça.

[00187] A Figura 58 é uma vista lateral de uma guia de ondas ultrassônicas de duas peças 8350 que compreende um eixo de acionamento de guia de ondas 8354 acoplado a uma lâmina ultrassônica 8352 por uma junta encastoada 8370 com o uso do processo de encalcamento descrito em conexão com as Figuras 48 a 57, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 59 é uma vista em corte da junta embutida 8370 formada entre o eixo de acionamento de guia de ondas 8354 e a lâmina ultrassônica 8352, de acordo com um aspecto desta descrição. Uma vista lateral do eixo de acionamento de guia de onda 8354 é mostrada na Figura 60. Uma vista lateral da lâmina ultrassônica 8352 é mostrada na Figura 61 e uma vista plana da lâmina ultrassônica 8352 é mostrada na Figura 62. A extremidade distal da lâmina ultrassônica 8352 define uma porção de tratamento 8360 para tratamento do tecido em contato com a mesma. A extremidade proximal da lâmina ultrassônica 8352 é unida ao eixo de acionamento de guia de ondas 8354 em uma porção de colar 8358 ao redor da abertura cilíndrica localizada na extremidade distal do eixo de acionamento de guia de onda 8354. A extremidade distal da lâmina ultrassônica define uma extremidade cônica macho 8356, que é recebida dentro de uma abertura cilíndrica 8362 definida pela porção de colar 8359 do eixo de acionamento 8354. A extremidade cônica macho 8356 define dois sulcos circunferenciais 8364, 8366 para melhorar a perda de desempenho e a retenção do componente de lâmina ultrassônica 8352 no componente do eixo de acionamento de guia de ondas 8354.

[00188] A Figura 63 ilustra um instrumento cirúrgico ultrassônico 8500 que compreende uma guia de ondas ultrassônicas 8502 acoplada a uma placa de base de transdutor ultrassônico deslocada 8504, de acordo com um aspecto desta descrição. A placa de base de transdutor 8504 define uma face plana 8503a em cada lado para receber um elemento piezelétrico PZT 8506a em cada lado. A placa de base de transdutor 8504 define um primeiro eixo geométrico longitudinal LA1 e a guia de ondas 8502 define um segundo eixo geométrico longitudinal LA, sendo que os eixos geométricos longitudinais são deslocados um em relação ao outro.

[00189] A Figura 64 ilustra dois componentes de substratos metálicos 8510 do instrumento cirúrgico ultrassônico 8500 mostrado na Figura 63 dispostos em uma orientação complementar para encalcamento ou perfuração, de acordo com um aspecto desta descrição. O deslocamento da extremidade de placa de base de transdutor proximal 8504 do instrumento cirúrgico ultrassônico permite que os substratos 8510 sejam orientados na orientação complementar para minimizar o desperdício de material e maximizar a eficiência no material quando os substratos são perfurados ou estampados fora do metal de lâmina. Em vários aspectos, o metal de lâmina é titânio, liga de titânio, alumínio, liga de alumínio, entre outros.

[00190] A Figura 65 é um instrumento cirúrgico ultrassônico 8600 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende uma guia de ondas ultrassônicas separada 8602 e componentes de placa de base de transdutor ultrassônica 8604 (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) mostrados em uma configuração acoplada, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 66 é uma vista lateral da lâmina ultrassônica 8602, de acordo com um aspecto desta descrição. Agora, com referência às Figuras 65 e 66, a lâmina ultrassônica 8602 gira em torno do ponto de articulação 8616 em um sulco 8608 formado na placa de base de transdutor 8604 com interferência crescente à medida que gira 8610. A lâmina ultrassônica 8602 inclui uma janela 8612 que define uma fenda 8614 para engatar um pino 8606 no sulco 8608. A lâmina ultrassônica 8602 é montada na placa de base de transdutor 8604 em um ângulo θ e é, então, girada 8610 enquanto a lâmina 8602 que gira a interface aumenta na extremidade proximal da lâmina 8602 com o sulco 8608 na placa de base transdutor 8604.

