CN108778169A - 用于为超声换能器建立电流设定点的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了系统、装置和方法，所述系统、装置和方法通过重新编程装置以基于诊断测试来说明超声部件的操作位移而在外科器械的整个生命周期中管理所述外科器械。诊断测试尖端与外科器械一起使用以模拟装置使用并且捕获所述装置的电容和相位裕度。该信息用于计算在将来手术期间供应给所述装置的最佳电流。

Description

用于为超声换能器建立电流设定点的系统和方法
背景技术
多种外科器械包括端部执行器，该端部执行器具有刀元件，该刀元件以超声频率振动以切割和/或密封组织(例如通过使组织细胞中的蛋白质变性)。这些器械包括将电力转换成超声振动的压电元件，该超声振动沿声波导传送到刀元件。可通过外科医生的技术以及对功率电平、刀刃、组织牵引力和刀压力的调节来控制切割和凝固的精度。
超声外科器械的示例包括HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀、HARMONIC超声剪刀以及HARMONIC超声刀，上述全部器械均得自Ethicon Endo-Surgery,Inc.(Cincinnati,Ohio)。此类装置的其他示例和相关概念在以下文献中公开：1994年6月21日公布的名称为“Clamp Coagulator/Cutting System forUltrasonic Surgical Instruments”的美国专利5,322,055，其公开内容以引用方式并入本文；1999年2月23日公布的名称为“Ultrasonic Clamp Coagulator Apparatus HavingImproved Clamp Mechanism”的美国专利5,873,873，其公开内容以引用方式并入本文；1997年10月10日提交的名称为“Ultrasonic Clamp Coagulator Apparatus HavingImproved Clamp Arm Pivot Mount”的美国专利5,980,510，其公开内容以引用方式并入本文；2001年12月4日公布的名称为“Blades with Functional Balance Asymmetries foruse with Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利6,325,811，其公开内容以引用方式并入本文；2004年8月10日公布的名称为“Blades with Functional BalanceAsymmetries for use with Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利6,773,444，其公开内容以引用方式并入本文；以及2004年8月31日公布的名称为“Robotic SurgicalTool with Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument”的美国专利6,783,524，其公开内容以引用方式并入本文。
超声外科器械的其他示例在以下文献中公开：2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad for Use with an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国公布2006/0079874，其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“UltrasonicDevice for Cutting and Coagulating”的美国公布2007/0191713，其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”的美国公布2007/0282333，其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 and Coagulating,”的美国公布2008/0200940，其公开内容以引用方式并入本文；2009年4月23日公布的名称为“Ergonomic SurgicalInstruments”的美国公布2009/0105750，其公开内容以引用方式并入本文；2010年3月18日公布的名称为“Ultrasonic Device for Fingertip Control”的美国公布2010/0069940，其公开内容以引用方式并入本文；以及2011年1月20日公布的名称为“RotatingTransducer Mount for Ultrasonic Surgical Instruments”的美国公布2011/0015660，其公开内容以引用方式并入本文；以及2012年2月2日公布的名称为“Ultrasonic SurgicalInstrument Blades”的美国公布2012/0029546，其公开内容以引用方式并入本文。
