CN103027718A - 具有限定流体内腔的超声波导的外科器械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有限定流体内腔的超声波导的外科器械。一种外科系统包括超声外科器械和导管。所述导管可与真空源和/或流体源连接。所述器械包括超声换能器、波导、和端部执行器。所述波导完全延伸穿过所述换能器，以使得所述波导的远端位于所述换能器的远端的远侧并且使得所述波导的近端位于所述换能器的近端的近侧。所述波导能够操作以将超声振动从所述换能器传输至所述端部执行器。所述波导限定与所述导管流体连通的内腔。所述内腔还与所述端部执行器流体连通。所述端部执行器因此可用于将超声能量、抽吸、和/或流体中的一者或多者以任何合适的顺序或者同时地递送至手术部位。

Description

具有限定流体内腔的超声波导的外科器械
背景技术
在一些环境下，内窥镜式外科器械可优于传统的开放式外科装置，因为较小的切口可降低术后恢复时间和并发症。因此，一些内窥镜式外科器械可适于将远端执行器通过套管针的套管设置在所需手术部位处。这些远端执行器(例如，内切割器、抓紧器、切割器、缝合器、施夹钳、进入装置、药物/基因治疗递送装置、以及使用超声、射频、激光等的能量递送装置)可以多种方式接合组织，以达到诊断或治疗的效果。内窥镜式外科器械可包括轴，所述轴位于端部执行器和由临床医生操纵的手柄部分之间。这种轴可允许插入到所需深度并且围绕其纵向轴线旋转，由此有利于将端部执行器设置到患者体内。
内窥镜式外科器械的实例包括公开于下述专利中的那些：2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad Use with an Ultrasonic SurgicalInstrument”(与超声外科器械一起使用的组织垫)的美国专利公布No.2006/0079874，该公布的公开内容以引用方式并入本文；2007年8月16日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”(用于切割和凝固的超声装置)的美国专利公布No.2007/0191713，该公布的公开内容以引用方式并入本文；2007年12月6日公布的名称为“Ultrasonic Waveguide and Blade”(超声波导和刀片)的美国专利公布No.2007/0282333，该公布的公开内容以引用方式并入本文；2008年8月21日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting andCoagulating”(用于切割和凝固的超声装置)的美国专利公布No.2008/0200940，该公布的公开内容以引用方式并入本文；2011年1月20日公布的名称为“Rotating Transducer Mount for Ultrasonic SurgicalInstruments”(用于超声外科器械的旋转换能器安装座)的美国专利公布No.2011/0015660，该公布的公开内容以引用方式并入本文；2002年12月31日公布的名称为“Electrosurgical Systems and Techniques forSealing Tissue”(用于密封组织的电外科系统和技术)的美国专利No.6,500,176，该专利的公开内容以引用方式并入本文；以及2011年4月14日公布的名称为“Surgical Instrument Comprising First and SecondDrive Systems Actuatable by a Common Trigger Mechanism”(包括可通过公用扳机机构致动的第一和第二驱动系统的外科器械)的美国专利公布No.2011/0087218，该公布的公开内容以引用方式并入本文。另外，这些外科工具可包括无线换能器，例如于2009年6月4日公布的名称为“Cordless Hand-held Ultrasonic Cautery Cutting Device”(无线手持式超声烧灼切割装置)的美国专利公布No.2009/0143797中的无线换能器，该公布的公开内容以引用方式并入本文。
各种外科器械也可用于或者可适用于机器人辅助外科装置，例如公开于2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgical Tool withUltrasound Cauterizing and Cutting Instrument”(具有超声烧灼和切割器械的机器人外科工具)的美国专利No.6,783,524中的机器人辅助外科装置，该专利的公开内容以引用方式并入本文。超声外科器械的一些版本还可包括用于在手术部位提供冲洗的结构。这种能力的实例描述于1993年2月23日公布的名称为“Surgical Ultrasonic Horn”(超声外科传声器)的美国专利No.5,188,102中，该专利的公开内容以引用方式并入本文。具有流体分配能力的超声外科器械的其他实例公开于2011年6月23日公布的名称为“Use of Biomarker and TherapeuticAgents with Surgical Devices”(结合外科器械的生物标记器和治疗剂的使用)的美国公布No.2011/0152759中，该公布的公开内容以引用方式并入本文。
尽管已研制和使用了若干系统和器械，但据信在本发明人之前还无人研制出或使用所附权利要求中描述的发明。
附图说明
本说明书后附的权利要求书特别指出并明确主张本技术，但据信从下面结合附图对某些实例所作的描述将会更好地理解本技术，附图中类似的参考标号表示相同元件，其中：
图1示出了包括外科器械和发生器的示例性外科系统的透视图；
图2示出了示例性外科器械的局部侧正视图，其中覆盖件的一部分被移除以示出示例性多部件手柄组件的配对壳体部分的内部；
图3示出了示例性换能器的远端的局部透视图；
图4示出了示例性传输组件的透视图；