[00191] A Figura 67 é uma vista explodida de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8700 configurado em uma arquitetura de transdutor ultrassônico D31 que compreende guia de ondas ultrassônicas separadas 8702 e componentes de invólucro em forma de concha de duas peças simétricos 8704a, 8704b para suportar elementos piezelétricos de transdutor ultrassônico 8706a, 8706b, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 68 é uma vista em conjunto do instrumento cirúrgico ultrassônico 8700 mostrado na Figura 67, de acordo com um aspecto desta descrição. Agora, com referência às Figuras 67 e 68, uma extremidade proximal da lâmina ultrassônica 6702 define um conector macho em formato de T 8712 que é recebido em compartimentos em forma T correspondentes 8714a, 8714b definidos nas respectivas partes superior e inferior dos componentes de invólucro em forma de concha 8704a, 8704b. Os componentes de invólucro em forma de concha de duas peças simétricas 8704a, 8704b definem os compartimentos rebaixados 8716a, 8716b para reter os elementos piezelétricos PZT 8706a, 8706b. Os compartimentos em formato de T 8714a, 8714b são encaixados por pressão ao conector macho em formato de T 8712 da lâmina ultrassônica 8702 quando os componentes de invólucro em forma de concha de duas peças 8704a, 8704b são pressionados juntos. Um eletrodo 8708 está disposto entre os elementos piezelétricos PZT 8706a, 8706b e um elemento eletricamente condutivo (por exemplo, cauda de fio) é disposto através de uma abertura 8718 definida no componente de invólucro em concha de topo 8704a. Cada um dos componentes de invólucro em forma de concha de duas peças 8704a, 8704b é produzido a partir de um material eletricamente condutivo e atua como o outro eletrodo. Os componentes de invólucro em forma de concha 8704a, 8704b também são termicamente condutivos e atuam como um dissipador de calor. Os componentes de invólucro em forma de concha 8704a, 8704b são ou pressionados, ou parafusados, ou amarrados ou soldados juntos.

[00192] A Figura 69 é uma vista em perspectiva de um instrumento cirúrgico ultrassônico 8800 configurado em uma arquitetura de transdutor D31 que compreende uma guia de ondas ultrassônicas separada 8802 e uma placa de base de transdutor ultrassônico de duas peças 8804a, 8804b (por exemplo, uma porção de montagem de transdutor) para suportar os elementos piezelétricos PZT 8808a, 8808b, de acordo com um aspecto desta descrição. A Figura 70 é uma vista explodida do instrumento cirúrgico ultrassônico 8800 mostrado na Figura 69, de acordo com um aspecto desta descrição. Agora, com referência às Figuras 69 e 70, uma extremidade distal da guia de ondas ultrassônicas 8802 define uma lâmina 8806 para tratar tecido em contato com a mesma. O instrumento cirúrgico ultrassônico 8800 compreende três seções unidas por ligação, resina ou brasagem. Uma seção central é a guia de onda 8802 e as seções laterais 8804a, 8804b são adicionadas para aumentar a largura, conforme necessário, para suportar os elementos piezelétricos PZT 8808a, 8808b. Essa técnica economiza material e titânio ou liga de titânio valiosos em comparação com o método de usinagem da placa de base de transdutor e guia de ondas a partir de um único material em bruto.

[00193] Os dispositivos aqui revelados podem ser projetados para que eles sejam descartados após um único uso, ou podem ser projetados para que eles sejam usados múltiplas vezes. Em qualquer um dos casos, entretanto, o dispositivo pode ser recondicionado para reuso após ao menos um uso. O recondicionamento pode incluir qualquer combinação das etapas de desmontagem do dispositivo, seguido de limpeza ou substituição de peças específicas e subsequente remontagem. Em particular, o dispositivo pode ser desmontado e qualquer número de peças ou partes específicas do dispositivo podem ser seletivamente substituídas ou removidas, em qualquer combinação. Mediante a limpeza e/ou substituição de partes específicas, o dispositivo pode ser remontado para uso subsequente na instalação de recondicionamento ou por uma equipe cirúrgica, imediatamente antes de um procedimento cirúrgico. Os versados na técnica entenderão que o recondicionamento de um dispositivo pode usar uma variedade de técnicas para desmontar, limpar/substituir e remontar. O uso dessas técnicas, bem como o resultante dispositivo recondicionado, estão todos dentro do escopo do presente pedido.

[00194] Embora várias modalidades tenham sido descritas no presente documento, muitas modificações e variações daquelas modalidades podem ser implantadas. Por exemplo, tipos diferentes de atuadores de extremidade podem ser empregados. Além disso, onde forem revelados materiais para certos componentes, outros materiais podem ser usados. A descrição mencionada anteriormente e as concretizações são destinadas a abranger todas essas modificações e variações.

