BRPI0811641B1 - Sistema cirúrgico ultrassônico - Google Patents

Abstract

sistema cirúrgico ultrassônico a presente invenção refere-se a um sistema cirúrgico ultrassônico que inclui um elemento de transmissão ultrassônica dotado de uma extremidade proximal e uma extremidade distal. um efetor de extremidade acionado por ultrassom é fixado à extremidade distal do elemento de transmissão. um sistema para liberação de fluido pressurizado inclui um bocal para fluido em comunicação com pelo menos uma fonte de fluido. o bocal para fluido está disposto e configurado para liberar fluido pressurizado sobre tecidos moles a uma velocidade suficiente para afastar os mesmos do efetor de extremidade, durante o uso.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA CIRÚRGICO ULTRASSÔNICO.

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se, de modo geral, a sistemas cirúrgicos e, mais especificamente, a sistemas cirúrgicos ultrassônicos. Antecedentes [002] Os cirurgiões usam instrumentos ultrassônicos durante as cirurgias, para cortar e coagular tecidos. Elementos piezoelétricos são excitados eletricamente a uma frequência de ressonância de um instrumento ultrassônico, para criar vibrações que são transmitidas através de um ressonador e amplificadas para produzir uma vibração mecânica, em onda estacionária, da mesma frequência. Um conjunto de transmissão ultrassônica do instrumento tem um guia de ondas para transmissão alongado, o qual transmite essa vibração até um efetor de extremidade (por exemplo, uma lâmina de corte) na extremidade distal do instrumento. O efetor de extremidade pode vibrar principalmente na direção longitudinal, para gerar calor localizado dentro dos tecidos adjacentes, embora alguns instrumentos tenham sido projetados especificamente de modo que o efetor de extremidade vibre principalmente nas direções transversal (perpendicular ao eixo longitudinal) ou de torção (em torno do eixo longitudinal), para tratar tecidos.

[003] A extremidade distal do efetor de extremidade corresponde a um ponto antinodal vibratório. A extremidade proximal do efetor de extremidade tipicamente se fixa ao guia de ondas em posição ligeiramente distal em relação ao ponto nodal vibratório mais distal do conjunto de transmissão ultrassônica. Essa disposição permite o ajuste do instrumento para uma frequência de ressonância preferencial, quando o efetor de extremidade não está carregado com tecidos. Em algumas modalidades, o comprimento do efetor de extremidade é ligeiramente menor que um quarto do comprimento de onda acústica que se propaPetição 870180138972, de 08/10/2018, pág. 5/46

2/31 ga através do material do efetor de extremidade, quando excitado por uma entrada de energia ultrassônica de uma frequência específica. [004] Os efetores de extremidade cirúrgicos ultrassônicos formados a partir de materiais diferentes podem exibir características acústicas e mecânicas significativamente diferentes. Essas características podem estar associadas a propriedades dos materiais, como comprimento de onda de propagação ultrassônica, transferência de calor por condução, resistência à fadiga mecânica e eficiência de transmissão acústica. Por exemplo, um efetor de extremidade formado a partir de um material como uma cerâmica que tem uma razão relativamente alta entre módulo elástico e densidade pode ter um comprimento de onda de propagação ultrassônica mais longo que aquele de um efetor de extremidade formado a partir de um material como um metal que tem uma razão relativamente baixa.

[005] Os efetores de extremidade de alguns instrumentos cirúrgicos ultrassônicos atualmente disponíveis são produzidos a partir de uma liga de titânio Ti-6Al-4V. O comprimento de onda de propagação ultrassônica da liga de titânio é de cerca de 87 mm, quando funcionando a uma frequência ultrassônica de 55,5 kHz, de modo que o comprimento do efetor de extremidade seja de cerca de 22 mm. Para certas aplicações cirúrgicas, o cirurgião pode preferir um efetor de extremidade ligeiramente mais longo que aqueles atualmente disponíveis.

[006] O comprimento de onda acústico em um material é igual à velocidade do som no material, dividida pela frequência (ciclos/segundo) da entrada de energia ultrassônica. Portanto, uma forma de obter instrumentos com efetores de extremidade mais longos é diminuir a frequência da entrada de energia ultrassônica. Por exemplo, a redução da frequência de aproximadamente 55,5 kHz para aproximadamente 27,8 kHz aumenta o comprimento de onda característico, em

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3/31 uma liga de titânio, para aproximadamente 174 mm. Entretanto, há um limite inferior prático à frequência de excitação. Um efetor de extremidade vibrando abaixo de 20 kHz pode criar um som dolorosamente audível para seres humanos e, obviamente não seria desejável em uma sala cirúrgica.

[007] Um outro modo de obter instrumentos com efetores de extremidade mais longos consiste em selecionar materiais de efetor de extremidade nos quais o som seja transmitido com maior velocidade. A velocidade do som em um material é uma função da densidade e do módulo da elasticidade do dito material. Basicamente, os materiais que têm uma alta razão entre o módulo elástico e a densidade propagam energia ultrassônica mais rapidamente que os materiais que têm uma razão relativamente baixa. Determinados materiais cerâmicos, inclusive a alumina (AbO3), exibem comprimentos de onda característicos que são aproximadamente duas vezes maiores que aqueles de algumas ligas de titânio. Infelizmente, os materiais cerâmicos são muito quebradiços, e efetores de extremidade em cerâmica seriam suscetíveis à quebra durante o manuseio, a montagem e o funcionamento normais.

[008] Em adição à obtenção de efetores de extremidade mais longos, pode ser desejável otimizar a eficiência de transmissão acústica do efetor de extremidade, de modo a reduzir o autoaquecimento do mesmo, bem como o tempo para cortar e coagular tecidos. Alguns materiais, como safira, titânio e alumínio, podem transmitir energia ultrassônica de maneira mais eficiente que outros materiais, como cobre e aço. A eficiência de transmissão acústica de efetores de extremidade ultrassônicos cirúrgicos pode ser associada a um coeficiente acústico não-dimensional, conhecido na técnica como coeficiente Q que, para a liga de titânio Ti-6Al-4V e para algumas ligas de alumínio, situa-se na faixa de 10.000 a 20.000. O coeficiente Q para certos aços pode ser

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4/31 tão baixo quanto 250. Para aplicações em que o autoaquecimento do efetor de extremidade precise ser minimizado, o efetor de extremidade pode ser formado a partir de um material que tenha um alto coeficiente

Q. Entretanto, pode haver algumas aplicações cirúrgicas em que seja desejado o rápido autoaquecimento do efetor de extremidade, como quando o efetor de extremidade é usado imerso em fluidos corpóreos. Para essas aplicações, o efetor de extremidade pode ser formado a partir de um material que tem um coeficiente Q mais baixo, de modo a gerar calor rapidamente para cortar e coagular os tecidos.

[009] A condutividade térmica do material do efetor de extremidade pode, também, afetar significativamente a rapidez com que o efetor de extremidade corta e coagula os tecidos. Se o efetor de extremidade conduzir calor aos tecidos com demasiada rapidez, os tecidos podem queimar-se. Porém, se o efetor de extremidade conduzir calor aos tecidos com demasiada lentidão, o dispositivo pode cortar e/ou coagular muito devagar. Dependendo da aplicação cirúrgica, um efetor de extremidade formado a partir da liga Ti-6Al-4V, que tem uma condutividade térmica de cerca de 7 W/m-K, pode reter demasiado calor, enquanto um efetor de extremidade formado a partir de alumínio, que tem uma condutividade térmica de cerca de 200 W/m-K, pode remover demasiado calor dos tecidos.

[0010] A resistência à fadiga mecânica do material do efetor de extremidade pode afetar significativamente a vida útil do mesmo e, consequentemente, o número de vezes que o efetor de extremidade poderá ser usado durante um procedimento cirúrgico. A resistência à fadiga é às vezes chamada de limite de resistência do material, e corresponde ao estresse ao qual o material pode ser submetido, de maneira reversível, por um número praticamente infinito de ciclos. A liga Ti-6Al-4V tem uma resistência à fadiga de cerca de 413 kPa, enquanto a resistência à fadiga do alumínio é de cerca de 138 kPa. O alumínio

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5/31 é, também, mais macio que a liga de titânio e é mais facilmente danificado por outros instrumentos cirúrgicos durante o uso, possivelmente levando à formação de rachaduras que podem reduzir ainda mais a resistência à fadiga do efetor de extremidade.

