CN102006829A - 用于外科手术组织摘除的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种外科手术器械(22)，包括：联接器(33)，该联接器保持内部件(54)和外部件(52)而形成切割器具(30)；以及位于第一端口(35)和第二端口(103)之间的抽吸控制通道，该第一端口暴露在联接器(33)的外部，该第二端口可通过内部件(56)的腔(105)连接于负压源(24)，其中，该抽吸控制机构让使用者通过将手指选择性地定位在第一端口(35)上来控制施加在切割末端器具处的真空水平。

Description

用于外科手术组织摘除的系统和方法

技术领域

本发明涉及身体组织的治疗。更具体地说，本发明涉及用于减少或摘除肿瘤组织的外科手术系统、器械和方法。

背景技术

为了各种原因并且对许多类型的组织进行身体组织的摘除或减少。例如，当其功能衰竭时，器官可以被摘除。在一些情况下，肿瘤和/或肿瘤周围必须切除。肿瘤通常用化学疗法、辐射、外科手术和其他技术治疗。当外科手术是选择的治疗时，通常利用各种外科手术器械，例如空洞形成外科手术抽吸器(CUSA)，或外科手术激光刀。

对于可以接近的脑肿瘤脑外科手术是选择的治疗。虽然除了脑肿瘤外CUSA还可以用于治疗许多组织，但是脑外科手术提供一个有用的例子，以强调在易损组织的外科手术摘除中发生的一些困难。外科手术的目的是摘除尽可能多的肿瘤组织。在另一些手术中，为了摘除脑肿瘤最常实施的外科手术是开颅术。一般而言，神经外科医生切开头皮、头颅、硬脑膜、脑脊膜和皮质，以露出肿瘤上的脑区。然后，进行肿瘤的定位和摘除。

当利用CUSA、激光刀或诸如冷钢器械、超声切割装置和双极射频等离子体切除系统的其他脑外科手术器械时，与人脑解剖结构相关的易损组织引起一些关注。作为参考，大脑被三层膜或脑脊膜覆盖，这三层膜或脑膜本身又被颅骨包围。这三层脑脊膜是硬脑膜(紧靠颅骨下面)、蛛网膜和软脑膜。脊髓液在蛛网膜和软脑膜之间的空间——称为蛛网膜下腔——中流动。这些脑脊膜很薄并且易损，其中软脑膜具有或保持许多与大脑相关的血管。由于软脑膜特别易碎的性质，当试图用外科手术摘除脑瘤时神经外科医生必需非常当心；对软脑膜的意外损坏能够减少对大脑的主要血液供给。对诸如蛛网膜或脑组织(例如，大脑皮质)的其他健康结构不必要的损伤以及对脑神经和供应大脑(和脑干)的动脉不必要的损伤也能够导致病人损害。考虑到这些，CUSA器械递送超声作用以摘除组织和骨。外科医生试图将超声切割端部放置在被破坏的组织上。但是，当被器械的轴碰到时也可能发生高频切割并损害目标肿瘤周围的组织。而且，由于CUSA机头相对大的尺寸，很难用肉眼确定超声轴/端部的放置。同样，由于切割线中和周围的局部热使用激光刀也可能造成无意的组织损害。

在另一个例子中，当在气管中治疗肿瘤和/或病变时也必需非常当心诸如声带和食管的易损组织。例如，病变或肿瘤必需切除同时不损伤周围的粘膜以避免给声带留下伤痕。在另一个例子中，在气管中过分侵害性切除组织可能导致涉及食管的瘘，这种瘘转而导致食物和流体的吸入。

根据上面所述，外科医生和其他医生继续面临着在试图对正常组织的损害最小的同时减少或摘除肿瘤和/或病变期间呈现的许多挑战。

附图说明

图1是根据本公开的原理用于外科手术减少或摘除组织的系统的示意图；

图2是与图1的系统一起使用的外科器械的透视图；

图3A是图1的器械的刀片组件部分的分解图；

图3B是图3A组件的内管状部件的近端区的放大透视图；

图3C是图3A组件的内管状部件的近端区的放大透视图；

图4A是图3A组件的外管状部件的远端区的放大透视图；

图4B是图3A组件的内管状部件的远端切割窗口的放大剖视图；

图5是当最后构造时图3A的刀片组件和刀片联接器的剖视图；

图6是当最后构造时图3A的刀片组件和刀片联接器的剖视图；

图7A是当最后构造时图3A的刀片组件和刀片联接器的透视图；

图7B是当最后构造时该器械的一部分的剖视图；

图8A和8B示出图7的器械的切割器具部分的操作；和

图9A和9B示出在外科手术摘除脑瘤中图1的系统的应用。

具体实施方式

根据本公开原理的一些方面涉及用于外科手术治疗病人的肿瘤或其他身体组织的外科手术系统和方法。

一方面，该系统包括外科手术切除器械、马达和负压源。该切除器械包括内部件、外部件、机头和抽吸控制机构。该内部件包括远切割端部，而外部件具有形成切割窗口的远端区和在该切割窗口的远侧端的升降末端。该机头保持内部件和外部件，使得该内部件可旋转地容纳在该外部件内，其中切割末端暴露在切割窗口外面。而且，切割末端和远端区组合以形成切割器具。该马达连接于内部件用于相对于外部件旋转内部件，例如，作为切割操作的一部分。

另一方面，该系统包括从切割器具延伸通过该机头到负压源的流体通道。在一些结构中，该抽吸控制机构安装在机头内，而在另一些结构中，该抽吸控制机构安装在构造成将内部件和外部件偶联于机头的联接器内。该抽吸控制机构包括结合在机头或联接器内部的控制通道，以形成一段流体通道。该抽吸控制通道包括暴露在机头或联接器外部上并且对周围环境敞开的用户接口端口。该用户接口端口为用户提供对施加于切割器具上的真空度(经由流体通道的其余部分和负压源供给的)的控制。例如，通过更多或更少地挡住用户接口端口，施加在切割器具上的真空度分别地增加或减小。其中根据本发明原理的一些可选的结构，该系统构造成使得当负压源产生负压并且用户接口端口不受外部阻挡时，施加在切割器具上的真空基本上为零。