[00195] Qualquer patente, publicação ou outro material de descrição, no todo ou em parte, que seja tido como incorporado a título de referência à presente invenção, é incorporado à presente invenção apenas até o ponto em que os materiais incorporados não entrem em conflito com definições, declarações ou outros materiais de descrição existentes apresentados nesta descrição. Desse modo, e na medida em que for necessário, a descrição como explicitamente aqui apresentada substitui qualquer material conflitante incorporado à presente invenção a título de referência. Qualquer material, ou porção do mesmo, tido como aqui incorporado a título de referência, mas que entre em conflito com as definições, declarações, ou outros materiais de descrição existentes aqui apresentados estará aqui incorporado apenas na medida em que não haja conflito entre o material incorporado e o material de descrição existente.

[00196] Vários aspectos da matéria descrita no presente documento são definidos nos seguintes exemplos numerados:

[00197] Exemplo 1. Um instrumento cirúrgico ultrassônico que compreende: uma guia de onda que compreende uma extremidade distal configurada como uma lâmina e uma extremidade proximal configurada para ser acoplada a uma placa de base de transdutor; e a placa de base do transdutor que compreende uma extremidade distal acoplada à extremidade proximal da guia de ondas para definir uma junta em uma interface entre a guia de onda e a placa de base do transdutor, sendo que a placa de base do transdutor compreende primeiro e segundo lados definindo primeira e segunda faces planas correspondentes, sendo que a primeira face plana é configurada para receber um primeiro elemento piezelétrico e a segunda face plana é configurada para receber um segundo elemento piezelétrico, sendo que o primeiro e o segundo elementos piezelétricos são configurados para operar em um modo D31.

[00198] Exemplo 2. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1, sendo que a guia de ondas é produzida a partir de um primeiro material e a placa de base do transdutor é produzida a partir de um segundo material, que é diferente do primeiro material.

[00199] Exemplo 3. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1 ou Exemplo 2, sendo que o primeiro material compreende titânio ou uma liga de titânio e o segundo material compreende alumínio ou uma liga de alumínio.

[00200] Exemplo 4. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 3, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define uma peça de quebra-cabeça e a extremidade distal da placa de base do transdutor define uma peça de quebra-cabeça correspondente complementar configurada para receber a peça de quebra-cabeça definida pela extremidade proximal da guia de ondas.

[00201] Exemplo 5. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 4, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define uma extremidade afunilada e a extremidade distal da placa de base do transdutor define uma abertura que define uma parede afunilada, sendo que a abertura é configurada para receber a extremidade afunilada para formar uma junta de interferência.

[00202] Exemplo 6. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 4 ao Exemplo 5, sendo que a guia de onda define pelo menos uma peça de quebra-cabeça fêmea em um primeiro lado e a placa de base do transdutor define ao menos uma peça de quebra-cabeça macho configurada para receber a pelo menos uma peça de quebra-cabeça fêmea para formar uma junta de expansão térmica.

[00203] Exemplo 7. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 4 ao Exemplo 6, sendo que compreende adicionalmente um encaixe por pressão de pino em formato de C e entre a extremidade proximal da guia de ondas e a extremidade distal da placa de base de transdutor.

[00204] Exemplo 8. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 7, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define pelo menos duas saliências e a extremidade distal da placa de base do transdutor define uma abertura que define pelo menos duas aberturas, sendo que a abertura é configurada para receber a extremidade proximal da guia de ondas e as pelo menos duas saliências definidas na extremidade proximal da guia de ondas formam um encaixe por interferência com as pelo menos duas saliências definidas pela abertura.

[00205] Exemplo 9. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 8, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define uma extremidade rosqueada macho e a extremidade distal da placa de base de transdutor define uma extremidade rosqueada fêmea complementar configurada para receber a extremidade rosqueada macho definida pela extremidade proximal da guia de ondas.

[00206] Exemplo 10. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 9, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define uma extremidade rosqueada fêmea e a placa de base do transdutor define uma abertura para receber um parafuso através da mesma e engatar por rosqueamento a extremidade rosqueada fêmea da guia de ondas.

[00207] Exemplo 11. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 10, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define uma característica cônica que corresponde a um canal cônico complementar definido pela extremidade distal da placa de base do transdutor.

[00208] Exemplo 12. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 11, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define uma cunha e a extremidade distal da placa de base do transdutor define um entalhe de acoplamento complementar para receber a cunha, sendo que a extremidade distal da placa de base do transdutor define aberturas rosqueadas fêmeas lateralmente dispostas a partir do entalhe e a extremidade proximal da guia de ondas compreende flanges dispostos lateralmente a partir da cunha, sendo os flanges definem aberturas e sendo que em uma configuração acoplada as aberturas se alinham com as aberturas rosqueadas fêmeas definidas pela extremidade distal da placa de base do transdutor.