[0011] Claramente, o design de efetores de extremidade ultrassônicos cirúrgicos tem sido muito desafiador, pelo menos em parte por ser muito limitado às escolhas disponíveis para um único material do efetor de extremidade que tenha uma combinação de características acústicas e mecânicas desejadas para certas aplicações cirúrgicas. Por exemplo, pode ser desejável obter um efetor de extremidade ultrassônico cirúrgico que tenha um comprimento de onda de propagação ultrassônica mais longo e uma maior resistência à fadiga que os efetores de extremidade atuais, e ainda assim mantenha a eficiência acústica e as características térmicas dos efetores de extremidade atuais.

[0012] Um outro instrumento cirúrgico é apresentado pela patente US n°6.375.635, que usa um jato de líquido para co rtar tecidos. O instrumento inclui um lúmen de pressão que conduz um líquido em alta pressão em direção à extremidade distal do instrumento, e que inclui um bocal que proporciona uma abertura para o jato. O instrumento inclui, ainda, um lúmen de evacuação em oposição à abertura para o jato, destinado a receber um jato de líquido quando o instrumento está em funcionamento.

Sumário [0013] Em um aspecto, é apresentado um sistema cirúrgico ultrassônico que inclui um elemento de transmissão ultrassônica dotado de uma extremidade proximal e uma extremidade distal. Um efetor de extremidade acionado por ultrassom é fixado à extremidade distal do elemento de transmissão. Um sistema para liberação de fluido pressurizado inclui um bocal para fluido em comunicação com pelo menos

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6/31 uma fonte de fluido. O bocal para fluido está disposto e configurado para liberar fluido pressurizado sobre tecidos moles a uma velocidade suficiente para afastar os mesmos do efetor de extremidade, durante o uso.

[0014] Em outro aspecto, um sistema cirúrgico ultrassônico inclui um elemento de transmissão ultrassônica e um efetor de extremidade acionado por ultrassom fixado ao elemento de transmissão. Uma bainha é móvel em relação ao efetor de extremidade. A bainha tem uma primeira configuração em que cobre o efetor de extremidade para inibir a interação do mesmo com os tecidos, e uma segunda configuração em que o efetor de extremidade fica exposto para além da bainha, de modo a interagir com os tecidos.

[0015] Em um terceiro aspecto, é apresentado um método para tratamento de tecidos com o uso de um sistema cirúrgico ultrassônico. O método inclui colocar, próximo a um tecido, um efetor de extremidade acionado por ultrassom e fixado a uma extremidade distal de um elemento de transmissão ultrassônica. O fluido pressurizado é dirigido sobre tecidos moles a uma velocidade suficiente para afastar os mesmos do efetor de extremidade, mediante o uso de um sistema para liberação de fluido pressurizado que inclui um bocal para fluido em comunicação com pelo menos uma fonte de fluido.

[0016] Em um quarto aspecto, um sistema cirúrgico ultrassônico inclui um instrumento cirúrgico que tem uma extremidade distal adaptada para executar um procedimento cirúrgico em um paciente, e uma extremidade proximal adaptada para ser controlada por um operador. O instrumento inclui um lúmen de pressão que tem suficiente resistência ao estouro para conduzir um líquido em alta pressão em direção à extremidade distal do instrumento. O lúmen de pressão inclui pelo menos um bocal que proporciona uma abertura para jato. O bocal tem um formato destinado a formar um jato de líquido conforme um líquido em

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7/31 alta pressão flui através do mesmo. Um lúmen de evacuação inclui uma abertura para recepção do jato que tem uma área em seção transversal e pode estar situada em oposição à abertura para jato, a uma distância predeterminada do mesmo, destinada a receber um jato de líquido, quando o instrumento estiver em funcionamento, e a transportar o líquido do sítio cirúrgico sob a forma de uma coluna de líquido. Um sistema ultrassônico é configurado de modo a conferir energia ultrassônica a um ou mais dentre o lúmen de pressão, o jato de líquido, o lúmen de evacuação e a coluna de líquido.

[0017] Em um quinto aspecto, um sistema cirúrgico ultrassônico inclui um elemento de transmissão ultrassônica que tem uma extremidade proximal e uma extremidade distal, sendo que um efetor de extremidade acionado por ultrassom é fixado à extremidade distal do elemento de transmissão. O efetor de extremidade consiste em um efetor de extremidade compósito, que compreende partículas de diamante dispostas em uma matriz de material metálico. As partículas de diamante ficam expostas em uma superfície do efetor de extremidade, para contato com os tecidos durante o uso.

[0018] Os detalhes de uma ou mais modalidades da invenção são apresentados nos desenhos em anexo e na descrição abaixo. Outras características, objetos e vantagens da invenção serão aparentes a partir da descrição e dos desenhos, e a partir das reivindicações.

Breve Descrição das Figuras [0019] A figura 1 ilustra uma modalidade de um instrumento cirúrgico ultrassônico capaz de liberar fluido pressurizado;

as figuras 2a e 2b ilustram uma vista em detalhe de uma extremidade distal do dispositivo cirúrgico da figura 1 em uso;

a figura 3 ilustra uma outra modalidade de um instrumento cirúrgico ultrassônico capaz de liberar fluido pressurizado;

a figura 4 é uma vista em perspectiva de uma outra modaliPetição 870180138972, de 08/10/2018, pág. 11/46

8/31 dade de um instrumento cirúrgico ultrassônico que inclui um conjunto de bainha móvel;

as figuras 5 e 6 são vistas em corte lateral parciais do instrumento cirúrgico ultrassônico da figura 4, em uma configuração estendida e uma retraída, respectivamente;

a figura 7 é uma vista em corte lateral detalhada, parcial, de uma extremidade distal do instrumento cirúrgico ultrassônico da figura

5, em contato com tecido;

a figura 8 é uma vista em corte lateral detalhada, parcial, de uma extremidade distal do instrumento cirúrgico ultrassônico da figura

6, em uma configuração retraída para cortar;

as figuras de 9 a 11 são vistas parciais de uma outra modalidade de um instrumento cirúrgico ultrassônico que inclui um conjunto de bainha móvel;

a figura 12 ilustra uma outra modalidade de um instrumento cirúrgico ultrassônico que inclui um sistema para liberação de fluido pressurizado e um conjunto de bainha móvel;

as figuras 13 e 14 são vistas em corte lateral do instrumento cirúrgico ultrassônico, ao longo da linha 13-13 da figura 12, em configurações estendida e retraída, respectivamente;

a figura 15 é uma vista em corte de uma outra modalidade de um instrumento cirúrgico ultrassônico;

a figura 16 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de um conjunto de transmissão ultrassônica;

a figura 17 é uma vista em corte do conjunto de transmissão ultrassônica, ao longo da linha 17-17 da figura 16;

a figura 18 é uma vista em perspectiva de outra modalidade de um conjunto de transmissão ultrassônica;

a figura 19 é uma vista diagramática de uma outra modalidade de um instrumento cirúrgico ultrassônico; e

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9/31 a figura 20 é uma vista em detalhe de uma extremidade distal do instrumento cirúrgico ultrassônico da figura 19.

Descrição Detalhada [0020] Antes de se explicar a presente invenção em detalhes, deve-se notar que a invenção não se limita, em sua aplicação ou seu uso, aos detalhes de construção e disposição das partes ilustrados nos desenhos e nas descrições em anexo. As modalidades ilustrativas podem ser implementadas ou incorporadas em outras modalidades, variações e modificações, e podem ser praticadas ou realizadas de várias maneiras. Além disso, exceto onde indicado em contrário, os termos e expressões aqui empregados foram escolhidos com o propósito de descrever as modalidades ilustrativas para a conveniência do leitor, e não com o propósito de limitar a invenção.