利用这种设置，能够治疗各种身体组织和/或肿瘤。为了说明的目的，描述脑肿瘤的治疗。首先通过病人的颅骨形成开口以提供对脑肿瘤所在治疗部位的外部进入口。通过该开口向治疗部位递送切割器具。升降末端部分地插入目标组织(例如，肿瘤)和该治疗部位的周围组织之间，例如硬脑膜、蛛网膜、软脑膜和大脑皮质其中之一或多个。切割端部放置成与肿瘤接触。然后内部件相对于外部件运动，从而使切割端部切割肿瘤的组织。最后，选择性地抽吸该治疗部位，以去除该切割的或清创的肿瘤组织。通过利用升降末端至少部分地分离该肿瘤并且选择性地抽吸治疗部位，使损害周围正常组织的可能性最小化。在一些可选方面，本发明的方法还包括在整个手术过程中改变在治疗部位的真空水平(抽吸速率)，通过在切割操作之前施加抽吸，肿瘤被吸引成与切割末端接触。

该系统的实施例还能够用于通过其他的进入通道摘除脑肿瘤。例如，到达大脑的进入口可以通过鼻、颚、口咽获得，以治疗垂体瘤、斜坡cordomas、胆固醇肉芽瘤、神经知觉胚细胞瘤、颅基质脑脊膜以及脑脊膜膨出。在另一个例子中，该系统的实施例用于通过横向颅基质施用以治疗肿瘤，例如听神经瘤。

在其他实施例中，根据本发明的原理治疗上、下呼吸道的肿瘤和/或病变。这些类型的肿瘤和/或病变的非限制性的例子包括通常发生在声带上的肿瘤和/或病变，以及复发性呼吸道乳突状瘤病、囊肿、息肉、赖因克水肿或息肉样声带精索炎、良性肿瘤以及恶性肿瘤。在另一个非限制性的例子中，本发明的实施例可用于治疗支气管中的肿瘤和/或病变。

上述系统在进行肿瘤外科手术和其他类型的外科手术中非常有用。在肿瘤外科手术中，该系统不仅能够为神经外科医生提供更精确地实行切除脑瘤的能力，而且能够控制施加于治疗部位的抽吸。

本发明的这些方面和其他方面结合图1-9B描述并举例说明。

根据本发明各方面用于减少或摘除身体组织的外科手术系统20示于图1中。在一个例子中，作为脑外科手术的一部分系统20能够用于清创脑瘤。该系统20包括外科手术切割器械22、负压源24和电源26。下面提供关于各部件的细节。但是，一般地说，该外科手术器械22包括形成切割器具30(总的标记)的刀片组件28、机头32以及集成的抽吸控制机构34(总的标记)。负压源24经由延伸到并且通过机头32的壳体38的流体通道36流体地连接于切割器具30。一方面，机头32的近端区还包括抽吸通道37，其部分地形成流体通道36并且通过管道47流体地连接于负压源24。最后，电源26电连接于由机头32保持的马达(图7B中示为马达202)。

在用外科手术减少或摘除肿瘤的使用期间，切割器具30应用于治疗部位，其中使用者操纵机头32以相对于该脑肿瘤得到切割器具30的想要的位置。电源26为马达提供能量以在切割器具30进行肿瘤切割操作。最后，抽吸控制机构34由使用者手工操作，以通过由负压源24产生的真空用切割器具30选择性地进行抽吸。在一些结构中，该抽吸控制机构34包括用户接口端口35，该接口端口35能够用切割器具30为使用者提供改变抽吸的速率或抽吸量以及切割攻击性的能力。考虑到该系统20的上述总的构造，根据本发明各方面与外手术科器械22相关的特征更详细地示于图2。正如上面所提到的，该外科手术器械22包括刀片组件28、机头32以及抽吸控制机构24。

在一些结构中，外科手术器械22还包括刀片联接器33和/或转换组件42。该刀片联接器33构造成将刀片组件28连接于机头32。刀片联接器33包括抽吸控制机构34以及便于对刀片组件28的若干功能(例如，切割、旋转等)进行控制的各种部件。该转换组件42构造成机头32的壳体38的远端延伸部分并且将刀片联接器33连接于机头32。在一些实施例中，转换组件42被省去，其中刀片联接器33直接连接于机头32的壳体38。虽然图2-7B将刀片联接器33示为与壳体38分开设置，但是在另外的其他结构中，刀片联接器33的功能包含在机头32的壳体38内。

此外，在一些实施例中，外科手术器械22包括任选的控制部件40(总的标记)，该控制部件40如下所述构造成为使用者提供对刀片组件28的部件的旋转位置的控制。一方面，控制部件40包括可旋转的轮子41，该轮子41构造成致动该转换组件42内(或可选地在壳体38内)的转换机构(未示出)，该转换机构本身又引起刀片组件28各部件的旋转，这将在下面结合图5-7B进一步描述。

刀片组件28可以采取各种形式，并且在一些结构中包括具有外部件52的外部件组件50，和具有内部件56的内部件组件54。一般地说，该内部件56可旋转地设置在该外部件52内，而组件50和54的其他部件形成刀片联接器33的各部分，以实现对机头32的连接。如论如何，如下面所述，由机头32朝远端延伸的外部件52和内部件56组合以形成切割器具30。作为参考点，虽然刀片组件28被示为包括两个部件52和56，但是在其他结构中，可以提供三个或更多个同轴安装的部件。而且，刀片组件28，具体说部件52和56可以具有所示的线性或直线结构，或可选地，可具有弯曲的结构(例如，通过包括包围该外部件52的至少一部分的弯曲的部件)。

一方面，抽吸控制机构34也可以采取各种形式，并且在一些结构中形成刀片联接器33的一部分，该刀片联接器33具有设置在机头32的远端的用户接口端口35(也示于图1中)，这将在下面结合图3A以及图5-6进一步描述。一方面，抽吸控制机构34形成抽吸控制通道65(图5-6)，该抽吸控制通道65形成在切割器具30和负压源24之间的流体通道36的一部分。抽吸控制机构34使使用者能够通过选择性地将其手指定位在用户接口端口35上同时利用同一只手将机头32相对于治疗部位保持在位来控制在切割器具30处的抽吸或真空的量。一方面，当相对于其握住机头32的手的其余部分向前(在机头32的一侧上)伸出时，用户接口端口35能够舒适地放置控制手指。