[00209] Exemplo 13. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 12, sendo que a extremidade distal da placa de base do transdutor define uma rosca macho luer e a guia de ondas compreende uma porca luer deslizável configurada para engatar a rosca o macho luer para definir uma junta de trava luer entre a guia de onda e a placa de base do transdutor.

[00210] Exemplo 14. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 13, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define um primeiro flange que é complementar e se conecta a um segundo flange definido na extremidade distal da placa de base de transdutor, sendo que o primeiro flange define uma abertura dimensionada e configurada para receber um pino definido pelo segundo flange dimensionado e configurado para obter uma junta de flange por interferência entre a guia de onda e a placa de base de transdutor.

[00211] Exemplo 15. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 14, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define um primeiro flange que é complementar e se conecta a um segundo flange definido na extremidade distal da placa de base de transdutor, sendo que o primeiro e o segundo flanges definem primeira e segunda aberturas dimensionadas e configuradas para receber um pino através das mesmas, sendo que o pino e a primeira e segunda aberturas são dimensionados e configurados para que se obtenha uma junta de interferência entre a guia de onda e a placa de base de transdutor.

[00212] Exemplo 16. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 15, sendo que a extremidade proximal da guia de ondas define pelo menos duas aberturas e uma extremidade distal da placa de base de transdutor define um receptáculo rebaixado configurado para aceitar um perfil da extremidade proximal da guia de ondas, sendo que o receptáculo rebaixado define pelo menos duas aberturas, sendo que o instrumento cirúrgico ultrassônico compreende adicionalmente pelo menos dois fechos dispostos através de pelo menos duas aberturas definidas pela guia de onda e as pelo menos duas aberturas definidas pelo receptáculo rebaixado da placa de base de transdutor para travar a guia de ondas e a placa de base de transdutor no lugar por uma junta de fixação de conexão paralela.

[00213] Exemplo 17. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 16, sendo que a extremidade distal da placa de base do transdutor define um entalhe para receber a extremidade proximal da guia de ondas, sendo que a extremidade distal da placa de base do transdutor define uma abertura de pino transversal e a extremidade proximal da guia de ondas define uma abertura de pino transversal e um encaixe por pressão do pino através das aberturas de pino transversais definidas pela extremidade distal da placa de base do transdutor e a extremidade proximal da guia de ondas para obter uma junta de pino de interferência.

[00214] Exemplo 18. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 1 ao Exemplo 17, sendo que a guia de ondas define um primeiro eixo geométrico longitudinal e a placa de base de transdutor define um segundo eixo geométrico longitudinal, sendo que o primeiro eixo geométrico longitudinal está deslocado em relação ao segundo eixo geométrico longitudinal.

[00215] Exemplo 19. Uma guia de onda ultrassônica que compreende: um eixo de acionamento que compreende uma extremidade proximal e uma extremidade distal, sendo que a extremidade proximal é configurada para ser acoplada a um transdutor ultrassônico e a extremidade distal define uma abertura cilíndrica com fundo plano perpendicular configurado para receber uma extremidade proximal de uma lâmina; e uma lâmina fixada ao eixo de acionamento, sendo que a lâmina compreende uma extremidade distal para o tratamento de tecido e uma extremidade proximal que define uma extremidade macho cônica que define um fundo perpendicular plano, sendo que a extremidade macho cônica define um diâmetro proximal e um diâmetro distal, sendo que o diâmetro proximal é maior que o diâmetro distal, e sendo que a extremidade macho cônica é recebida na abertura cilíndrica definida pela extremidade distal do eixo de acionamento.

[00216] Exemplo 20. A guia de ondas ultrassônicas, de acordo com o Exemplo 19, sendo que a lâmina é unida ao eixo de acionamento por uma junta encastoada.

[00217] Exemplo 21. A guia de ondas ultrassônicas, de acordo com o Exemplo 20, sendo que a junta encastoada é formada por um processo de encalcamento por matriz a quente.

[00218] Exemplo 22. A guia de ondas ultrassônicas, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 19 ao Exemplo 21, sendo que a extremidade macho cônica define um primeiro sulco circunferencial no ou próximo ao diâmetro distal e define um segundo sulco circunferencial entre os diâmetros proximal e distal.

[00219] Exemplo 23. A guia de ondas ultrassônicas, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 19 ao Exemplo 22, sendo que a extremidade distal do eixo de acionamento define em um colar em torno da abertura cilíndrica.