图5示出了包括外科器械、发生器、真空源、和流体源的示例性替代外科系统的透视图；
图6示出了图5的外科器械的端部执行器的透视图；
图7示出了图5的外科器械的波导、换能器、和流体连接件的剖视图；
图8示出了位于超声传声器和中空波导之间的示例性替代接合的局部剖视图；以及
图9示出了位于流体导管和中空波导之间的示例性替代接合的局部剖视图。
附图并非意在以任何方式进行限制，并且可以预期本技术的各种实施例能够以多种其他方式来执行，包括那些未必在附图中示出的方式。附图并入本说明书中并构成其一部分，示出了本技术的若干方面，并与具体实施方式一起用于说明本技术的原理；然而，应当理解，本技术不限于所示出的明确布置方式。
具体实施方式
本技术的某些实例的下述描述不应用于限制其范围。通过以下举例说明设想用于实施本技术的最佳方式之一的描述，本技术的其他实例、特征、方面、实施例和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。应当认识到，本文所述的技术包括不脱离本技术的所有其他的不同和明显方面。因此，附图和具体实施方式应被视为实质上是示例性的，而非限制性的。
I.示例性超声外科系统的概述
图1示出了示例性的超声外科系统10，其包括超声外科器械50、发生器20、以及将发生器20连接至外科器械50的电缆30。在一些版本中，发生器20包括由俄亥俄州辛辛那提市(Cincinnati，Ohio)的Ethicon Endo-Surgery公司出售的GEN 300。仅以举例的方式，发生器20可根据2011年4月14日公布的名称为“Surgical Generator forUltrasonic and Electrosurgical Devices”(用于超声和电外科装置的外科发生器)的美国公布No.2011/0087212的教导内容进行构造，该公布的公开内容以引用方式并入本文。尽管在本文中以超声外科器械来描述外科器械50，但应当理解，本文的教导内容可易于适用于多种外科器械，包括(但不限于)内切割器、抓紧器、切割器、缝合器、施夹钳、进入装置、药物/基因治疗递送装置、以及使用超声、射频、激光等的能量递送装置、和/或它们的任何组合，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。此外，尽管本实例将参照电缆连接的外科器械50进行描述，但应当理解，外科器械50可适于无线操作，例如于2009年6月4日公布的名称为“Cordless Hand-held Ultrasonic Cautery Cutting Device”(无线手持式超声烧灼切割装置)的美国专利公布No.2009/0143797中的无线操作，该公布的公开内容以引用方式并入本文。例如，外科装置50可包括一体和便携式电源，例如电池等。此外，外科装置50也可用于或适用于机器人辅助外科装置，例如于2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgical Toolwith Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument”(具有超声烧灼和切割器械的机器人外科工具)的美国专利No.6,783,524中的机器人辅助外科装置。
本实例的外科器械50包括多部件手柄组件60、细长的传输组件70、和换能器100。传输组件70在传输组件70的近端处连接至多部件手柄组件60并且从多部件手柄组件60向远侧延伸。在本实例中，传输组件70被构造成细长的、细管状组件以用于内窥镜式用途，但应当理解，作为另外一种选择，传输组件70可为短组件，例如公开于2007年12月6日公布的名称为“Ultrasonic Waveguide and Blade”(超声波导和刀片)的美国专利公布No.2007/0282333以及2008年8月21日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating”(用于切割和凝固的超声装置)的美国专利公布No.2008/0200940中的那些，这些公布的公开内容以引用方式并入本文。本实例的传输组件70包括外部护套72、内部管状致动构件(未示出)、波导(未示出)、以及位于传输组件70的远端的端部执行器80。在本实例中，端部执行器80包括机械和声学地连接至波导的刀片82、能够操作以在传输组件70的近侧枢转的夹持臂84、以及连接至夹持臂84的夹持垫(86)。端部执行器80和传输组件70的示例性版本将在下文中参照图4所示的实例进行更详细的论述。夹持臂84以及相关的特征可根据1999年11月9日公布的名称为“Ultrasonic Clamp Coagulator Apparatus Having ImprovedClamp Arm Pivot Mount”(具有改善的夹持臂枢转安装座的超声夹持凝固器设备)的美国专利No.5,980,510的教导内容中的至少一些进行构造和操作，该专利的公开内容以引用方式并入本文。
在一些版本中，换能器100包括多个压电元件(未示出)，所述多个压电元件压缩在第一谐振器(未示出)和第二谐振器(未示出)之间以形成压电元件的叠堆。压电元件可由任何合适的材料制成，例如为锆钛酸铅、偏铌酸铅、钛酸铅、和/或(例如)任何合适的压电晶体材料。换能器100还包括电极，所述电极包括至少一个正极和至少一个负极，所述至少一个正极和至少一个负极能够在一个或多个压电元件上产生电势，以使得压电元件将电功率转换成超声振动。超声振动通过传输组件70中的波导传输至刀片82。