[0021] Com referência à figura 1, um sistema ultrassônico 10 exemplificador compreende um gerador de sinal ultrassônico 12 com o transdutor ultrassônico 14 e o compartimento do cabo 16. O transdutor ultrassônico 14 converte o sinal elétrico do gerador de sinal ultrassônico 12 em energia mecânica, a qual resulta em um movimento vibratório principalmente longitudinal do transdutor ultrassônico 14 e um efetor de extremidade ultrassônico 18 a frequências ultrassônicas. Um gerador adequado está disponível sob o número de modelo GEN04, junto a Ethicon Endo-Surgery, Inc., de Cincinnati, Ohio, EUA. Quando o conjunto acústico 20 é energizado, uma onda estacionária de movimento vibratório é gerada através do conjunto acústico 20. A extremidade distal do efetor de extremidade ultrassônico 18 pode vibrar na direção longitudinal com uma amplitude de pico a pico de aproximadamente 10 a 200 mícrons, a uma frequência ultrassônica de 55,5 kHz. Uma bainha interna alongada 22 retém um guia de ondas 24 e a extremidade proximal do efetor de extremidade ultrassônico 18. A amplitude do movimento vibratório em qualquer ponto ao longo do

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10/31 conjunto acústico 20 depende do local, ao longo do conjunto acústico, em que o movimento vibratório é medido. Um valor mínimo ou uma passagem por zero na onda estacionária de movimento vibratório é geralmente chamado de nó (isto é, o ponto onde o movimento longitudinal é geralmente mínimo), enquanto um máximo valor absoluto, ou pico, na onda estacionária longitudinal é geralmente chamado de antinó. Em algumas modalidades, a distância entre um antinó e seu nó mais próximo é um quarto do comprimento de onda (λ/4).

[0022] Os componentes do conjunto acústico 20 podem ser ajustados acusticamente de modo que o comprimento de qualquer conjunto seja um número integral de metades de comprimentos de onda ^λ/2), onde o comprimento de onda λ é o comprimento de onda de uma frequência de acionamento de vibração longitudinal fd préselecionada ou operacional do conjunto acústico 20, e onde n é qualquer número inteiro positivo. Considera-se, também, que o conjunto acústico 20 pode incorporar qualquer disposição adequada de elementos acústicos. Os detalhes para conferir movimento vibratório a um efetor de extremidade são descritos, por exemplo, nas patentes US n° 6.254.623, 6.976.969, 7.163.548 e no pedido de patente US n° de série 11/246.826, intitulado Actuation Mechanism For Use With An Ultrasonic Surgical Instrument, depositado em 7 de outubro de 2005, todos os quais têm seus detalhes aqui incorporados, a título de referência, como se estivessem aqui descritos.

[0023] Ainda com referência à figura 1, o sistema ultrassônico 10 inclui, ainda, um sistema para liberação de fluido 30. O sistema para liberação de fluido 30 inclui uma fonte de fluido pressurizado 32 (por exemplo, incluindo uma bomba, um compressor, etc.), um conduto 34 para dirigir o fluido pressurizado da fonte de fluido pressurizado para o compartimento do cabo 16. O conduto 34 está conectado a uma bainha externa 36 por uma válvula 38 (por exemplo, uma válvula solenoi

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11/31 de). A bainha externa 36 tem um diâmetro interno que é maior que um diâmetro externo da bainha interna 22, formando entre as mesmas uma via para passagem de fluidos, através da qual o fluido pressurizado pode passar. A via para passagem de fluidos está em comunicação com uma saída de fluido 40 situada em uma extremidade distal da bainha externa 36. Na modalidade ilustrada, a saída de fluido 40 forma um bocal que fica situado em posição proximal a uma extremidade distal 41 do efetor de extremidade 18.

[0024] Em algumas modalidades, o sistema ultrassônico 10 inclui um controle (nesta instância, sob a forma de um botão 42) que permite ao usuário controlar a liberação do fluido. Conforme ilustrado, o botão 42 está situado no compartimento do cabo 16. Como um exemplo, pressionar o botão 42 (por exemplo usando um dedo do usuário) envia um sinal à válvula 38, que faz com que a mesma se abra, permitindo que o fluido entre na via para passagem de fluidos existente entre as bainhas interna e externa 22 e 36. Quando o botão 42 é liberado, o sinal é interrompido e a válvula 38 se fecha, impedindo assim que o fluido entre na via para passagem de fluidos. Outros exemplos são contemplados. Por exemplo, o controle 42 pode estar conectado a um controlador (não mostrado) que controla o funcionamento da válvula com base em uma entrada oriunda do controle. O controle 42 pode incluir múltiplos dispositivos de entrada (por exemplo botões, interruptores, discos etc.) correspondendo a múltiplos ajustes que permitem ao usuário controlar um certo número de parâmetros de liberação do fluido. Como um exemplo, o sistema para liberação de fluido 30 pode incluir múltiplas fontes de fluido de diferentes tipos de fluido (por exemplo, líquido e gás). O controle 42 pode permitir a seleção, pelo usuário, dos diferentes tipos de fluido, ou de uma combinação de tipos de fluido pressurizado para liberação através da via para passagem de fluidos em direção à saída de fluido 40. Em outra modalidade, o botão

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12/31 pode consistir em uma válvula mecânica com um botão de apertar que pode ser aberta e fechada ao se apertar ou soltar o botão.

[0025] Em uma modalidade alternativa do sistema, o sistema ultrassônico 10 não inclui a bainha interna 22, e a via para passagem de fluidos é formada com o uso da bainha externa 36, sendo que o fluido pressurizado flui entre o guia de ondas 24 e a bainha externa. Em uma outra modalidade do sistema, um lúmen central (elemento 35) estendendo-se através do guia de ondas 24 e do efetor de extremidade ultrassônico 18 é usado para transportar o fluido pressurizado.

[0026] Como outro exemplo, podem ser oferecidas múltiplas fontes de fluido pressurizado 32a e 32b, conforme ilustrado pelas linhas pontilhadas, sendo que cada fonte de fluido pressurizado fornece um tipo diferente de fluido. Por exemplo, a fonte de fluido 32a pode fornecer ar (ou outro gás) e a fonte de fluido 32 pode fornecer solução salina (ou outro líquido). Em algumas modalidades, as fontes de fluido 32a e 32b podem oferecer fluido em diferentes pressões. Em uma modalidade, o compartimento do cabo 16 pode incluir uma porta de conexão/desconexão 54, capaz de acoplamento a um conector 56 (por exemplo, rosqueado, com encaixe por atrito, etc., formando uma vedação à prova de fluidos) situado nas extremidades dos condutos 34a e 34b. O usuário pode selecionar entre os diferentes tipos de fluido conectando a fonte de fluido pressurizado 32a, 32b desejada à porta 54 e, em alguns casos, desconectando a fonte de fluido pressurizado indesejada.

[0027] Agora com referência às figuras 2a e 2b, os jatos de fluido pressurizado 44 podem ser dirigidos para além do efetor de extremidade 18 e sobre tecidos moles 46 próximos, a uma velocidade suficiente para deslocar os mesmos. A figura 2a representa os tecidos moles 46 sendo deslocados, e a figura 2b representa os tecidos moles 46 deslocados mediante o uso de fluido pressurizado para expor o osso

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48. O deslocamento dos tecidos moles 46 pode ser vantajoso, por exemplo, quando se deseja o tratamento de um material mais duro, como osso 48, ao mesmo tempo em que se quer evitar a lesão de tecidos moles. Em cirurgia ortopédica, por exemplo, como em cirurgias da coluna vertebral, pode haver a necessidade de cortar ossos ao mesmo tempo em que se evita cortar os tecidos moles circundantes com o uso do efetor de extremidade 18. O direcionamento de fluido pelo efetor de extremidade 18 pode proporcionar uma vantagem adicional de resfriamento do efetor de extremidade 18 durante o uso.