[00220] Exemplo 24. A guia de ondas ultrassônicas, de acordo com um ou mais dentre o Exemplo 19 ao Exemplo 23, sendo que o eixo de acionamento é produzido a partir de um primeiro material e a lâmina é produzida a partir de um segundo material.

[00221] Exemplo 25. Instrumento cirúrgico ultrassônico que compreende: uma guia de ondas ultrassônicas que define um conector macho em formato de T em uma extremidade proximal; e um invólucro em forma de concha de duas peças simétricas que compreende: primeiro e segundo compartimentos em formato de T configurados para receber o conector macho em formato de T, sendo que os compartimentos em formato de T são encaixados por pressão ao conector macho em formato de T; e um primeiro e um segundo compartimentos rebaixados configurados para suportar primeiro e segundo elementos piezelétricos, sendo que o primeiro e o segundo elementos piezelétricos são configurados para operar em um modo D31.

[00222] Exemplo 26. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 25, sendo que compreende adicionalmente um primeiro eletrodo disposto entre o primeiro e o segundo elementos piezelétricos e um elemento eletricamente condutivo disposto através de uma abertura definida em um dos invólucros em forma de concha de duas peças.

[00223] Exemplo 27. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 25 ou Exemplo 26, sendo de que cada um dos componentes de invólucro em forma de concha de duas peças é produzido a partir de um material eletricamente condutivo para atuar como um segundo eletrodo.

[00224] Exemplo 28. O instrumento cirúrgico ultrassônico, de acordo com o Exemplo 25 ou Exemplo 26, sendo que cada um dos componentes de invólucro em forma de concha de duas peças é produzido a partir de um material termicamente condutivo para atuar como um dissipador de calor.

Claims (4)

1. Instrumento cirúrgico ultrassônico (8000) compreendendo: uma guia de ondas (8002) que compreende uma extremidade distal configurada como uma lâmina (8102), e uma extremidade proximal configurada para ser acoplada a uma placa de base de transdutor (8004), a extremidade proximal definindo uma peça de quebra-cabeça com uma extremidade afunilada compreendendo uma primeira superfície de conexão macho tendo uma primeira largura em uma extremidade distal da peça de quebra-cabeça, e uma segunda superfície de conexão macho oposta à primeira superfície de conexão macho e tendo uma segunda largura na extremidade distal da peça de quebra-cabeça, em que a primeira largura é mais larga que a segunda largura; e caracterizado pelo fato de que a placa de base de transdutor (8004) compreende: uma extremidade distal definindo uma peça de quebra- cabeça de acoplamento complementar com uma abertura de recepção afunilada configurada para receber a peça de quebra-cabeça definida pela extremidade proximal da guia de ondas (8002) de modo que a extremidade distal da placa de base de transdutor (8004) se acopla à extremidade proximal da guia de ondas (8002) para definir uma junta (8006) em uma interface entre a guia de ondas (8002) e a placa de base de transdutor (8004); primeiro e segundo lados definindo primeira e segunda faces planas correspondentes, em que a primeira face plana é configurada para receber um primeiro elemento piezelétrico e a segunda face plana é configurada para receber um segundo elemento piezelétrico, em que os primeiro e segundo elementos piezelétricos são configurados para operar em um modo D31, em que a primeira face plana se estende até a extremidade distal da placa de base de transdutor (8004) e define, como parte da peça de quebra-cabeça de acoplamento complementar, uma primeira superfície de conexão fêmea tendo uma terceira largura em uma extremidade proximal da peça de quebra-cabeça de acoplamento complementar, em que a segunda face plana se estende até a extremidade distal da placa de base de transdutor (8004) e define, como parte da peça de quebra-cabeça de acoplamento complementar, uma segunda superfície de conexão fêmea, oposta à primeira superfície de conexão fêmea e tendo uma quarta largura na extremidade proximal da peça de quebra-cabeça de acoplamento complementar, em que a terceira largura é mais larga que a quarta largura; e em que a primeira superfície de conexão macho está configurada para se conectar com a primeira superfície de conexão fêmea e a segunda superfície de conexão macho está configurada para se conectar com a segunda superfície de conexão fêmea.

2. Instrumento cirúrgico ultrassônico (8000), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a guia de ondas (8002) é produzida a partir de um primeiro material e a placa de base de transdutor (8004) é produzida a partir de um segundo material, que é diferente do primeiro material.

3. Instrumento cirúrgico ultrassônico (8000), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro material compreende titânio ou uma liga de titânio e o segundo material compreende alumínio ou uma liga de alumínio.

4. Instrumento cirúrgico ultrassônico (8000), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda largura é mais larga do que a quarta largura.