如图2所示，在一些结构中，机头32还包括抽吸端口39和布线导管208。该抽吸端口39构造成用于连接于流体通道36和负压源24(经由图1所示的端口37和管道47)。该布线导管208构造成从马达(图7B中示为马达202)和/或来自机头32的壳体38的其他部件到电源26定路线。

进一步参考图3A，对于一些结构，除了外部件52之外，外部件组件50还包括抽吸毂(hub)60、抽吸子组件61、套筒62、冲洗毂(hub)64。外部件52固定于该抽吸毂60，而套筒62作为刀片联接器33的一部分方便连接于机头32。而且，在提供冲洗液的情况下，该冲洗毂64便于将冲洗液体递送给外部件52。适合于将外部件52安装于机头32的其他的结构也是容许的。无论如何，在一些实施例中外部件是管形的，并且形成远端区66。在一些实施例中，该远端区66本身又形成切割窗口70和在该切割窗口70远侧端的升降末端72。

该远端区66可以是外部件52的集成形成的部件，或可以是分开形成的并且安装于其他部件(例如，可以形成远端区66并且然后以完成该外部件52的形式连接于适当尺寸的刚性金属管)。无论如何，根据本发明原理的该远端区66的一种结构比较详细地示于图4A。如图4A所示，远端区66形成在切割窗口70是敞口(并且向近端连续地通过该外部件52的至少主要剩余部分(图3A))的腔74。考虑到这些，该切割窗口70由切割窗口壁76形成。凹进部分78围绕该切割的窗口壁76的至少近端部分形成在远端区66，使得远端区66沿着该凹进部分78壁厚逐渐减小。如图4A所示，在一个实施例中，切割窗口70沿着纵向长度可以具有泪滴形形状，横向直径宽度从远侧端部分80到近侧端部分82逐渐减小。

升降末端72在切割窗口70的远侧端延伸，终止在锋利的或刀片边缘84。在这方面，升降末端72相对于腔74封闭。在一个实施例中，升降末端74由相对的第一和第二表面86、88形成。远端区66可以采取各种形式，例如，包括2007年11月12日提交，名称为“用于外科手术摘除脑瘤的系统和方法”的美国专利申请系列号No.11/938,625中所公开的形式，该教导并入于此供参考。

升降末端72的上述结构(例如，弯曲表面、增加的宽度和刀片边缘84)组合以提供具有刮匙状形式的升降末端72。如下面所述，升降末端72非常适合于与脑外科手术(以及其他挑战性的治疗部位)中遇到的易损组织接合。由于有助于从其他组织分离或分开肿瘤的弯曲的表面86、88，刀片边缘84促进从大脑和其他正常组织局部地分开或分离肿瘤组织。但是，在根据本发明的其他结构中，可以取消升降末端72。例如远端区66可以终止在以其他方式轴向和径向开口于腔74的切割窗口70。可选地，切割窗口70可以作为侧向(或径向)窗口形成在远端区66中，其中外部件52在切割窗口70的远侧端具有相对一致的外径。

回到图3A，内部件组件54包括内部件56，以及内部件毂100。如下面所述，该内部件毂100保持该内部件56，并且便于将内部件组件54(作为刀片联接器33的一部分)连接于马达202(也在图7B中示意的表示并且示出)。因此，内部件毂100能够采取各种形式。无论如何，对于一些结构，该内部件56是管形的，形成远端切割末端102。而且，在一些结构中，内部件56还形成将进入口暴露于腔105的近端抽吸窗口103。近端抽吸窗口103仅仅提供抽吸控制机构34和流体路径36的一部分，该流体路径36使得在远端切割末端102的小孔168、用户接口端口35和负压源24之间能够流体连通，正如在下面结合图5-6进一步描述的。

此外，虽然在图3A中所示的近端抽吸窗口103示为具有大致长方形形状，但是，在一些其他结构中，近端抽吸窗口103可以采取诸如圆、椭圆或多边形的其他形式。而且，如图3B所示，在一些其他结构中，近端抽吸窗口103采取沿着内部件56的壁设置成一行或多行的孔160的阵列162的形式。可选地，如图3C所示，近端抽吸窗口103采取围绕内部件56的壁设置成一个或多个空间图形的孔166的阵列164的形式。在任何一种情况下，孔162、166提供通过内部件56的近端部分的流体连通通道，其中阵列162或164构造成抵抗对组织、流体或其他干扰物的阻塞。

在又一些其他结构中，并且如图4B所示，切割末端102可以包括一系列的锯齿或齿167，由于这——但不过是——一种容许的结构，齿167围绕其为由内部件56形成的腔105的开口的小孔168形成。正如下面所描述的，小孔168和腔105在不同情况下(otherwise)用作用于抽吸治疗部位采用的流体通道36(图1)的抽吸出口。可选地，切割末端102可以采取包括或不包括流体地连接于腔的小孔的其他形式。例如，切割末端102可以是封闭的钻(burr)。

在一些结构中，流体通道36(图1)包括形成抽吸控制通道65的一部分，该抽吸控制通道65在用户接口端口35和内部件56的腔105之间形成流体连通。一方面，如图3A所示，抽吸控制通道65由刀片联接器33的若干个部件形成，包括抽吸毂60、抽吸子组件61、套筒62、冲洗毂64以及内部件56的各部分。

虽然在如图3A所示的一种结构中抽吸毂60可以采取其他形式，但是抽吸毂60形成大致管状的部件，其尺寸和形状做成用于可滑动地插入冲洗毂64和套筒62内，如后面的图5-6所示。抽吸毂60包括远端107、近端108、用于容纳外部件52(其中内部件同轴地设置在其中)的远端腔120、以及近端抽吸室152(示于图5-6)。在一些结构中并且如图3A、图5-6所示，抽吸毂60包括围绕该抽吸毂的外表面圆周地延伸的一系列槽118，其中各槽118沿着毂60的长度彼此间隔开。冲洗管道110置于各槽118的远端槽和中间槽之间，而抽吸管道112置于各槽118的中间槽和近端槽之间。一方面，抽吸管道112还形成孔122，以提供对形成在抽吸毂60内的近端抽吸室152(示于图5-6中)的进入口(access)并且与形成在抽吸毂60内的近端抽吸室152流体连通。正如在下面结合图7a进一步描述的，在一些结构中，邻近近端108，抽吸毂60还包括延伸部分114和构造成由控制部件40的一部分接合的旋转接合机构116。抽吸毂60的该旋转接合机构116构造成将来自控制部件40的旋转运动转换成引起外部件52的旋转。参考图3A，设置密封件130(例如，O形环)，用于可滑动地配合在各槽118内，还如图5-6所示，使抽吸毂60相对于冲洗毂64的内表面形成密封。