[0028] A velocidade à qual o fluido é liberado para mover tecidos moles 46 sem causar lesões pode depender de vários fatores, como a quantidade de deslocamento de tecidos desejada, o tipo de tecido circundante e a quantidade de tecido sendo deslocada, bem como o tipo e a pressão do fluido. A velocidade do fluido pode ser controlada por uma combinação do tamanho da saída 40 e da pressão. Em algumas modalidades, o fluido usado pode ser uma solução salina, liberada entre cerca de 20 ml/segundo e 100 ml/segundo, como a cerca de 50 ml/segundo. Em outra modalidade, o fluido usado pode ser ar, liberado entre cerca de 35 kPa e 138 kPa (5 psi e 20 psi), como a cerca de 69 kPa (10 psi). Em algumas implementações, o controle 42 (figura 1) pode permitir o ajuste de pressão pelo usuário, oferecendo um sistema de pressão ajustável, que permite que o usuário ajuste a velocidade de saída do fluido. Em outra modalidade, o ajuste de pressão pode ser feito na fonte de fluido pressurizado.

[0029] Em algumas modalidades, um sistema de sucção 50 pode ser usado em conjunto com o sistema para liberação de fluido 30. O sistema de sucção 50 pode ser separado do sistema ultrassônico 10, conforme mostrado, ou pode estar fixado ao sistema ultrassônico ou fazer parte do sistema ultrassônico. O sistema de sucção 50 inclui um lúmen de sucção 52 que está conectado a uma fonte de vácuo (não

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14/31 mostrada) capaz de gerar uma pressão negativa dentro do lúmen de sucção. O sistema de sucção 50 é usado para remover fluido e/ou detritos do local de tratamento, durante o uso.

[0030] Embora um design coaxial seja mostrado pelas figuras 1 a 2b, em que a bainha externa 36 circunda e se coestende com a bainha interna 22, são contempladas outras modalidades. Por exemplo, a figura 3 ilustra uma modalidade em que um conduto de alta pressão 54 e uma bainha adjacente 22 são usados para transportar o fluido pressurizado destinado a deslocar os tecidos moles. Em outra modalidade, múltiplos condutos de alta pressão 54 podem ser usados para transportar o fluido pressurizado destinado a deslocar os tecidos moles. Em alternativas adicionais, a sucção pode ser obtida entre as bainhas interna e externa 22 e 36, entre o efetor de extremidade ultrassônico 18 e a bainha externa 36, ou através de um lúmen (não mostrado) formado através do efetor de extremidade.

[0031] A figura 4 ilustra uma outra modalidade de um sistema ultrassônico 60 capaz de deslocar tecidos moles. O sistema ultrassônico 60 é meramente exemplar, já que outros sistemas podem ser usados. O sistema ultrassônico 60 inclui um efetor de extremidade 62, um encaixe do cabo 64, um cabo do instrumento 66 e um conjunto da haste de transmissão ultrassônica 68. O encaixe do cabo 64 inclui um transdutor ultrassônico 69 (por exemplo, um transdutor piezoelétrico) destinado a converter em vibração mecânica um sinal elétrico (por exemplo, uma forma de onda senoidal de 55.000 Hz) oriundo de um gerador de sinal. Um exemplo de gerador de sinal é um Ultracision® modelo HP054, disponível comercialmente junto a Ethicon Endo-Surgery, Inc. O efetor de extremidade 62 pode ser um gancho de dissecção como aquele disponível no modelo DH105, também disponível junto a Ethicon Endo-Surgery, Inc.

[0032] Agora com referência à figura 5, o sistema ultrassônico 60

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15/31 inclui um conjunto de bainha móvel 70 que inclui um componente conector 72 que está fixado ao guia de ondas 74 em um nó fixo 76. O guia de ondas 74 inclui um segmento de montagem 78 que é recebido no interior de um canal anular 80 do componente conector 72, para inibir o movimento axial do componente conector em relação ao guia de ondas. O componente conector 72 inclui uma porção axial 82 que inclui o canal anular 80 e uma porção radial 84. A porção radial 84 forma uma parada para o conjunto de bainha móvel 70.

[0033] Um componente móvel 86 está conectado de modo deslizante ao componente conector 72. O componente móvel 86 inclui uma porção distal 88 que está situada em posição distal ao componente conector 72, e uma porção proximal 90 que está situada em posição proximal ao componente conector. A porção radial 84 é recebida dentro de uma fenda 92 formada em uma superfície interna 94 do componente móvel 86. A fenda 92 se estende axialmente para permitir o movimento axial do componente móvel em relação ao componente conector 72.

[0034] Um elemento de ativação 96 (nesta modalidade, uma mola) está situado entre o componente conector 72 e o componente móvel 86. O elemento de ativação 96 se apoia contra uma superfície de apoio 98 do componente móvel 86, a qual se estende radialmente, e na porção radial 84 do componente conector 72. A superfície de apoio 98 que se estende radialmente define uma extremidade distal à fenda 92. O elemento de ativação 96 força o componente móvel 86 em direção a uma configuração estendida, conforme ilustrado pela figura 5. Na configuração estendida, o componente móvel 86 se estende distalmente para além do efetor de extremidade 62. Uma superfície de apoio 100 que se estende radialmente inibe um movimento axial adicional do componente móvel 86 devido à força de ativação aplicada pelo elemento de ativação 96 ao engatar-se à porção radial 84 do compo

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16/31 nente conector 72. A superfície de apoio 100 forma uma extremidade proximal à fenda 92.

[0035] A figura 6 ilustra o conjunto de bainha móvel 70 em uma configuração retraída, em que a força F supera a força de alteração axial aplicada pelo elemento de ativação 96 ao componente móvel 86. Essa força F causa um movimento axial do componente móvel 86 proximalmente em relação ao guia de ondas 74, e faz com que o componente conector 72 com a fenda 92 se mova em relação à porção radial 94 do componente conector. A fenda 92 é dimensionada para permitir suficiente movimento axial do componente móvel 86, de modo que o efetor de extremidade 62 fique exposto para além de uma extremidade distal 102 do componente móvel.

[0036] A força de alteração desejada fornecida pelo elemento de ativação 96 ao componente móvel 86 para mover os tecidos moles 46 sem causar lesão aos mesmos pode depender de vários fatores, como a quantidade de deslocamento de tecidos desejada, o tipo de tecido circundante, a quantidade de tecidos sendo deslocada, etc. A força de alteração precisa ser selecionada, entretanto, de modo que o componente móvel 86 se retraia axialmente sob, por exemplo, uma força aplicada manualmente, quando a extremidade distal 102 entra em contato com um material relativamente duro, como osso. A figura 7, por exemplo, ilustra o conjunto de bainha móvel 70 na configuração estendida, com a extremidade distal 102 do componente móvel 86 situada em posição distal ao efetor de extremidade 62 e em contato com tecidos moles como dura 104, deslocando o tecido conforme a extremidade distal do componente móvel 86 é movida para diante. Quando a extremidade distal 102 entra em contato com um material relativamente duro, como osso 106, um movimento contínuo do instrumento para diante faz com que o efetor de extremidade 62 se estenda para além da extremidade distal 102, expondo o dito efetor de extremidade e co

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17/31 locando o conjunto de bainha móvel na posição retraída, conforme mostrado na figura 8. Quando o instrumento é afastado do osso 106, o efetor de extremidade 62 se move em relação ao componente móvel 86, retraindo-se de volta para dentro do componente móvel.

[0037] Com referência à figura 9, uma modalidade alternativa de um conjunto de bainha móvel 110 inclui um componente conector 112 que está conectado ao guia de ondas (por exemplo, de um modo similar ao componente conector 72) e um componente móvel 114 que está conectado de maneira giratória ao componente conector 112. O componente móvel 114 está conectado de maneira giratória ao componente conector 112, nesta modalidade, por meio de um pino 116 que define um eixo de pivô em torno do qual o componente móvel 114 pode girar. Um elemento de ativação (não mostrado, como uma mola de torção) pode ser usado para forçar o componente móvel 114 em direção a uma configuração não-defletida, conforme mostrado na figura 9. Como alternativa, o material do componente móvel pode ser selecionado de modo a ter suficiente rigidez flexural, para que o próprio componente móvel 114 possa ser usado como uma mola de cantiléver para forçar o componente móvel em direção a uma configuração nãodefletida.