本实例的多部件手柄组件60包括配对壳体部分62和下部64。配对壳体部分62能够在配对壳体部分62的近端接纳换能器100并且在配对壳体部分62的远端接纳传输组件70的近端。在本实例中示出了用于旋转传输组件70和换能器100的旋钮66，但应当理解，旋钮66仅为任选的。配对壳体部分62将在下文中参照图2进行更详细的论述。图1所示的多部件手柄组件60的下部64包括扳机68并且能够供用户使用单手抓紧。下部64的一个仅为示例性的替代版本示于2011年1月20日公布的名称为“Rotating Transducer Mount for UltrasonicSurgical Instruments”(用于超声外科器械的旋转换能器安装座)的美国专利公布No.2011/0015660，该公布的公开内容以引用方式并入本文。示于本发明的图2中的触发按钮69位于下部64的远侧表面上并且能够操作以利用发生器20来选择性地启动不同操作水平下的换能器100。例如，第一触发按钮69可启动最大能量水平下的换能器100而第二触发按钮69可启动最小、非零能量水平下的换能器100。当然，触发按钮69可被构造用于除最大和/或最小能量水平之外的能量水平，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。此外，触发按钮可位于多部件手柄组件60上、换能器100上、和/或远离外科器械50的任何其他位置，并且可提供任意数量的触发按钮。尽管已参照两个不同部分62，64来描述多部件手柄组件60，但应当理解，多部件手柄组件60可为两个部分62，64结合在一起的一体组件。作为另外一种选择，多部件手柄组件60可分成多个分立元件，例如单独的扳机部分(可通过用户的手或脚来操作)和单独的配对壳体部分62。这种扳机部分能够操作以启动换能器100并且可远离配对壳体部分62。多部件手柄组件60可由耐用塑料(例如聚碳酸酯或液晶聚合物)、陶瓷、金属、和/或任何其他合适的材料进行构造，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。根据本文的教导内容，多部件手柄组件60对于本领域的普通技术人员也将是显而易见的。仅以举例的方式，外科器械50可根据下述专利的教导内容中的至少一些进行构造：美国专利公布No.2006/0079874；美国专利公布No.2007/0191713；美国专利公布No.2007/0282333；美国专利公布No.2008/0200940；美国专利公布No.2011/0015660；美国专利No.6,500,176；美国专利公布No.2011/0087218；和/或美国专利公布No.2009/0143797。
另外应当理解，本文所述的教导内容、表达方式、实施例、实例等中的任何一个或多个可与本文所述的其他教导内容、表达方式、实施例、实例等中的任何一个或多个相结合。因此下述教导内容、表达方式、实施例、实例等不应视为彼此隔离。根据本文的教导内容，其中本文的教导内容可结合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。这种修改形式和变化形式旨在包括在权利要求书的范围之内。
II.用于超声外科器械的示例性连接组件
在某些情况下，可为有用的是从多部件手柄组件60和换能器100拆卸传输组件70。例如，可拆卸的传输组件70可允许多部件手柄组件60的再使用，所述多部件手柄组件60具有包括各种端部执行器80的多种传输组件70。仅以举例的方式，各种端部执行器80可具有不同尺寸和/或形状的刀片82，或者各种端部执行器80可具有完全不同的功能，例如RF端部执行器、缝合端部执行器、切割端部执行器等。此外，可通过下述方式将单个多部件手柄组件60再用于不同操作：由用户拆除变脏的传输组件70、任选地清洁多部件手柄组件60、并且将新传输组件70连接至多部件手柄组件60以用于新操作。因此，对于外科器械50的一些用户而言，构造与多种传输组件70连接的多部件手柄组件60可为优选的。
A.示例性的多部件手柄组件
图2示出了多部件手柄组件60的局部侧视图，其中覆盖件61的一部分被移除以示出容纳在配对壳体部分62内以及下部64的一部分内的内部元件。如上文所述，下部64包括可枢转扳机68和一对触发按钮69。本实例的扳机68可从远端打开位置枢转至近侧闭合位置。扳机组件150连接至扳机68并且可枢转地支承在多部件手柄组件60内。本实例的扳机组件150包括可围绕销轴(未示出)枢转的可枢转附接臂152、扳机臂154、中间联接件156、以及致动臂158。致动臂158在致动臂158的远端连接至扳机托架170。致动臂158包括从致动臂158向外延伸的一个或多个安装销轴160并且销轴160形成合适的尺寸以可滑动地接纳在形成于覆盖件61中的相应细长沟槽162内。因此，当扳机68从打开位置向近侧枢转到闭合位置时，附接臂152和扳机臂154在多部件手柄组件60枢转。连接至扳机臂154的中间联接件156将这种移动从扳机臂154传递至致动臂158以通过沟槽162内的销轴160向近侧可滑动地平移致动臂158。连接至致动臂158的扳机托架170也向近侧平移。在本实例中，扳机托架170连接至力限制机构180，所述力限制机构180又连接至传输组件70以操作内部管状致动构件74，如将在下文更详细所述。图2所示的腔体140能够将换能器100从形成于覆盖件61中的换能器孔142接纳于其中。腔体140能够在其中接纳换能器100的至少一部分以使得换能器100和传输组件70可连接在一起。根据本文的教导内容，多部件手柄组件60的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
B.示例性换能器
如图3所示，本实例的换能器100为通过电缆30连接至发生器20的管状元件，但应当理解，换能器100可替换为无线换能器。例如，根据本文引用的各种参考文献或者其他文献的教导内容，换能器100可改为从容纳在手柄组件60内的电源接收功率。在本实例中，换能器100包括设置在换能器100的主体110内的第一导电环102和第二导电环104。在本实例中，第一导电环102包括环构件，所述环构件具有一个或多个电接触件，所述电接触件设置在环构件上并且能够将第一导电环102电连接至电源。第一导电环102设置在主体110和从主体110向远侧延伸的传声器120之间。传声器120包括远端传声器螺纹122以使得传声器120可连接至波导210，如将在下文中参照图4进行论述。本实例的第一导电环102与凸缘106同轴并且相邻。本实例的凸缘106能够在多部件手柄组件60内进一步地机械连接换能器100。换能器腔体108设置在第一导电环102和第二导电环104之间，以使得第一导电环102与第二导电环104和/或换能器100的其他导电元件电隔离。第一导电环102位于从主体110向远侧延伸的非导电平台上。第一导电环102通过主体110内的一个或多个电线或者导电蚀刻件(未示出)电连接至电缆30(示于图1中)。第一导电环102与电缆30的这种电连接可包括滑环以有利于换能器100相对电缆30的自由旋转。