在一些结构中，提供抽吸子组件61并且形成在刀片联接器33内延伸的抽吸控制通道65的一部分。虽然抽吸子组件61能够采取各种形式，但是在一些结构中，抽吸子组件61包括大致管形形状的套管140，其尺寸和形状做成配合在抽吸毂60的近端抽吸室152内。如图3A和图5-6所示，套管140大致形成在远端153和近端154之间延伸的腔152。在一些结构中，套管140还包括形成大致连续壁的近端壁区150和形成将进入口暴露于腔152的至少一个窗口156(在图3A中形成两个窗口156)的远端窗口区158。

正如结合图5-6进一步举例说明的，在一些结构中，抽吸子组件61还包括设置成将套管140密封地固定在抽吸毂60的抽吸近端室152内的一个或多个密封件142和插塞144。参考图3A和图5-6，虽然冲洗毂64可以采取许多形式，但是在一些结构中，冲洗毂64包括大致管状的壳，该管状的壳形成在远端131和近端132之间延伸的腔133。此外，冲洗毂64包括冲洗口134和抽吸孔136。该冲洗口134构造成用于流体连接于流体源(未示出)。该抽吸孔136尺寸和形状做成、并且定位成用于与套筒62的用户接口端口35，以及与抽吸毂60的孔122(在抽吸管道112内)流体连通，如图5-6所示。

参考图3A和图5-6，刀片联接器33的套筒62形成外壳，该外壳的尺寸和形状做成包围并覆盖刀片联接器33的其他部件，包括组装形式的冲洗毂64、抽吸毂60和抽吸子组件61。此外，套筒62形成腔63，该腔63的尺寸做成可滑动地容纳并安装外部件52。一般地说，套筒62将这些部件保持在一起，使这些部件每个能够完成其相应的功能，以支持切割器具30在治疗部位的操作。一方面，正如下面参考图5-7B进一步描述的，由于这些部件以协作的关系起作用，使用者能够通过相对于套筒62上的抽吸控制机构34的用户接口端口35选择性地放置其手指来控制在切割器具30(图1)处的真空水平。由于抽吸控制机构34集成在刀片联接器33内(作为机头32的远端延伸)，使用者能够更有效地控制在切割器具30的真空压力，而不会将其手和手指不合适地放置在机头32周围。相反，在套筒62的侧面设置用户接口端口35(如图1所示在机头32的壳体38的远侧端)，使使用者的手指能够更加自然地放置在其握住机头32的壳体38的手的其余部分的远侧端位置处。

包括外部件组件50和内部件组件52的刀片组件28和刀片联接器33的最终结构示于图5-7A中，其中图5和图6提供剖视图，而图7A提供透视图。一般地说，外部件52通过抽吸毂60的腔120(因此相对于套筒62的腔63)固定，抽吸毂60本身又容纳在冲洗毂64内。冲洗毂64包括内壳，该内壳可滑动地插入并固定于由套筒62形成的外壳内。考虑到这些总的关系，将描述关于该结构的进一步的细节和这些部件的相互作用。

参考图5-7A，正如前面所提到的，密封件130实现冲洗毂64和抽吸毂60之间液密密封。由于这种结构，于是，通过冲洗口134供给冲洗液体(未示出)，用于经由各自的抽吸毂60、冲洗毂64之间的密封间隙170(由冲洗管道110形成)和形成在外部件52的近端区中的孔109(图3A和图5)递送到外部件52的腔74。一方面，冲洗管道110围绕抽吸毂60的外表面并且大致垂直于抽吸毂60的纵轴圆周地延伸。如图所示，组装的抽吸毂60、冲洗毂64由套筒62同轴地容纳，而外部件52在套筒62的远侧端延伸。也可以想到能够实现冲洗液体向外部件52流动的其他结构；在其他结构中，可以取消冲洗毂64(以及任何其他冲洗部件)。

参考图5-6，抽吸控制机构34可以采取各种形式，并且在一些实施例中，形成抽吸控制通道65，该抽吸控制通道65形成流体通道36的一部分。一方面，冲洗毂64内的抽吸毂60密封的、同轴的关系也形成密封件130(在槽118内)和抽吸管道112之间的间隙174。但是，与冲洗管道110不同，间隙174经由冲洗毂64的孔136对用户接口端口35是敞口的。而且，间隙174经由抽吸管道112中的孔122对抽吸毂60的近端真空室152也是敞口的。

因此，虽然不想被方向性术语限制，但是，一方面抽吸控制通道65以套筒62的用户接口端口35开始(图6)，延伸通过冲洗毂64的孔136(图6)，进入抽吸毂60的抽吸管道174(图5)，从由抽吸管道112形成的间隙174通过孔122(图5)，并且向下进入抽吸毂60的近端冲洗室152(图5)，进入套管140的窗口部分156(见图5和图3A)并且通过套管140的腔152，为了经由近端抽吸窗口103进入内部件56的腔105(图5)。抽吸控制通道65经由内部件56的腔105结合于流体通道36的其余部分，该内部件56向远端延伸到在远端切割末端102处的小孔168，并且向近端延伸通过内部件毂100，为了通过机头32的内部以连接于负压源24。关于与机头32的结构有关的抽吸控制通道65的更多的细节结合图7B描述并举例说明。因此，一般地说，抽吸控制通道65在刀片联接器33内内部地形成一段流体通道36(作为机头32的延伸)，以在负压源24到切割器具30之间(经由内部件50的腔105)形成流体连接。更具体地说，在一些结构中，抽吸控制机构34(包括控制通道65)构造成没有机头32的壳体38上的外部结构，否则将会妨碍医生操作外科手术器械22。