[0038] Agora com referência às figuras 10 e 11, o componente móvel 114 inclui uma fenda 118 que é dimensionada de modo a permitir que o efetor de extremidade 62 passe através da mesma. Especificamente com referência à figura 11, quando é aplicada ao componente móvel 114 uma força F que é suficiente para superar a força de ativação, o componente móvel gira na direção da seta 120. A posição e o tamanho da fenda 118 permitem que o efetor de extremidade 62 passe através da mesma conforme o componente móvel 114 gira, até que o efetor de extremidade fique exposto, por exemplo, para uma operação de corte. Conforme exposto acima, a força de alteração fornecida pelo

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18/31 elemento de ativação ao componente móvel 114 pode ser selecionada de modo a mover os tecidos moles sem causar lesão aos mesmos, e para permitir a rotação do elemento móvel 114, por exemplo mediante o uso de uma força aplicada manualmente, quando o componente móvel 114 entra em contato com um material relativamente duro, como osso.

[0039] Com referência à figura 12, alguns dos recursos acima descritos são combinados no sistema ultrassônico 122. O sistema ultrassônico 122 inclui tanto um sistema para liberação de fluido 124 como um conjunto de bainha móvel 126. O sistema para liberação de fluido inclui uma fonte de fluido 32 e um conduto 128 que é acoplado a uma entrada de fluido 130, por exemplo mediante o uso de uma válvula 132. O conjunto de bainha móvel 126 inclui um componente conector 134 e um componente móvel 136 conectado de maneira deslizante ao mesmo. Conforme exposto acima em relação ao componente móvel 114, o componente móvel 136 pode retrair-se em relação ao efetor de extremidade 18 para expor o mesmo, por exemplo para uma operação de corte.

[0040] As figuras 13 e 14 ilustram o componente móvel 136 em suas configurações estendida (figura 13) e retraída (figura 14). Como pode ser visto na figura 13, na configuração estendida uma abertura para fluido 138 se forma entre a porção axial 135 do componente conector 134 e o componente móvel 136. A abertura para fluido 138 permite que o fluido pressurizado flua para dentro da via para passagem de fluidos 140, em direção à saída de fluido. Em algumas modalidades, o fluido pressurizado pode ser usado para transmitir uma força de alteração ao componente móvel 136, de modo a forçar o componente móvel em direção à sua posição estendida. A figura 14 mostra o componente móvel 136 em sua configuração retraída. Na configuração retraída, a superfície 142 do componente móvel 136 se engata na su

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19/31 perfície 144 do componente conector 134, fechando assim a abertura para fluido 138, e formando um lacre que inibe o fluxo de fluidos para dentro da via para passagem de fluidos 140. Conforme pode ser observado nesta modalidade, os componentes móveis e de conexão 136 e 134 formam uma válvula mecânica que permite o controle do fluxo de fluidos para a saída de fluido. Em algumas implementações, a válvula mecânica formada pelos componentes móveis e de conexão 136 e 134 pode proporcionar um controle progressivo do fluxo de fluido pressurizado através do ajuste do tamanho da abertura para fluido 138. Isso pode permitir o ajuste do fluxo de fluidos entre uma vazão totalmente aberta e uma vazão totalmente fechada.

[0041] Em outra modalidade, o componente móvel 136 é ajustado manualmente, formando assim uma válvula mecânica manualmente ajustável, em que o usuário pode controlar manualmente o tamanho da abertura para fluido 138. Em ainda outra modalidade, o componente móvel 136 é usado para interromper o fluxo com a bainha móvel na posição estendida, o que permitiria o fluxo de fluidos somente quando a bainha está retraída (por exemplo, durante o corte).

[0042] As figuras 15A a 15D ilustram uma modalidade exemplar que inclui uma válvula mecânica ajustável que pode ser aberta e fechada mediante o giro de um ou ambos os componentes 141 e 143, um em relação ao outro. Os componentes 141 e 143 incluem as vias para passagem de fluidos 145 e 147, respectivamente, as quais são usadas para transportar fluidos até a saída de fluido. A figura 15C ilustra os componentes 141 e 143 conectados em uma configuração fechada, com suas respectivas vias para passagem 145 e 147 rotacionadas a 90 graus uma em relação à outra. A figura 15D ilustra os componentes 141 e 143 sendo girados um em relação ao outro, abrindo assim as trajetórias para fluxo de fluidos 149 e 151.

[0043] Novamente com referência às figuras a 14, os efetores de

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20/31 extremidade 18 e 62, bem como o guia de ondas associado aos mesmos, podem ser formados unitariamente a partir de uma liga de titânio, como Ti-6Al-4V, uma liga de alumínio, ou de qualquer outro material adequado. Alternativamente, o efetor de extremidade pode ser formado separadamente a partir do mesmo material que o guia de ondas, ou a partir de um material alternativo. O efetor de extremidade pode, então, ser fixado ao guia de ondas por uma conexão rosqueada ou uma junta soldada, por exemplo. Conforme é bem conhecido na técnica, a extremidade proximal do efetor de extremidade pode estar situada próximo ao ponto nodal vibratório mais distal do guia de ondas. A extremidade distal do efetor de extremidade corresponde ao local de um ponto antinodal vibratório. O comprimento do efetor de extremidade é, portanto, aproximadamente igual a um quarto do comprimento de onda acústico que é característico da composição material do efetor de extremidade para uma frequência específica de entrada de energia ultrassônica. Por exemplo, quando o efetor de extremidade é formado a partir de Ti-6Al-4V, o comprimento de onda característico é de aproximadamente 87 mm, e o comprimento do efetor de extremidade é de aproximadamente 22 mm.

[0044] Entretanto, pode ser desejável formar o efetor de extremidade 18, 62 a partir de uma combinação de materiais resultando, assim, em um efetor de extremidade compósito. Agora com referência à figura 16, é mostrada uma vista em perspectiva da porção distal de uma primeira modalidade de um conjunto de transmissão ultrassônica 150 para um instrumento cirúrgico ultrassônico. A figura 17 é uma vista em seção transversal do conjunto 150, tomada na linha 17-17 da figura

16. O conjunto 150 inclui um guia de ondas 152 que pode ser similar ao guia de ondas acima descrito. A extremidade distal do guia de ondas 152 se fixa à extremidade proximal de um efetor de extremidade compósito 154, junto a um primeiro ponto nodal vibratório 156. O ponto

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21/31 nodal 156 pode, também, estar posicionado em local ligeiramente proximal à extremidade proximal do efetor de extremidade 154. O sistema ordenado mostrado na figura 16 define um eixo longitudinal 158 do conjunto 150 como sendo paralelo ao eixo geométrico z. O efetor de extremidade compósito 154 inclui uma primeira porção cilíndrica 160, que tem uma seção transversal circular. A primeira porção 160 tem um orifício 162 (também mencionado como uma cavidade) coaxial ao eixo longitudinal 158, e estendendo-se entre as extremidades distal e proximal do efetor de extremidade 154. Uma segunda porção cilíndrica 164 pode ser posicionada dentro do orifício 162 e pode substancialmente preencher o orifício 162. Deve-se notar que, embora o orifício 162 na primeira porção 160 seja mostrado como estendendo-se até próximo a um ponto nodal vibratório 156, as modalidades alternativas desta abordagem permitem que o orifício 162 se estenda e fracione comprimentos de onda únicos ou múltiplos através do material, até e inclusive a totalidade do guia de ondas 152.

[0045] A primeira porção 160 pode ser formada a partir de um primeiro material, que pode ser qualquer um dentre inúmeros materiais adequados, inclusive uma liga de titânio como Ti-6Al-4V e uma liga de alumínio como 7075-T6. A primeira porção 160 proporciona à segunda porção 164 um revestimento externo relativamente duro, para resistir aos estresses estruturais durante o manuseio normal, a montagem e o funcionamento do instrumento cirúrgico ultrassônico. A primeira porção 160 vibra caracteristicamente (sendo que o temo caracteristicamente refere-se às propriedades acústicas normalmente exibidas pelo material), por exemplo com um primeiro comprimento de onda, quando excitada por uma entrada de energia ultrassônica, como a que pode ser fornecida pela unidade de acionamento ultrassônico do instrumento cirúrgico ultrassônico. Um exemplo de entrada de energia ultrassônica é de aproximadamente 3 Watts a uma frequência de cerca de 55,5

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22/31 kHz. Um exemplo de um primeiro comprimento de onda é de aproximadamente 87 mm.