换能器100的第二导电环104类似地包括设置在主体110和传声器120之间的环构件。第二导电环104设置在第一导电环102和传声器120之间。如图3所示，第一和第二导电环102，104为同轴构件。第二导电环104同样与第一导电环102和换能器100的其他导电元件电隔离。类似于第一导电环102，第二导电环104从非导电平台延伸。可在第二导电环104和传声器120之间设置一个或多个垫圈形垫片112以将通过传声器120传输的振动与换能器100的其他元件相隔离。第二导电环104也通过主体110内的一个或多个电线或者导电蚀刻件(未示出)电连接至电缆30(示于图1中)。第二导电环104与电缆30的这种电连接也可包括滑环以有利于换能器100相对电缆30的自由旋转。一个仅为示例性的合适超声换能器100为由俄亥俄州辛辛那提市(Cincinnati，Ohio)的Ethicon Endo-Surgery公司出售的型号No.HP054，但应当理解可使用任何其他合适的换能器。
如本实例所示，换能器100的远端通过传声器120螺纹连接至传输组件的近端。换能器100的远端还通过第一和第二导电环102，104接合至一个或多个电连接件(未示出)以将换能器100电连接至触发按钮69，由此在使用外科器械50时为用户提供用于启动换能器100的手指启动型控制。一个或多个电连接件与第一和第二导电环102，104之间的接合可包括滑环连接件以允许换能器100相对多部件手柄组件60的自由旋转。根据本文的教导内容，换能器100的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。例如，可从换能器100的远端省去第一和第二导电环102，104并且可通过替代性结构来实现换能器100到触发按钮69的电连接，例如通过换能器100近端的导体、沿换能器100的主体110的侧面设置的导体、直接通过电缆30、和/或任何其他结构。当通过触发按钮69启动本实例的换能器100时，换能器100能够操作以产生线性振荡或振动形式的、超声频率(例如55.5kHz)下的机械能量。当换能器100通过传声器120连接至传输组件70时，则这些机械振荡通过传输组件70的内部波导传输至端部执行器80。在本实例中，由于刀片82连接至波导，则刀片82因而以超声频率振荡。因此，当将组织固定在刀片82和夹持臂84之间时，刀片82的超声振荡可同时切割组织并且使相邻组织细胞中的蛋白变性，由此提供具有相对较少热扩散的促凝效果。也可通过刀片82和夹持臂84提供电流以另外烧灼组织。尽管已描述出传输组件70和换能器100的一些构型，但根据本文的教导内容，传输组件70和换能器100的其他合适构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
C.用于螺纹附接的示例性传输组件
如此前所指出的，在某些情况下，可为有用的是从多部件手柄组件60和换能器100拆卸传输组件70。仅为示例性的情况包括使用具有包括不同尺寸和/或形状的刀片82的多个传输组件70的多部件手柄组件60、使用具有完全不同功能和形态的各种端部执行器80(如，RF端部执行器、缝合端部执行器、切割端部执行器等)、或者再使用多部件手柄组件60以供用户进行多种操作。因此，允许用户为多部件手柄组件60更换传输组件70的版本可为有用的。
图4中示出了一个仅为示例性的传输组件200，其具有近端202、远端204、波导210、内部管状致动构件220、外部护套230、以及位于传输组件200的远端的端部执行器240。在本实例中，波导210、内部管状致动构件220、和外部护套230为同轴构件，其中波导230位于中心，内部致动构件220围绕波导210设置，并且外部护套230围绕内部致动构件220设置。
首先参见传输组件200的远端204，端部执行器240包括刀片242、夹持臂244、以及一个或多个任选的夹持垫246。在本实例中，刀片242连接至波导210以使得从换能器100传输至波导210的机械振动也传输至刀片242。刀片242与波导210之间的仅为示例性的连接包括将刀片242焊接至波导210、一体地形成刀片242和波导210、将刀片242机械或化学地连接至波导210、和/或任何其他合适的构型，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。在一些版本中，刀片242为弯曲刀片，例如示于图4中的刀片242；并且在一些版本中，刀片242可为直刀片。此外，刀片242可具有多种形状和尺寸。在本实例中，刀片242为渐缩矩形刀片，但应当理解，刀片242可为圆柱形、三角形、半圆柱形、方形、钩形、和/或用于刀片242的任何其他形状。此外，可将附加特征添加至刀片242，包括球形尖端、钩形尖端、方形尖端、锯齿状边缘、和/或任何其他附加特征。根据本文的教导内容，刀片242的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