一方面，内部件50的近端真空窗口103的引入实现用于抽吸控制机构34的内部路径，其中套管140的近端壁区150引向液体通道朝着远端进入(抽吸毂60的)近端抽吸室152，其中套管140的远端窗口区156允许在套管140的腔152和近端抽吸室152之间的流体连通。由此，抽吸管道112中的孔122提供从近端抽吸室152到用户接口端口35的大致直接的流体路径，因为孔122垂直地与冲洗毂64的孔136并且与套筒62中的孔对准，套筒62中的孔在刀片联接器33的外部上形成用户接口端口35。

在另一种结构中，抽吸控制通道65不限于图1-7B所示的具体设置，只要通道从内部件50的腔105的某个部分(例如，近端真空窗口103)在机头32的远端部分、刀片联接器33或类似的结构内内部地延伸到医生的手指可接近的外部设置的用户接口端口(例如，用户接口端口35)。因此，一般地说，作为抽吸控制机构34的一部分的抽吸控制通道65形成唯一地的内部流体通道，该内部流体通道将用户接口端口(即，机头的外部开口或机头的远端延伸部分的一部分)接通于在切割器具30和负压源24之间延伸的较大的流体通道36。

正如上面所指出的，对于一些实施例，流体通道36进一步延伸通过内部件56的腔105(图3A、4B和图5-6)并且在小孔168处是敞口的(图4B)。但是，对于可选的结构，在切割器具30处的抽吸出口能够以可以包括或不包括内部件56的小孔168的其他形式(例如，抽吸可以经由外部件52、经由设置于刀片组件28的独立管子等提供)提供。因此，抽吸控制机构34能够为使用者提供控制施加于切割器具30的真空水平的能力。

正如在下面所描述的，对在切割器具30(图1)递送的抽吸的控制通过覆盖或露出用户接口端口35选择性地实现。具体说，提供给小孔168(图4B)或其他抽吸出口结构的，或小孔168或其他抽吸出口结构经受的真空水平或真空率随着用户接口端口35(图1-3A)覆盖的增加而增加，反之亦然。考虑到这一点，在一些结构中，与设置在切割器具30上用于施加抽吸的抽吸出口相比，用户接口端口35具有较大的表面面积。例如，对于一些结构，设置于切割器具30的抽吸出口是由内部件56形成的小孔168(图3)。于是，与这种描述等同的，用户接口端口35的尺寸可以选择成大于小孔168的尺寸。结果，当用户接口端口35整个不被阻塞时，在切割器具30处(即，小孔168处)的真空水平基本为零，原因在于用户接口端口35为流体通道36内的负压提供最小阻力的路径。而且，在一些实施例中，用户接口端口35的尺寸可以更多地增加到大大地大于小孔168的尺寸，以确保在切割器具30处抽吸的消除。而且使用者将容易“感受”在用户接口端口35的真空或抽吸，并且因此就施加于切割器具30的真空水平提供直接的、可触知的反馈。而且，由于没有沿着抽吸控制机构34的预定的指标(index)或其他停止机构，用户接口端口35能够对施加的真空提供基本无限的控制(从零到负压源24产生的最大真空之间)。

在一些结构中，用户接口端口35以泪滴形形状体现(在刀片联接器33的套筒62的外部上)，以得到如图7A所示的用户接口端口194。由泪滴形形状提供的可变的截面面积使得在由医生用手指控制期间能够实现对抽吸水平更加精确的控制。在又一些其他结构中并且如图7A所示，套筒62具有可旋转的外罩(cover)185，外罩185构造成选择地覆盖用户接口端口194(或具有圆形形状的用户接口端口35)。因此，在期望维持用户接口端口194(或用户接口端口35)闭合一段延长的时间的情况下，可旋转的外罩185使医生能够挡住用户接口端口194一段时间。过后，当希望重新开始用手指控制用户接口端口194(或具有圆形形状的用户接口端口35)的进入口时，医生可以简单地转动外罩185离开用户接口端口194。

刀片组件28的最后构造还示于图7A。作为参考点，虽然外部件和内部件52和56已经被示为直线的，但是在其他结构中，可以形成一个或多个弯曲或曲线和/或提供附加的管形件。该内部件56容纳在外部件52的腔74(图5-6)内，并且连接于内部件毂100。该内部件毂100本身又设置在抽吸毂60的近端侧，并且相对于抽吸毂60是可旋转的，使得内部件毂100的旋转实现内部件56相对于外部件52的旋转。而且，内部件56的切割末端102位于外部件52的切割窗口70处。因此，切割末端102通过该切割窗口70露出在外面，用于进行切割或清创手术。最后，外部件52的远端区66(例如切割窗口70和升降末端72)与切割末端102组合以形成切割器具30。通过设置在内部件56的孔(其中小孔168通过切割窗口70向外敞开)在切割器具30处实现抽吸。可选地，在切割器具30处的抽吸或空吸能够由切割器具30具有的外部件52，单独的管道等提供。同样，切割器具30的冲洗通过外部件52/切割窗口70提供，尽管在其他实施例中可以提供附加的冲洗供给管(切割器具30具有的或与切割器具30分开的冲洗供给管)。

回到图2，机头32和刀片联接器33可以采取各种形式，这些形式有助于由使用者操纵刀片组件28/切割器具30，以及内部件56相对于外部件52的有动力的运动。

正如下面所描述的，图1所示的任选的控制部件40便于外部件52相对于内部件56旋转，并且可以采取各种形式。在一些结构中并且如图7A所示，该控制部件40包括致动器190，该致动器190包括可旋转的手指控制器192和转换机构194，该转换机构194构造成将致动器的可旋转的手指控制器的运动转换成外部件52的旋转。可旋转的手指控制器192可以类似于图1所示的轮子41，并且可旋转地安装于壳体38(或如图7B中的200所示)。转换机构194构造成将可旋转的手指控制192的旋转转换成抽吸毂60的旋转，因此转换成外部件52的旋转。在这方面，转换机构194包括适于与抽吸毂60的旋转接合机构116接合(interface)的特征。更具体地说，并且如图7A清楚地所示，在一些结构中，抽吸毂60的旋转接合机构116是一系列圆周地设置的凹槽196。在一种设置中，转换机构194包括构造成与该凹槽196接合的特征，类似于滚珠和棘爪的关系。于是，对于这种结构，可旋转的手指控制器192(例如图1中的轮子41)的旋转通过转换机构194转换成抽吸毂60的旋转。抽吸毂60的旋转本身又转动外部件52。因为抽吸毂60不另外固定于内部件组件54的其他部件，所以抽吸毂60的旋转导致外部件相对于内部件56的旋转。重要的是，外部件52的旋转能够由使用者实现，而没有图1中的机头32的壳体38(或如图7B示意地示出的壳体200)的明显的运动。虽然他或她的手中握住壳体38，但是医生用握住图1中所示的机头32的壳体38的同一只手的手指(拇指)简单地转动轮子41(或如图7A中可旋转的手指控制器192示意地示出的)。