[0046] A segunda porção 164 é formada a partir de um segundo material, que pode ser qualquer um dentre inúmeros materiais adequados, inclusive alumina, nitreto de alumínio, zircônia, carbureto de silício, nitreto de silício, safira e rubi. A segunda porção 164 pode estender somente uma porção do comprimento total do efetor de extremidade 154. A segunda porção 164 vibra caracteristicamente, por exemplo, com um segundo comprimento de onda, quando excitada separadamente pela entrada de energia ultrassônica. O segundo comprimento de onda pode ser substancialmente maior que o primeiro comprimento de onda da primeira porção 160. Um exemplo de um segundo comprimento de onda é de aproximadamente 174 mm.

[0047] A primeira porção 160 e a segunda porção 164 podem ser unidas uma à outra mediante o uso de qualquer um dentre inúmeros processos ou combinações de processos adequados, incluindo, mas não se limitando a, soldagem com latão, sinterização e acoplamento mecânico. Quando a primeira porção 160 e a segunda porção 164 estão unidas umas às outras e são excitadas pela entrada de energia ultrassônica, o efetor de extremidade compósito 154 vibra caracteristicamente com um comprimento de onda compósito que se situa entre o primeiro e o segundo comprimentos de onda.

[0048] De maneira similar, uma ou mais outras propriedades materiais, incluindo condutividade térmica, eficiência na transmissão de energia ultrassônica e resistência à fadiga do efetor de extremidade 154, podem apresentar valores característicos compósitos. Além disso, cada valor característico compósito associado a uma propriedade do material pode estar em uma faixa definida pelos valores característicos para aquela propriedade do material da primeira porção 160 e da segunda porção 164.

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23/31 [0049] Em algumas modalidades, por exemplo, o material formando a primeira porção 160, como uma liga de titânio, pode ser escolhido para ter uma condutividade térmica relativamente baixa, enquanto o material formando a segunda porção 164, como uma liga de alumínio, pode ser escolhido para ter uma condutividade térmica relativamente alta. Em uma modalidade, a segunda porção 164 pode situar-se entre cerca de 30 e 70% (por exemplo, cerca de 50%) de uma largura geral W do efetor de extremidade 154, com a primeira porção 160 formando o restante da largura W. Essa disposição exemplificadora deve oferecer um coeficiente de transferência de calor compósito situado em algum ponto entre aquele dos efetores de extremidade produzidos a partir de cada um dos materiais por si sós. Vantajosamente, pode-se obter um efetor de extremidade que seja capaz de transferir o calor para longe dos tecidos na área ativa, porém não tão depressa que não sejam possíveis transecções rápidas dos tecidos.

[0050] Conforme mostrado na figura 17, a segunda porção 164 pode ter um diâmetro uniforme ao longo de todo o seu comprimento. Em outras implementações, a segunda porção 164 e/ou a primeira porção 160 podem ter seus diâmetros afunilados de maneira uniforme ou mesmo um em relação ao outro. A primeira porção 160 e a segunda porção 164 podem ser unidas uma à outra por uma ligação justa e com vãos mínimos em toda a área entre as superfícies de interface, para garantir um desempenho consistentemente ótimo do efetor de extremidade compósito 154. Um método para a produção do efetor de extremidade compósito 154 pode incluir obter-se uma primeira haste formada a partir de um primeiro material, como uma liga de titânio, e criar um orifício longitudinal estendendo-se entre as extremidades proximal e distal da primeira haste, como por meio de um processo de perfuração. Por exemplo, a primeira haste pode ter um diâmetro externo de cerca de cinco milímetros, e o orifício longitudinal pode ter um

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24/31 diâmetro de cerca de quatro milímetros. O método pode, ainda, incluir a obtenção de uma segunda haste formada a partir de um segundo material, como safira artificial, dimensionando-se o diâmetro da segunda haste para que apresente um encaixe justo dentro do orifício longitudinal da primeira haste. O método pode, ainda, incluir a união da primeira haste à segunda haste, por meio de um processo de união. O processo de união pode ser, por exemplo, um processo de sinterização, um processo de soldagem, um processo mecânico ou uma combinação desses processos.

[0051] Os processos de sinterização e soldagem são bem conhecidos na indústria de marcapassos cardíacos para a produção de condutores elétricos de passagem biocompatíveis, hermeticamente lacrados e duradouros através da carcaça do marcapasso. Os processos de sinterização incluem um processo de vedação de cerâmica-emmetal que pode ser usado para unir uma cerâmica, como alumina 95% ou alumina 100% (safira) a um metal, como titânio, aço inoxidável ou molibdênio. A cerâmica (como a segunda porção 164 do efetor de extremidade 154, na figura 17) pode ser metalizada mediante o uso de um metal refratário em pó, ou de uma técnica de metalização em filme fino por bombardeamento de íons. A cerâmica metalizada pode, então, ser unida sob alta pressão ao metal (como a primeira porção 160 do efetor de extremidade 154, na figura 17) e submetida a alto aquecimento durante um período de tempo, para unir a cerâmica e o metal um ao outro.

[0052] Também é possível soldar com latão a segunda porção 164 e a primeira porção 160, por meio de uma liga para soldagem (por exemplo, prata, ouro ou ouro-cobre), embora essas ligas para soldagem sejam geralmente do tipo com perdas (isto é, as mesmas não propagam energia acústica de maneira eficaz, e tendem a gerar calor rapidamente) em relação à propagação de uma entrada de energia

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25/31 ultrassônica. Entretanto, o uso de materiais com perda na composição do efetor de extremidade 154, inclusive a formação da segunda porção 164 a partir de um material com perdas como prata, ouro e similares, potencialmente permitiria que o efetor de extremidade 154 fosse particularmente adequado ao uso em um ambiente com fluidos. Por exemplo, cirurgiões frequentemente usam instrumentos cirúrgicos ultrassônicos para cortar e/ou coagular tecidos submersos em fluidos corpóreos que rapidamente dissipam o calor do efetor de extremidade. Consequentemente, o tempo necessário para cortar e/ou coagular os tecidos aumenta significativamente, o que pode ser muito dispendioso para o paciente. Podem ser obtidos, para esses procedimentos cirúrgicos, instrumentos ultrassônicos dotados de efetores de extremidade compostos de materiais com perda e especificamente adaptados para cortar e coagular tecidos mesmo quando o efetor de extremidade estiver submerso em um fluido corporal. A combinação do autoaquecimento do material com perdas àquele do tecido em contato com o efetor de extremidade 154 pode permitir que o sistema forneça o calor necessário para desnaturar as proteínas presentes nos tecidos, cortando/coagulando o mesmo. Adicionalmente, mediante o uso de uma bainha externa em liga de titânio ou outra liga sem perdas em torno de um núcleo interno de material com perdas, pode-se controlar a quantidade de autoaquecimento do efetor de extremidade compósito.

[0053] A união ou acoplamento mecânico da segunda porção 164 à primeira porção 160 pode incluir o encaixe por pressão da segunda porção no orifício da primeira porção 160, ou a compressão mecânica da primeira porção sobre a segunda porção. Alternativamente, pode ser usado um processo térmico, por exemplo, um no qual a primeira porção 160 é aquecida de modo a aumentar o diâmetro do orifício, antes do posicionamento da segunda porção 164 no interior do orifício. O conjunto pode, então, ser deixado resfriar de modo que a primeira porPetição 870180138972, de 08/10/2018, pág. 29/46

26/31 ção 160 se contraia firmemente sobre a segunda porção 164. Em outra modalidade, a primeira e a segunda porções 160 e 164 são rosqueadas uma à outra. Vários outros processos mecânicos bemconhecidos também podem ser usados, tal como ficará evidente aos versados na técnica.