本实例的夹持臂244为对应于刀片242的曲率的弯曲构件。夹持臂244可任选地包括夹持垫246以紧靠刀片242来夹持或固定组织。这种夹持垫可根据2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad Usewith an Ultrasonic Surgical Instrument”(与超声外科器械一起使用的组织垫)的美国专利公布No.2006/0079874的教导内容中的至少一些进行构造。夹持臂244相对于刀片242的枢转运动是通过夹持臂244上的第一对枢转点248(枢转地连接至外部护套230)和夹持臂244上的第二组枢转点249(枢转地连接至内部管状致动构件220)来完成的。在本实例中，外部护套230可通过旋钮250连接至多部件手柄组件60，由此使外部护套230接地。夹持臂244的第一组枢转点248通过外部护套230上的相应通孔232枢转地连接至外部护套230。在一些版本中，第一组枢转点248包括通孔并且可通过第一组枢转点248和通孔232插入固定销轴或铆钉以将夹持臂244固定至外部护套230。在此版本中，可将销轴激光焊接至夹持臂244或者可将销轴激光焊接至外部护套230。当然，通孔232可相反为向外延伸的销轴并且第一组枢转点248可为通孔。根据本文的教导内容，第一组枢转点248和通孔232的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
夹持臂244的第二组枢转点249通过内部管状致动构件220上的相应通孔222枢转地连接至内部管状致动构件220。在一些版本中，第二组枢转点249包括通孔并且可通过第二组枢转点249和通孔222插入固定销轴或铆钉以将夹持臂244固定至内部管状致动构件220。在此版本中，可将销轴激光焊接至夹持臂244或者可将销轴激光焊接至内部管状致动构件220。当然，通孔222可相反为向外延伸的销轴并且第二组枢转点249可为通孔。根据本文的教导内容，第二组枢转点249和通孔222的其他构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
在夹持臂244如此固定至外部护套230和内部管状致动构件220的情况下，当内部管状致动构件220纵向平移时则夹持臂244可进行枢转。在本实例中，内部管状致动构件220可相对于外部护套230的纵向轴线平移并且连接至多部件手柄组件60内的力限制机构180。因此，当力限制机构180通过扳机68和扳机组件150平移时，夹持臂244可从打开位置枢转至闭合位置。应当理解，如同本文提及的其他元件，夹持臂84，244仅为任选的。同样，扳机68和扳机组件150以及本文所述的用于枢转夹持臂84，244的元件也仅为任选的。因此，端部执行器80，240的一些版本可仅包括刀片82，842和/或其他特征。
如图4所示，可将垫片290插入夹持臂244和刀片242之间以将夹持臂244保持在打开位置。在此实例中，垫片290具有平坦的底部表面292和成角度的顶部表面294。顶部表面294设置成一角度以在底部表面292邻接刀片242时将夹持臂244相对于刀片242保持在打开位置。在一些版本中，底部表面292可被构造为搭扣或夹持到刀片242上以相对于刀片242来固定垫片290。作为另外一种选择，可在垫片290中提供凹槽以使得垫片290可在刀片242上滑动。此外，可将粘合剂涂覆至底部表面292和/或顶部表面294以另外固定垫片290。因此，当将垫片290插入夹持臂244和刀片242之间时，阻止夹持臂244枢转至闭合位置。这可允许用户将传输组件200连接至多部件手柄组件60，同时将夹持臂244和扳机68保持在其各自的打开位置。作为另外一种选择，用户可将传输组件200在不使用垫片290的情况下连接至多部件手柄组件60。例如，用户可将传输组件200的不同元件与手柄组件60的不同元件在不同的时间(例如)按照下文所述的方式或者其他方式进行连接。
现在参见传输组件200的近端202，旋钮250将外部护套230连接至多部件手柄组件60。在本实例中，旋钮250包括内环部分(未示出)(具有从其向近侧延伸的一或多个连接器252)、外环254、和销轴(未示出)，所述销轴延伸穿过外环254、外部护套230、内部管状致动构件220、和波导210。因此，当旋转旋钮250的外环254时，波导210、内部管状致动构件220、和外部护套230也旋转。本实例的内环部分和外环254为互补轴承元件，以使得外环254可相对于内环部分旋转。应当理解，销轴不延伸穿过内环部分。如此前所指出的，内环部分包括连接器252。在本实例中，连接器252示为搭扣配合连接器，但可使用其他合适的连接特征，例如螺纹、粘合剂、销轴、夹片、搭锁、和/或其他连接器，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。当将传输组件200与多部件手柄组件60和换能器100进行组装时，如将在下文所述，本实例的连接器252插入一个或多个凹槽(未示出)内并且将旋钮250连接至多部件手柄组件60的覆盖件61。可提供释放机构(例如位于多部件手柄组件60上或旋钮250上的按钮(未示出))以在将拆除传输组件200时从覆盖件61分离连接器252。作为另外一种选择，连接器252可被设计为当分离传输组件200时脱开。此外，如果使用螺纹，则可旋转旋钮250的内部以从多部件手柄组件60分离。根据本文的教导内容，旋钮250的其他合适构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
仍参见传输组件200的近端202，在内部管状致动构件220的近端处包括外部螺纹228，如图4所示。外部螺纹228拧入力限制机构180的互补螺纹(未示出)内，所述力限制机构180又由扳机组件150驱动。另外，在波导210的近端处包括具有内部螺纹218的凹槽，如图4所示。内部螺纹218拧到传声器螺纹122上以将波导210机械或声学地连接至换能器100。当然，根据本文的教导内容，传输组件200的其他合适构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。类似地，根据本文的教导内容，传输组件200可与手柄组件60连接的各种其他合适方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
III.示例性地结合到超声外科系统中的抽吸和/或冲洗特征