回到图2，机头32可以采取有助于由使用者操纵刀片组件28/切割器具30，以及内部件56相对于外部件52的有动力的运动的各种形式。例如图7B示出根据本发明原理的机头32的一种结构。作为参考点，为了容易说明，抽吸控制机构34的一些近端部分(图2)，由于它从刀片联接器33延伸通过转换组件(例如转换机构194的细节)，而从图8省去。而且，作为组装于刀片联接器33的部件的图8所示的机头32包括刀片组件28的各部分。考虑到这一点，机头32包括壳体200、控制部件40、马达202(图7B中示意地所示)和驱动连接件204。马达202固定在壳体200内，其中壳体200形成导管208，向马达202提供动力的电线(未示出)能够通过该导管208延伸。而且，如下面所述，优选壳体200包括输出轴210(其也形成通道214)和用于将刀片组件28流体地连接于负压源24(图1)的抽吸端口39。该驱动连接件204将马达202机械地连接于内部件毂100，并且因此连接于内部件56。为此，可以采用各种结构。但是，对于一些结构，驱动连接件204包括输出轴210，该输出轴210可旋转地连接于(例如，啮合于)马达132的驱动轴212。该输出轴210可以采取各种形式，并且对于一些结构形成通道214，当最终组装时将抽吸端口39流体地连接于由内部件毂100形成的通道216(见图5-6)(并且因此连接于组装于通道216的内部件56的腔105)。可以包括任选的动力密封件218，以更好地确保通道214和抽吸端口39之间的流体密封。

除了上面提供的描述之外，控制部件40可以采取各种其他的形式，例如，如2004年9月22日提交的名称为“外科手术切割器械”的美国专利申请序列号No.10/854,020所公开的，其教导的内容通过参考并入于此。相反，对于外科手术器械22的其他结构，控制部件40被省去(即，外部件52不能够相对于内部件54独立地旋转)。但是，在提供控制部件的情况下，外部件52相对于内部件56的旋转使使用者在脑瘤清创手术期间能够选择性地防护切割末端102意外地接触和因此可能对脑和周围解剖结构的易损组织的损害。例如，如图8所示(其中，为了清楚起见，仅仅示出外部件52的一部分)，外部件52相对于内部件56的旋转位置可以选择成使得切割末端102暴露在切割窗口70的外面。对于这种结构，切割末端102能够接触并且切割该切割器具30附近的组织。相反，外部件52能够相对于内部件56旋转，使得切割末端102在外部件52里面，如图8B所示。对于这种设置，于是，外部件52防止切割末端102接触并和可能的组织损害。沿着这些相同的线，外部件52能够旋转，以定位或“面向”在希望位置(例如脑肿瘤)的切割窗口70，而没有通过控制部件40(图1)的机头32(图1)的运动。也就是说，一旦切割器具30被提供到治疗部位之后，在将要进行切割的精确的位置(即，切割窗口70)能够通过控制部件40(图1)的运动来控制(或如图7A中的可旋转的手指控制器192示意地所示)。因此，医生不用费力地控制其手来实现切割窗口70理想的切割点/位置。

虽然系统20通常用于肿瘤的外科手术治疗(例如摘除)，但是系统20在摘除或减少脑肿瘤中非常有用。在这方面并且另外参考图9A，在根据本发明各方面的脑肿瘤250的治疗包括在病人的颅骨252形成进入开口(例如常规的开颅术)。作为参考点，图9A示意地示出另一种解剖结构，包括硬脑膜254、蛛网膜256、软脑膜258和皮质260。脑肿瘤250被示为从被软脑膜258从外面覆盖的皮质260的天然解剖结构伸出。对于其他的手术，脑肿瘤250可以在皮质260内或嵌入皮质260(或其他脑组织)内。不管怎样，一旦脑肿瘤250所位于的治疗部位已经被露出之后，操作系统20以摘除该脑肿瘤250的至少一部分，优选摘除其全部。

切割器具30被布置在治疗部位262。在递送切割器械30期间，电源26(图1)不起作用，使得内部件56(图3A)不相对于刀片组件28的外部件运动。而且在切割器具30的初始放置期间负压源24(图1)可以或可以不起动。也就是说，沿着流体通道36负压状态可以或可以不形成。但是，在负压源24被起动的情况下，使用者手动地实现对切割器具30的负压递送的控制，例如，通过揭开与抽吸控制机构34连接的用户接口端口35。正如上面所述，这种设置事实上使得由负压源24产生的全部负压递送到用户接口端口35，并且因此不以不利地影响治疗部位262周围组织的方式递送到切割器具30的抽吸出口/孔168。

一旦切割器具30位于靠近脑肿瘤250，医生操纵机头32以便使升降末端72(在提供的情况下)部分地位于该脑肿瘤250和该治疗部位262的周围组织之间。在提供的情况下，该控制部件40(包括图1所示的轮子41)能够被医生操作，以旋转该升降末端72到相对于该治疗部位262的希望的空间取向，医生的手没有明显的扭转/扭曲。例如，如图9B所示，升降末端72位于脑肿瘤250和软脑膜258的一部分之间。根据脑肿瘤250的具体位置，脑解剖结构的其他的非肿瘤组织也可能或可选地纠缠(例如，硬脑膜254、蛛网膜256、大脑皮质260等)，其中升降末端72部分地从这个组织分离脑肿瘤250。不管怎样，升降末端72用刀片边缘84(图4A)至少部分地从周围组织分开或分离脑肿瘤250，可能从周围组织部分地切断脑肿瘤250的一部分。例如能够操纵刀片边缘84在非常接近脑肿瘤250的比较精确的位置刺穿软脑膜258。而且，通过控制(使最小)在切割器具的抽吸，避免对软脑膜258(和其他组织)不必要的损害。可以进一步操纵机头32使升降末端72将脑肿瘤250撬离周围组织。