[0054] Os versados na técnica reconhecerão que um efetor de extremidade compósito pode incluir uma pluralidade de porções, sendo que cada porção pode ter qualquer uma dentre inúmeras configurações, e sendo que as porções podem ser unidas umas às outras em qualquer uma dentre inúmeras disposições. Cada porção pode ser produzida a partir de um material que é igual ou diferente do material de qualquer outra porção. Portanto, é possível obter um efetor de extremidade compósito com uma combinação desejada de características relacionadas, mas não se limitando a, comprimentos de onda compósitos quando excitadas por uma entrada de energia ultrassônica, resistência estrutural, configuração (inclusive comprimento), distribuição de massa, custo de fabricação, vida útil, condução de calor e geração de calor. Cada porção pode ser formada a partir de um dentre uma pluralidade de materiais, sendo que cada material exibe um valor característico de uma propriedade do material quando excitado por uma entrada de energia ultrassônica, e sendo que o efetor de extremidade compósito exibe um valor característico compósito diferente de qualquer um dos valores característicos de cada material, quando excitado pela entrada de energia ultrassônica.

[0055] Também é possível obter um efetor de extremidade compósito para um instrumento cirúrgico ultrassônico com uma pluralidade de porções formadas a partir de um material e unidas umas às outras de modo que o efetor de extremidade compósito exiba uma resistência intensificada à propagação de fraturas através do efetor de extremidade, quando excitado pela entrada de energia ultrassônica. Pelo menos

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27/31 uma dentre as porções pode ser uma porção laminada unida a uma porção adjacente, de modo que uma fratura iniciada na porção laminada não se propague através da porção adjacente.

[0056] Agora com referência à figura 18, em algumas modalidades o efetor de extremidade 170 pode incluir partículas pequenas e duras 172, como diamantes, partículas de óxido de alumínio, etc., dispostas em uma matriz metálica 174 como uma liga de titânio ou alumínio que é sinterizada ou submetida à prensagem isostática. As partículas poderiam ser aplicadas com um adesivo ou como parte de um revestimento. As partículas 172 ficam expostas na superfície do efetor de extremidade 170, de modo que possam entrar em contato com os tecidos. A adição das partículas 172 aumenta a ação de abrasão do efetor de extremidade 170 em contato com os tecidos. Em algumas implementações, pode ser desejável irrigar o efetor de extremidade 170 durante o uso, devido ao aumento na ação de abrasão.

[0057] Com referência à figura 19, é mostrada uma modalidade de sistema cirúrgico com jato de líquido 180. O sistema cirúrgico com jato de líquido 180 usa um instrumento cirúrgico com jato de líquido 182 que consiste em uma ferramenta cirúrgica dotada de uma extremidade proximal incluindo um corpo 186 que tem uma região de empunhadura 188 configurada para posicionamento na mão de um usuário. O instrumento cirúrgico 182 tem uma extremidade distal 190 incluindo um lúmen de pressão 192 e um lúmen de evacuação 194.

[0058] Na modalidade ilustrada, o instrumento cirúrgico 182 inclui, ainda, uma bainha 196 que circunda pelo menos parcialmente o lúmen de pressão 192 e o lúmen de evacuação 194, e que proporciona suporte ao lúmen para ajudar a manter uma configuração geométrica entre o lúmen de pressão 192 e o lúmen de evacuação 194, quando o instrumento 182 está em funcionamento. O lúmen de pressão 192 inclui ainda, em sua extremidade distal, um bocal 198 que forma um jato

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28/31 de líquido conforme um líquido em alta pressão fornecido pelo lúmen de pressão 192 flui através do mesmo. O lúmen de evacuação 194 inclui uma abertura para recepção do jato 200 situada em sua extremidade distal e posicionada, quando o instrumento 182 está em funcionamento, em oposição ao bocal 198, a uma distância predeterminada do mesmo, de modo a receber um jato de líquido.

[0059] Em algumas modalidades, o lúmen de pressão 192 e o lúmen de evacuação 194 são construídos e apoiados de modo que as extremidades distais dos mesmos sejam suficientemente rígidas para impedir a deflexão dos lúmens, por exemplo devido ao contato com superfícies dentro do espaço de funcionamento cirúrgico, deflexão essa que poderia potencialmente levar ao desvio do jato de líquido de modo que o mesmo não mais incida sobre a abertura para recepção do jato 200, potencialmente causando, assim, danos não-intencionais aos tecidos do paciente. O lúmen de pressão 192 está em comunicação fluida com a bomba de alta pressão 204 por meio do conduto para fornecimento de líquido em alta pressão 206. O conduto para fornecimento de líquido em alta pressão 206 precisa, ainda, ter uma resistência ao estouro capaz de suportar as mais altas pressões de líquido contempladas para o uso do instrumento 182 em uma aplicação cirúrgica específica. Em algumas modalidades, o conduto para fornecimento de líquido em alta pressão 206 compreende um hipotubo em aço inoxidável resistente a estouro, construído para suportar pelo menos 344,74 MPa (50.000 psig). Em algumas modalidades, o hipotubo pode estar enrolado em espiral para otimizar a flexibilidade e a manobrabilidade do instrumento cirúrgico 182. Em uma modalidade, o conduto para fornecimento de líquido em alta pressão 206 compreende um tubo de náilon reforçado com Kevlar que pode ser conectado ao lúmen de pressão 192.

[0060] A bomba de alta pressão 204 está em comunicação fluida

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29/31 com o conduto para fornecimento de líquido em alta pressão 206, que pode ser qualquer bomba adequada capaz de fornecer as pressões de líquido necessárias à realização dos procedimentos cirúrgicos desejados. Os versados na técnica compreenderão prontamente que muitos tipos de bombas de alta pressão podem ser usados para o presente propósito incluindo, mas não se limitando a, bombas de pistão e bombas de diafragma. Em algumas modalidades, a bomba de alta pressão 204 compreende uma bomba de pistão ou de diafragma descartável, a qual é acoplada a um console de acionamento de bomba 210 reutilizável. A bomba de alta pressão 204 tem uma entrada que fica em comunicação fluida com uma linha de alimentação de líquido em baixa pressão 212, a qual recebe líquido do reservatório para suprimento de líquido 214. O console de acionamento de bomba 210 inclui, de preferência, um motor elétrico que pode ser usado para fornecer uma força de acionamento à bomba de alta pressão 204, para suprir um líquido em alta pressão ao conduto para fornecimento de líquido 206. Vários outros detalhes do sistema cirúrgico com jato de líquido 180 são descritos na patente US n° 7.122.017, cujos detalhes estão aqui incorporados, a título de referência, como se estivessem aqui totalmente descritos.

[0061] Um sistema ultrassônico 220 está posicionado de modo a conferir energia ultrassônica a determinados recursos do sistema cirúrgico com jato de líquido 180. O sistema ultrassônico 220 inclui um gerador de sinal ultrassônico 222 com transdutor ultrassônico 224. O transdutor ultrassônico 224 converte um sinal elétrico do gerador de sinal ultrassônico 222 em energia mecânica, a qual resulta em um movimento principalmente vibratório do transdutor ultrassônico. O transdutor 224 pode ser projetado de modo a vibrar o sistema longitudinalmente, transversalmente ou torsionalmente. Em uma modalidade, o transdutor é um transdutor de modo radial situado em redor do lúmen

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30/31 de pressão 192, por exemplo, para transmitir pulsos de pressão ao fluxo pressurizado.

[0062] Agora com referência à figura 20, o transdutor ultrassônico 224 (figura 19) pode conferir energia vibratória a qualquer um ou mais dentre o lúmen de pressão 192, o lúmen de evacuação 194, o jato de líquido em alta pressão 202 e a coluna de água do tubo de evacuação dentro do lúmen de evacuação. Primeiro, a energia ultrassônica pode ser transmitida ao lúmen de pressão 192. Isso pode ser obtido, por exemplo, mediante a vibração do lúmen de pressão 192 de maneira longitudinal, criando assim um movimento de contração e expansão do lúmen de pressão, devido à onda estacionária. O movimento dinâmico da ponta 195 cria pulsos de pressão. Como outro exemplo, o transdutor 224 pode cercar o lúmen de pressão 102 ou formar parte do lúmen de pressão, e ser excitado de maneira radial. Essa excitação faz com que o transdutor 224 contraia o diâmetro do lúmen de pressão 102 (que é flexível) ou o fluido, se o transdutor fizer parte do lúmen, criando assim pulsos de pressão. Ao se transmitir energia ultrassônica ao lúmen de pressão 192, o corte por jato de líquido pode ser intensificado. Em alguns casos, o próprio lúmen de pressão 192 pode ser usado para cortar ou coagular tecidos.