图5示出了包括发生器302、真空源306、流体源310、和超声外科器械320的示例性超声外科系统300。在本实例中，发生器302通过电缆304与器械320连接，但应当理解，可将发生器302和/或一些其他电源集成到器械320内。可按照类似于上述发生器20的方式来构造和操作发生器302。真空源306通过导管308与器械320连接并且能够操作以在器械320的端部执行器380处提供抽吸，如将在下文更详细所述。在一些版本中，类似于发生器302，可将真空源306集成到器械320内。另外应当理解，真空源306仅为任选的并且在一些版本中可省去。流体源310通过导管312与器械320连接并且能够操作以提供通过端部执行器380分配的流体，如将在下文更详细所述。应当理解，流体源310也可集成到器械320内或者在一些版本中可完全省去。另外应当理解，流体源310可被构造为分配一种或多种流体，包括(但不限于)冲洗流体(如，盐水)；描述于2011年6月23日公布的名称为“Use of Biomarkers and Therapeutic Agents with Surgical Devices”(结合外科器械的生物标记器和治疗剂的使用)的美国公布No.2011/0152759中的多种医学流体中的任何一种，该公布的公开内容以引用方式并入本文；描述于2010年5月13日提交的名称为“Multi-Chamber Therapeutic Cell Applicator Instrument”(多室治疗单元施用器械)的美国专利申请No.12/779,400中的多种医学流体中的任何一种，该专利申请的公开内容以引用方式并入本文；和/或任何其他合适类型的流体。应当理解，可易于根据本文引用的任何参考文献中的至少一些和/或按照任何其他合适的方式来使用系统300。另外应当理解，器械320可通过端部执行器380基本上同时地递送抽吸、流体、和/或超声能量中的两者或多者。
本实例的器械320在若干方面基本上类似于上文所述的器械10。例如，器械320包括具有把手342、扳机346、和按钮348的手柄组件340。扳机346可以类似于上述扳机68的方式进行操作。按钮348可以类似于上述按钮69的方式进行操作。传输组件360从手柄组件340向远侧延伸并且可通过旋钮364而相对于手柄组件340旋转。端部执行器380位于传输组件360的远端并且可以类似于上述端部执行器380的方式进行操作。图6较详细地示出了端部执行器380。如图所示，端部执行器380包括谐振刀片382，所述谐振刀片382与延伸穿过传输组件360的波导370声学连通。端部执行器380还包括具有夹持垫386的可枢转夹持臂384。夹持臂384与致动构件364连接，所述致动构件364可在传输组件360的外套362内平移(这类似于致动构件220)以朝向和背离谐振刀片382来选择性地枢转夹持臂384。类似于刀片82，此实例的刀片382可以得自换能器350的超声频率进行选择性的启动，这将在下文中进行更详细的描述。
不同于刀片82，本实例的刀片382包括与刀片382的中空内部389连通的开口388。此实例的波导370限定内腔372，所述内腔372与刀片382的中空内部389流体连通。波导370的内腔372还与真空源306和/或流体源310流体连通，如将在下文更详细所述。因此，可将抽吸和/或流体314通过内腔372、通过中空内部389、并且通过开口388传送至手术部位。可通过开口388提供抽吸以从手术部位抽空蒸汽、烟、血液、其他体液等。可通过开口388提供流体314以冲洗手术部位，由此来处理手术部位处的组织和/或用于任何其他合适的目的。尽管本实例的开口388存在于刀片382的侧面上，但应当理解，除了或取代设置在刀片382的侧面上，可将一个或多个开口388设置在刀片382的远端处和/或任何其他合适位置处。
图7较详细地示出了波导370和换能器350。如图可见，波导370的内腔372从波导370的近端375延伸至形成于波导370的远端373处的开口374。本实例的刀片382通过螺纹连接而固定至波导370的远端373，但应当理解，刀片382可以任何其他合适的方式与波导370连接。另外应当理解，在一些版本中，刀片382和波导370可组成单个一体结构，以使得刀片382和波导370形成为均一连续的材料。导管390与波导370的近端375连接，所述波导370的近端375包括倒钩376以有助于保持导管390。在一些版本中，箍(未示出)固定在倒钩376区域中的导管390外部周围以进一步地固定导管390和波导370之间的连接。根据本文的教导内容，导管390可与波导370连接的其他合适方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
导管390可包括弹性体材料和/或具有任何其他合适特性的任何合适材料。本实例的导管390与导管308，312流体连通。在不含真空源306的版本中，导管390可仅将波导370的内腔372直接连接至流体源310。类似地，在不含流体源310的版本中，导管390可仅将波导370的内腔372直接连接至真空源306。在其中存在真空源306和流体源310的版本中，歧管(未示出)可将导管390与导管308，312连接。可使用一个或多个阀门和/或其他特征以在其他导管308，312与导管390连通时选择性地阻止一个导管308，312与导管390连通。作为另一个仅为示例性的变型形式，波导370可包括彼此流体隔离的一对内腔372，其中各个内腔372均与相应的导管308，312连通。刀片380可包括专用于这种内腔372中的每一个的一个或多个开口388。这种内腔372可设置成彼此同轴、彼此平行且横向平移、和/或其他方式。根据本文的教导内容，真空源306和/或流体源310可与波导370流体连通的其他合适方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