一旦升降末端72期望地定位之后，切割末端102(图7A中总的标记)放置成与脑肿瘤250接触。例如，外部件52运动(例如转动)，使得切割窗口70“面向”脑肿瘤250。而且，对于一些技术，手动操作抽吸控制机构34，以实现对切割器具30递送负压，因此将脑肿瘤吸引或抽吸成与切割末端102接触。例如，医生能够至少部分地遮挡用户接口端口35(图1-3A)，从而实现负压源24和抽吸小孔168之间更完全的流体连接。

由于机头32的相对紧凑和流线形的尺寸和形状，医生能够容易用肉眼确定切割器具30的想要的放置和取向，并且具体说，升降末端72和切割窗口70/切割末端102相对于脑肿瘤250和周围组织的放置和取向。一旦医生对切割器具30的放置满意之后，起动电源26，因此使内部件56(图3)相对于外部件52运动。这种动作本身又使切割末端102在切割窗口70内运动，切割或清创所接触的脑肿瘤250。对于一些结构，马达202(图7B)运行以相对于该切割窗口70旋转地摆动该切割末端102。作为该清创手术的一部分，该抽吸控制机构34可以手动地操作(例如医生的手指相对于用户接口端口35的运动)以实现在切割器具30处增加的真空水平，因此从治疗部位262除去清创的脑肿瘤组织。

在清创手术期间，医生能够周期性地确认切割器具30相对于脑肿瘤250和周围组织的持续希望的定位。例如，当确定沿着脑肿瘤250的不同切割点是希望的，在这种情况下，外部件52能够相对于内部件56(图3)旋转，因而改变切割窗空口70的空间位置，并且因此改变切割末端102与脑肿瘤250的接触点的空间位置。例如，能够由使用者的手指操纵图1-2所示的控制部件40的轮子41(还由图7A所示的可旋转的手指控制器192所示)，使得外部件52相对于内部件56旋转发生变化。再一次说，并且在整个手术中，真空水平或抽吸率可以在任何时候由医生手动改变，例如，通过简单地更多或更少地遮住用户接口端口35(图1-7B)。

本发明的外科手术系统和方法对以前的外科手术技术提供显著的改进。包括远端切割末端和任选的升降末端的切割器具能够安全地摘除选择的目标组织，但是不损害周围组织。而且，由于选择的可变的抽吸，对于连续的摘除和更侵略性的切割能够从周围组织分离目标组织。而且，通过将抽吸控制机构集成在刀片联接器内(或直接集成在机头内)，机头不会被该机头的局部结构或外部所妨碍，因而便于由医生灵巧处理机头，并且对抽吸提供方便的手指控制。而且，例如当切割器具用于治疗脑肿瘤时，转动外部件的能力有助于保护任何易损的周围组织(例如硬脑膜、蛛网膜、软脑膜等)，或当治疗气管中的肿瘤或病变时保护其他易损组织(例如，声带、食管)。

虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将会认识到在形式和细节上能够进行变化而不脱离本发明的精神实质和范围。

Claims (25)

1.一种用于治疗身体组织的外科手术方法，该方法包括：

获得包括身体组织的治疗部位的进入口并且靠近所述身体组织的目标部分递送外科手术器械的切割机构，所述切割机构包括形成腔和远端切割末端的第一部件；

通过机头支撑所述第一部件并且将联接器插入在所述第一部件和所述机头之间；

提供流体通道，所述流体通道从所述远端切割末端延伸，通过所述第一部件的所述腔，通过所述联接器的内部，到达暴露在所述联接器外部的抽吸控制端口；

通过所述机头将所述联接器内的流体通道连接于负压源；

将所述远端切割末端放置成与所述目标部分接触；以及

通过相对于所述联接器的抽吸控制端口操纵手指的位置，以手动地实现改变由所述负压源施加于所述远端切割末端的真空水平，选择地抽吸所述治疗部位。

2.根据权利要求1的方法，其中所述机头包括与所述内部件的腔流体连通的抽吸导管，并且所述系统还包括流体地连接所述负压源与所述抽吸导管的管路，另外其中，手动地实现改变真空水平包括：

用所述使用者的手指盖住较多的所述抽吸控制端口以增加施加于所述远端切割末端的真空水平；

用所述使用者的手指盖住较少的所述抽吸控制端口以减少施加于所述远端切割末端的真空水平。

3.根据权利要求1的方法，其中所述切割机构包括第二部件，所述第二部件具有形成切割窗口的远端区和升降末端，其中所述第一部件可旋转地容纳在所述第二部件内，使得所述远端切割末端暴露在所述切割窗口的外面，所述远端切割末端和所述远端区组合以形成切割机构，

另外其中放置所述远端切割末端包括将所述升降末端插入在所述治疗部位的身体组织的目标部分和周围部分之间，其进一步的特征在于：

所述负压源连续地运行以产生负压；并且所述使用者手动地实现递送给所述远端切割末端的负压最小化。

4.根据权利要求1的方法，其中将所述切割末端放置成与肿瘤接触包括所述使用者手动地实现增加由所述负压源施加在所述远端切割末端的真空水平，以将肿瘤吸引成与所述远端切割末端接触。

5.根据权利要求2的方法，包括通过如下方法形成抽吸控制通道，作为在所述联接器内部内延伸的流体通道的一部分：

将毂设置在所述联接器内；

将所述外部件的近端区固定在所述抽吸毂的远端腔部分内；以及

将所述内部件放置成延伸通过所述远端腔部分，并且进入所述毂的室，以将所述内部件的近端真空窗口定位在所述外部件的近侧端，

其中所述抽吸控制通道从所述抽吸控制端口延伸，通过所述室的壁，并且经由所述近端真空窗口进入所述内部件的所述腔中。

6.根据权利要求5的方法，将所述毂设置在所述联接器内包括：

提供围绕所述毂圆周地延伸的第一管道，并且在所述第一管道中形成孔，所述孔与所述室连通以进一步形成在所述抽吸控制端口和所述室之间的所述抽吸控制通道。

7.根据权利要求6的方法，包括：

在所述室内并且围绕所述内部件的近端真空窗口同轴地设置套管，使得所述套管的近端壁区与所述近端真空窗口大致共同延伸，并且使得所述套管的远端窗口区在所述近端真空窗口的远侧端，其中所述抽吸控制通道从所述室延伸，进入所述远端窗口区，通过由所述近端壁区形成的腔，并且经由所述近端真空窗口进入所述内部件的腔中。