[0063] Em algumas modalidades, energia ultrassônica pode ser transmitida ao lúmen de evacuação 194, por exemplo, de modo similar àquele acima descrito. Ao se transmitir energia ultrassônica ao lúmen de evacuação 194, pode-se inibir o surgimento de obstruções dentro do lúmen de evacuação 194. Em alguns casos, o próprio lúmen de evacuação 194 pode ser usado para cortar ou coagular tecidos.

[0064] Em algumas modalidades, energia ultrassônica pode ser adicionada ao jato de água em alta pressão 202. Isso pode ser obtido mediante a vibração do lúmen de pressão 192 de maneira longitudinal, criando assim um movimento de contração e expansão do lúmen de

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31/31 pressão, devido à onda estacionária. O movimento dinâmico da ponta 195 cria pulsos de pressão que conferem movimento vibratório ao fluxo de água 202. Como outro exemplo, o transdutor 224 pode cercar o lúmen de pressão 102 ou formar parte do lúmen de pressão, e ser excitado de maneira radial. Essa excitação faz com que o transdutor 224 contraia o diâmetro do lúmen de pressão 102 (que é flexível) ou o fluido, se o transdutor fizer parte do lúmen, criando assim pulsos de pressão que são transferidos para o fluxo de água 202. Em algumas modalidades, energia ultrassônica pode ser adicionada à coluna de líquido no interior do lúmen de evacuação 194, de modo similar àquele acima descrito.

[0065] Diversas modalidades detalhadas foram descritas. Todavia, deve-se compreender que várias modificações podem ser feitas. Consequentemente, outras modalidades estão dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims (20)

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REIVINDICAÇÕES

1. Sistema cirúrgico ultrassônico (10) compreendendo:

um elemento de transmissão ultrassônica (34);

um efetor de extremidade (18) acionado por ultrassom, fixado no elemento de transmissão (34); e uma bainha (86) que é móvel elasticamente em relação ao efetor de extremidade (18), a bainha tendo uma primeira configuração na qual uma extremidade distal da bainha cobre o efetor de extremidade (18) para inibir a interação com o tecido pelo efetor de extremidade (18) e uma segunda configuração na qual o efetor de extremidade (18) é exposto fora da extremidade distal da bainha (86) para interagir com o tecido;

em que a bainha (86) é movida a partir da primeira configuração para a segunda configuração pela aplicação de uma força na extremidade terminal distal da bainha;

caracterizado pelo fato de que a bainha (86) é configurada para se mover elasticamente a partir da primeira configuração para a segunda configuração mediante contato com tecido duro e a bainha (86) é configurada para impedir o movimento elástico dentro da segunda configuração mediante contato com o tecido mole; e em que a bainha (86) retorna elasticamente a partir da segunda configuração para a primeira configuração mediante a remoção do contato com o tecido duro.

2. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um elemento de ativação elástico (96) conectado operativamente à bainha (86) de modo que a bainha é forçada na direção da primeira configuração.

3. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

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2/6 um elemento conector (72) conectado de maneira fixa ao elemento de transmissão, o elemento conector incluindo uma porção axial (82) e uma porção radial (84) se estendendo para fora a partir da porção axial (82), o elemento de ativação elástico (96) está situado entre o elemento conector (72) e a bainha (86) para forçar a bainha na direção da primeira configuração.

4. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de ativação elástico (96) é uma mola.

5. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema para liberação de fluido (30), uma extremidade distal da bainha definindo um bocal para fluido (40) para liberar fluido pressurizado sobre os tecidos durante o uso.

6. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o efetor de extremidade (18) é um efetor de extremidade compósito compreendendo:

uma primeira porção (164) que compreende um primeiro material tendo uma primeira condutividade térmica; e uma segunda porção (160) que compreende um segundo material tendo uma segunda condutividade térmica que é mais alta que a primeira condutividade térmica.

7. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que:

a bainha (86) inclui uma porção proximal que está situada proximalmente ao elemento conector (72) e uma fenda (92), formada sobre uma superfície interior da bainha, disposta entre a extremidade distal e a porção proximal; e em que a fenda (92) circunda o elemento conector (72) e se estende axialmente para permitir o movimento axial da bainha (86)

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3/6 em relação ao elemento conector (72).

8. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de ativação elástico (96) está disposto entre uma extremidade distal da fenda (92) e a porção radial do elemento conector (72).

9. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a porção radial do elemento conector engata em uma extremidade proximal da fenda (92) para limitar o movimento distal da bainha (86) em relação ao efetor de extremidade (18).

10. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a extremidade distal da bainha (86) inclui uma fenda (92) que se estendendo longitudinalmente configurada para permitir que o efetor de extremidade (18) passe através dela.

11. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um elemento conector (72) fixamente conectado ao elemento de transmissão, em que a bainha (86) está conectada rotativamente ao elemento conector (72) em uma articulação.

12. Sistema cirúrgico ultrassônico (10) compreendendo:

um elemento de transmissão ultrassônica (34);

um efetor de extremidade (18) acionado por ultrassom, fixado no elemento de transmissão (34);

uma bainha (86) que é móvel em relação ao efetor de extremidade (18), a bainha (86) tendo uma primeira configuração na qual uma extremidade distal da bainha cobre o efetor de extremidade (18) para inibir a interação com o tecido pelo efetor de extremidade (18) e uma segunda configuração na qual o efetor de extremidade (18) é exposto fora da extremidade distal da bainha para interagir com o tecido,

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4/6 e a bainha (86) é movida a partir da primeira configuração para a segunda configuração pela aplicação de uma força na extremidade terminal distal da bainha; e um elemento de ativação (96) conectado de modo operacional à bainha (86) de modo que a bainha seja forçada na direção da primeira configuração, em que o elemento de ativação (96) é uma mola;

caracterizado elo fato de que a bainha (86) é configurada para se mover a partir da primeira configuração para a segunda configuração mediante contato com tecido duro e a bainha (86) é configurada para impedir o movimento dentro da segunda configuração mediante contato com o tecido mole.

13. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

um elemento conector (72) conectado de maneira fixa ao elemento de transmissão, o elemento conector (72) incluindo uma porção axial (82) e uma porção radial (84) se estendendo para fora a partir da porção axial (82), a mola estando situada entre o elemento conector (72) e a bainha (86) para forçar a bainha na direção da primeira configuração.

14. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema para liberação de fluido (30), uma extremidade distal da bainha definindo um bocal para fluido (40) para liberar fluido pressurizado sobre os tecidos durante o uso.

15. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o efetor de extremidade (18) é um efetor de extremidade compósito compreendendo:

uma primeira porção (164) que compreende um primeiro material tendo uma primeira condutividade térmica; e

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5/6 uma segunda porção (160) que compreende um segundo material tendo uma segunda condutividade térmica que é mais alta que a primeira condutividade térmica.

16. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que:

a bainha (86) inclui uma porção proximal que está situada proximalmente ao elemento conector (72) e uma fenda (92), formada sobre uma superfície interior da bainha, disposta entre a extremidade distal e a porção proximal; e em que a fenda (92) circunda o elemento conector (72) e se estende axialmente para permitir o movimento axial da bainha (86) em relação ao elemento conector (72).

17. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o elemento de ativação (96) está disposto entre uma extremidade distal da fenda (92) e a porção radial do elemento conector (72).

18. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a porção radial do elemento conector engata em uma extremidade proximal da fenda (92) para limitar o movimento distal da bainha (86) em relação ao efetor de extremidade (18).

19. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a extremidade distal da bainha (86) inclui uma fenda (92) que se estendendo longitudinalmente configurada para permitir que o efetor de extremidade (18) passe através dela.

20. Sistema cirúrgico ultrassônico, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um elemento conector (72) fixamente conectado ao elemento de transmissão, em que a bainha (86) está conectada rotativamente ao elemento

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6/6 conector (72) em uma articulação.