本实例的换能器350包括根据上述压电元件构造和操作的压电元件352的叠堆。压电元件352包括一对触点353，354，所述一对触点353，354与发生器302电气连通，以使得发生器302可用于选择性地启动换能器350。在一些版本中，触点353，354通过滑环组件(未示出)与发生器302连通，以使得换能器350、波导370、传输组件360、和端部执行器380可相对于手柄组件340共同旋转且不会引起导线扭曲和连结等。导管390的流体连接也可允许这种旋转。
在此实例中，波导370完全延伸穿过由换能器350限定的孔腔，以使得换能器350同轴地设置在波导370周围、使得波导370远端373位于换能器350远端的远侧、并且使得波导370近端375位于换能器350近端的近侧。如上文所指出的，波导370形成为管。仅以举例的方式，波导370可进行炮管钻孔以形成内腔372。作为另一个仅为示例性的实例，波导370可为拉延的。根据本文的教导内容，可形成波导370的其他合适方式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
传声器355同轴地设置在波导370周围并且纵向地设置在换能器350的远端。传声器355接合形成于波导370中的肩部378。在一些版本中，肩部378位于通过波导370传送的超声振动波的波腹处，但应当理解，肩部378可设置在任何其他合适位置。垫圈356置于换能器350和传声器355之间。压缩螺母357同轴地设置在波导370周围并且纵向地设置在换能器350的近端。压缩螺母357包括内部螺纹379，所述内部螺纹379与波导370的外部螺纹358互补。因此，压缩螺母357可相对于波导370进行旋转以驱使换能器350接触垫圈356、垫圈356接触传声器355、以及传声器355接触肩部378。传声器355从而将换能器350产生的超声振动传输至波导370。
图8示出了传声器和中空波导之间的示例性替代连接。在此实例中，传声器455基本上类似于传声器355，不同的是此实例的传声器455包括内部螺纹458。此实例的波导470基本上类似于波导370，不同的是此实例的波导470包括外部螺纹479而不包括肩部378。因此，传声器455通过螺纹(458，479)的接合而固定至波导470。此实例的波导470仍包括内腔472，并且在此实例中换能器350仍通过压缩螺母357固定到垫圈356和传声器455上，以使得超声振动仍通过传声器455传输至波导470。
图9示出了波导和流体导管之间的示例性替代连接。在此实例中，波导570基本上类似于波导370，不同的是此实例的波导570包括额外的外部螺纹599并且不含倒钩376。波导570的近端575设置在形成于声学物质600中的内腔602内。声学物质600包括内部螺纹606，所述内部螺纹606接合波导570的外部螺纹599，由此将声学物质600固定至波导570。
导管390与声学物质600连接，以使得导管390与内腔602流体连通。波导570的内腔572因此通过声学物质600的内腔602与导管390流体连通。声学物质600的近端包括向外延伸的凸缘604以有助于将导管390固定至声学物质600。可提供箍、套囊、和/或其他合适的特征以将导管390进一步地固定至声学物质600。声学物质600能够降低波导570在导管390与声学物质600连接的点处的振动幅度。这会降低由导管390产生的振动阻抗。
在本实例中，压缩螺母357的近侧表面位于下述纵向位置处，所述纵向位置与通过波导570传送的超声振动波的波腹相关；而声学物质600的远侧表面位于下述纵向位置处，所述纵向位置与通过波导570传送的超声振动波的波节相关。在一些版本中，螺纹606，599位于通过波导570传送的超声振动波的波节处。在一些其他版本中，螺纹506，599位于通过波导570传送的超声振动波的波腹处。作为另外一种选择，螺纹506，699可位于其他位置。除此之外或作为另外一种选择，凸缘604可位于波节、波腹、和/或任何其他合适的位置处。在其中螺纹(599，606)位于波节处的版本中，凸缘604也可位于波节处；或者凸缘604可代之位于波腹或其他位置处。同样，在其中螺纹599，606位于波腹处的版本中，凸缘604也可位于波腹处；或者凸缘604可代之位于波节或其他位置处。当然，可使用任何其他合适的定位。
IV.其他方面
应当理解，本文所述的教导内容、表达方式、实施例、实例等中的任何一个或多个可与本文所述的其他教导内容、表达方式、实施例、实例等中的任何一个或多个相结合。因此下述教导内容、表达方式、实施例、实例等不应视为彼此隔离。根据本文的教导内容，其中本文的教导内容可结合的各种合适方式对于本领域普通技术人员将是显而易见的。这种修改形式和变化形式旨在包括在权利要求书的范围之内。
上文所述的装置的版本可应用于常规的内窥镜检查和开放性手术器械以及机器人辅助的手术。例如，本领域的普通技术人员将认识到，本文的各种教导内容可易于与2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgical Tool with Ultrasound Cauterizing and CuttingInstrument”(具有超声烧灼和切割器械的机器人外科工具)的美国专利No.6,783,524的各种教导内容相结合，该专利的公开内容以引用方式并入本文。
上文所述的版本可被设计为单次使用后丢弃，或者它们可被设计为可使用多次。在上述任一种或两种情况下，都可对这些版本进行修复，以便在使用至少一次后重复使用。修复可包括以下步骤的任意组合：拆卸装置、然后清洗或更换特定部件和随后进行重新组装。具体地讲，可拆卸所述装置的一些版本，并且可选择性地以任何组合形式来更换或拆除所述装置的任意数量的特定部件或零件。在清洗和/或更换特定零件时，所述装置的一些版本可在修复设施中重新组装或者在即将进行手术前由用户重新组装以供随后使用。本领域的技术人员将会知道，修复装置时可利用多种技术进行拆卸、清洗/更换和重新组装。这些技术的使用以及所得的修复装置均在本发明的范围内。