8.根据权利要求7的方法，包括：

用所述联接器的外壳包围所述毂，并且将内壳插入在所述毂和所述外壳之间，所述外壳形成抽吸控制端口；并且将所述抽吸控制端口与所述内壳的小孔和所述第一管道内的孔对齐，以进一步形成所述抽吸控制通道。

9.根据权利要求1的方法，包括：

通过相对于所述抽吸控制端口旋转地定位外罩，选择地阻塞所述抽吸控制端口。

10.一种用于治疗身体组织的外科手术系统，所述系统包括：

外科手术切割器械，所述外科手术器械包括：

内部件，所述内部件包括：远端切割末端、近端真空窗口以及在所述远端切割末端和所述近端真空窗口之间延伸并且与所述远端切割末端和所述近端真空窗口两者流体连通的腔；

外部件，所述外部件具有形成切割窗口的远端区；

联接器，所述联接器保持所述内部件和外部件，使得所述内部件可旋转地容纳在所述外部件内，而所述切割末端暴露在所述切割窗口处，其中所述切割末端和所述远端区组合形成切割器具；以及

抽吸控制机构，所述抽吸控制机构集成在所述联接器的内部内，并且在暴露于所述联接器的外部的所述第一端口和由所述近端真空窗口形成的第二端口之间形成抽吸控制通道，所述第二端口能够通过所述内部件的腔连接于负压源，

其中通过选择地将手指定位在所述第一端口上，所述抽吸控制机构为使用者提供对施加于所述远端切割末端的真空水平的控制。

11.根据权利要求10的系统，其中所述远端切割末端形成抽吸出口，并且所述系统构造成使得当所述负压源产生负压并且所述第一端口完全没有阻塞时，施加于所述远端切割末端的真空水平基本为零。

12.根据权利要求10的系统，其中所述联接器包括固定于所述外部件的近端的毂，其中所述毂包括：

腔，所述内部件通过其延伸；

第一流体管道，其围绕所述毂的外部圆周地延伸；和

室，其形成在所述毂内并且从所述毂的腔向进侧端延伸，所述室的尺寸和形状做成、以及定位成包围所述近端切割窗口，

其中所述第一管道包括与所述室连通的孔，并且所述第一端口与所述第一管道连通，以便所述流体控制通道从所述第一端口延伸，通过所述第一管道的所述孔，通过所述室，并且进入所述近端切割窗口中。

13.根据权利要求12的系统，其中所述联接器包括外壳和同轴地设置在所述外壳内的内壳，所述外壳形成第一端口而所述内壳形成小孔，其中所述第一端口和所述小孔形成所述抽吸控制通道的一部分并且与所述第一管道连通，另外其中所述毂同轴地设置在所述内壳内。

14.根据权利要求13的系统，其中所述联接器包括被支撑在所述室内相对于所述内部件同轴地设置的套管，其中所述套管设置在所述第一端口和所述内部件的近端真空窗口之间，并且与所述第一端口和所述内部件的近端真空窗口流体连通。

15.根据权利要求14的系统，其中所述外部件的近端定位在所述近端真空窗口和所述套管的远侧端。

16.根据权利要求14的系统，其中所述套管包括远端窗口区和形成腔的近端壁区，

另外其中所述近端壁区与所述内部件的近端真空窗口室大致共同延伸的，其中所述远端窗口区位于所述近端真空窗口的远侧端，并且其中所述远端窗口区与所述近端真空窗口和所述室流体连通。

17.根据权利要求10的系统，其中所述近端真空窗口包括具有大致长方形形状的单个孔。

18.根据权利要求10的系统，其中所述近端真空窗口包括连续地排列的孔阵列。

19.根据权利要求10的系统，其中所述近端真空窗口包括围绕所述内部件的圆周以空间图形排列的孔阵列。

20.根据权利要求10的系统，其中所述机头包括设置在所述机头的外部上的可移动外罩，所述外罩构造成选择地封闭所述抽吸控制端口。

21.一种用于清创脑肿瘤的外科手术系统，所述系统包括：

外科切割器具，所述外科切割器具包括：

形成腔的内部件，所述内部件包括远端切割末端和近端真空窗口，其中所述切割末端形成与所述腔连通的小孔；

外部件，所述外部件包括形成切割窗口的远端区，

其中所述切割末端和所述远端区组合形成切割器具，其中所述切割末端暴露在所述切割窗口处；

支撑所述内部件和外部件的机头；

负压源，所述负压源由延伸通过所述机头的流体通道流体地连接于所述切割器具；

连接于所述机头的装置，用于通过所述流体通道手动地控制在所述远端切割末端的小孔处的抽吸水平，并且用于保持所述内部件可旋转地容纳在所述外部件内，其中用于手动地控制的所述装置经由近端真空窗口流体地连接于所述流体通道，并且包括对周围环境敞口的用户接口端口，为用户提供对施加于所述切割器具处的真空水平的控制。

22.根据权利要求21的系统，其中所述系统构造成使得当所述负压源产生负压并且所述用户接口端口外部地没有被阻塞时，施加于所述切割器具处的真空水平基本为零。

23.根据权利要求22的系统，其中所述机头包括连接于所述内部件的马达，用于相对于所述外部件运动所述内部件。

24.根据权利要求21的系统，其中用于手动地控制的所述装置形成联接器，所述联接器形成所述机头的远端延伸部分，并且所述联接器形成唯一地包含在所述联接器内部内的流体控制通道。

25.根据权利要求24的系统，其中所述联接器包括形成室的毂，所述室封闭所述近端真空窗口，并且所述室与所述用户接口端口流体连通，其中所述毂也形成腔，所述腔构造成固定所述外部件的近端，与所述室流体连通的所述腔允许所述内部件延伸通过所述室。

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