仅以举例的方式，本文所述的版本可在手术之前和/或之后进行消毒。在一种消毒技术中，将装置置于闭合并密封的容器中，例如，置于塑料袋或TYVEK袋中。然后可将容器和装置置于可穿透该容器的例如γ辐射、X射线或高能电子等辐射的辐射场中。辐射可杀死装置上和容器中的细菌。消毒后的装置随后可存放于消毒容器中，以备以后使用。还可使用本领域已知的任何其他技术对装置消毒，所述技术包括(但不限于)β辐射或γ辐射、环氧乙烷或蒸汽消毒。
尽管已在本发明中示出和描述了多个版本，但本领域的普通技术人员可在不脱离本发明范围的前提下进行适当修改以对本文所述的方法和系统进行进一步改进。已经提及了若干此类潜在的修改形式，并且其他修改形式对于本领域的技术人员而言将显而易见。例如，上文讨论的实例、版本、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等等均是示例性的而非必需的。因此，本发明的范围应以下面的权利要求书考虑，并且应理解为不限于说明书和附图中示出和描述的结构和操作细节。

Claims (20)

1.一种外科系统，包括：
(a)超声外科器械，所述超声外科器械包括：
(i)超声换能器，所述换能器具有远端和近端，其中所述换能器限定从所述近侧延伸到所述远端的孔腔，其中所述换能器能够操作以将电功率转换成超声振动，
(ii)波导，所述波导设置在所述换能器的孔腔中，其中所述波导具有近端，该近端位于所述换能器的近端的近侧，其中所述波导具有远端，该远端位于所述换能器的远端的远侧，其中所述波导限定从所述波导的近侧延伸到所述波导的远端的内腔，和
(iii)端部执行器，所述端部执行器与所述波导声学连通，其中所述波导能够操作以将超声振动从所述换能器传输至所述端部执行器；以及
(b)导管，所述导管与所述波导的内腔相连接，其中所述导管能够操作以与真空源或流体源中的一者或两者连通，由此通过所述内腔传输抽吸或流体中的一者或两者。
2.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述波导包括形成为均一连续材料的单个一体元件。
3.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述端部执行器与所述内腔流体连通，以使得所述端部执行器能够操作以将抽吸或流体中的一者或两者从所述内腔传输至手术部位。
4.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述端部执行器包括与所述波导声学连通的谐振刀片。
5.根据权利要求4所述的外科系统，其中所述谐振刀片包括与所述波导的内腔流体连通的一个或多个开口。
6.根据权利要求5所述的外科系统，其中所述一个或多个开口中的至少一个设置在相对于由所述谐振刀片限定的纵向轴线横向取向的轴线上。
7.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述波导的近端包括倒钩，其中所述导管固定至所述倒钩。
8.根据权利要求1所述的外科系统，其中所述超声外科器械还包括围绕所述波导同轴设置的传声器，其中所述传声器位于所述换能器的远侧，其中所述传声器接触所述波导，其中所述传声器能够将超声振动从所述换能器传输至所述波导。
9.根据权利要求8所述的外科系统，其中所述波导包括肩部，其中所述传声器接合所述波导的肩部。
10.根据权利要求8所述的外科系统，其中所述传声器和所述波导包括互补螺纹，其中所述传声器通过所述互补螺纹固定至所述波导。
11.根据权利要求8所述的外科系统，其中所述超声外科器械还包括围绕所述波导同轴设置的压缩螺母，其中所述压缩螺母位于所述换能器的近侧，其中所述压缩螺母能够操作以将所述换能器朝所述传声器推动并且由此将所述传声器推动至接合所述波导。
12.根据权利要求11所述的外科系统，其中所述压缩螺母和所述波导包括互补螺纹，其中所述压缩螺母通过所述互补螺纹固定至所述波导。
13.根据权利要求1所述的外科系统，还包括固定至所述波导的声学物质，其中所述声学物质与所述换能器间隔开。
14.根据权利要求13所述的外科系统，其中所述声学物质位于所述换能器的近侧。
15.根据权利要求13所述的外科系统，其中所述声学物质和所述波导包括互补螺纹，其中所述声学物质通过所述互补螺纹固定至所述波导。
16.根据权利要求13所述的外科系统，其中所述声学物质限定与所述波导的内腔流体连通的内腔。
17.根据权利要求16所述的外科系统，其中所述导管与所述声学物质连接以使得所述导管与所述声学物质的内腔流体连通，其中所述声学物质包括导管保持特征，所述导管保持特征能够将所述导管固定至所述声学物质。
18.根据权利要求13所述的外科系统，其中所述声学物质包括远侧表面，其中所述远侧表面纵向地设置在与所述波导相关的波节处。
19.一种超声外科器械，包括：
(a)超声换能器，所述换能器具有远端和近端，其中所述换能器限定从所述近侧延伸到所述远端的孔腔，其中所述换能器能够操作以将电功率转换成超声振动；
(b)波导，所述波导设置在所述换能器的孔腔中，其中所述波导具有近端，该近端位于所述换能器的近端的近侧，其中所述波导具有远端，该远端位于所述换能器的远端的远侧，其中所述波导限定从所述波导的近侧延伸到所述波导的远端的内腔；以及
(c)端部执行器，所述端部执行器包括与所述波导声学连通的谐振刀片，其中所述波导能够操作以将超声振动从所述换能器传输至所述谐振刀片。
20.一种超声外科器械，包括：
(a)超声换能器，所述换能器具有远端和近端，其中所述换能器限定从所述近侧延伸到所述远端的孔腔，其中所述换能器能够操作以将电功率转换成超声振动；
(b)波导，所述波导设置在所述换能器的孔腔中，其中所述波导具有近端，该近端位于所述换能器的近端的近侧，其中所述波导具有远端，该远端位于所述换能器的远端的远侧，其中所述波导限定从所述波导的近侧延伸到所述波导的远端的内腔；以及
(c)端部执行器，所述端部执行器与所述波导声学连通，其中所述波导能够操作以将超声振动从所述换能器传输至所述端部执行器，其中所述端部执行器还能够操作以将抽吸或流体中的一者或两者从所述波导的内腔传输至手术部位。
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