一些超声外科器械可包括关节运动轴节段。此类超声外科器械的示例在2014年1月2日公布的名称为“Surgical Instruments with Articulating Shafts”的美国公布2014/0005701中公开，其公开内容以引用方式并入本文；以及2014年4月24日公布的名称为“Flexible Harmonic Waveguides/Blades for Surgical Instruments”的美国公布2014/0114334，其公开内容以引用方式并入本文。
由于用外科器械所执行的手术的关键性质，因此对于新制造的器械以及先前已投入使用的可重复使用的器械二者而言，可需要极其严格的容差。虽然特定外科器械在制造时可满足或超过规格，但由于正常磨损和撕裂，或由于使用之间的热灭菌而导致的零件膨胀，其性能可在几次使用之后劣化。虽然此产品的制造商可在设置器械之前提供多种用途的指导方针，但有成本意识的最终用户可忽略此类指导，并对最终用户和患者产生安全性和使用问题。
虽然已制造出多种系统和方法并且用于外科装置生命周期管理，但是据信在本(一个或多个)发明人之前还没有人制造或使用本文所述的技术。
附图说明
据信根据后面结合附图对某些示例所作的描述将更好地理解本发明，附图中相似的附图标号表示相同的元件，并且附图中：
图1描绘了第一示例性外科器械的透视图；
图2描绘了第二示例性外科器械的侧正视图；
图3描绘了系统可执行以基于诊断数据来重新编程外科器械的一组示例性步骤的流程图；
图4描绘了绘制相位裕度和电流的示例性图表；
图5描绘了绘制位移和最终相位裕度的示例性图表；
图6描绘了绘制位移和相位裕度的示例性图表；并且
图7描绘了绘制电容和循环数量的示例性图表。
具体实施方式
下面对本技术的某些示例的描述不应用于限制本技术的范围。从下面的描述而言，本技术的其他示例、特征、方面、实施方案和优点对本领域的技术人员而言将变得显而易见，下面的描述以举例的方式进行，这是为实现本技术所设想的最好的方式中的一种方式。正如将意识到的，本文所述的技术能够具有其他不同的和明显的方面，所有这些方面均不脱离本技术。因此，附图和说明应被视为实质上是例示性的而非限制性的。
另外应当理解，本文所述的教导内容、表达方式、实施方案、示例等中的任何一者或多者可与本文所述的其他教导内容、表达方式、实施方案、示例等中的任何一者或多者相结合。因此，下述教导内容、表达方式、实施方案、示例等不应视为彼此孤立。参考本文的教导内容，本文的教导内容可进行组合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。此类修改和变型旨在包括在权利要求书的范围内。
为公开内容的清楚起见，术语“近侧”和“远侧”在本文中相对于外科器械的人或机器人操作者而定义。术语“近侧”是指更靠近外科器械的人或机器人操作者并且更远离外科器械的外科端部执行器的元件位置。术语“远侧”是指更靠近外科器械的外科端部执行器并且更远离外科器械的人或机器人操作者的元件位置。
I.示例性超声外科器械的概述
现在转到附图，图1示出了示例性外科器械(100)的透视图。如在本文所述并且在下文中将更详细描述的，器械(100)可操作以基本上同时切割组织和密封或焊接组织。还应当理解，器械(100)可与HARMONIC超声器械具有各种结构和功能相似性。此外，器械(100)可与在本文中引用和以引用方式并入本文的其他参考文献中的任一个所教导的装置具有各种结构和功能相似性。
器械(100)被配置成能够用作手术刀。如图1所示，本示例的器械(100)包括柄部组件(104)、轴组件(106)和端部执行器(108)。器械(100)的近侧端部通过将超声换能器组件(102)插入到柄部组件(104)中来接收该超声换能器组件(102)并与其配合。柄部组件(104)被配置成能够接收超声换能器组件(102)，使得超声换能器组件(102)可通过螺纹连接件联接到轴组件(106)中的声波导(未示出)，但是可使用任何其他合适类型的联接。如图1所示，器械(100)可与超声换能器组件(102)联接以形成单个单元。超声换能器组件(102)包括被定位成接近刚性声波导的焊头(未示出)的一组压电元件(未示出)。压电圆盘可操作以将电力转换成超声振动，该超声振动随后根据已知的配置和技术沿延伸穿过轴组件(106)的声波导传递到端部执行器(108)的刀(110)。仅以举例的方式，声学传动系的该部分可根据本文引用的各种参考文献的各种教导内容进行配置。
刀(110)可与声波导(未示出)成一体并且形成为单个单元。在一些型式中，刀(110)可通过螺纹连接件、焊接接头和/或一些其他(一个或多个)联接特征部而连接到波导。刀(110)的远侧端部设置在对应于与沿波导和刀(110)传送的超声振动相关联的波腹的纵向位置处或附近，以便在声学组件未被组织加载时将声学组件调谐到优选的谐振频率fo。当换能器组件(102)通电时，刀(110)的远侧端部被配置成能够在例如大约10微米至500微米峰间范围内、并且或者在约20微米至约200微米的范围内以例如55,500Hz的预先确定的振动频率fo基本上沿纵向(沿x轴)移动。刀(110)的远侧端部也可在y轴以x轴运动幅度的约1％至约10％振动。当然，当换能器组件(102)通电时，刀(110)的运动可另选地具有任何其他合适的特性。当超声刀(110)处于启用状态(即，超声振动)时，超声刀(110)可操作以有效地切穿并密封组织。
换能器组件(102)从发生器(112)接收电力。具体地，换能器组件(210)经由适配器(114)和连接到发生器(112)的插座组件(116)的缆线(120)与发生器(112)联接。插座组件(116)提供用于将外科器械(100)连接到发生器(112)的电力和/或数据输入/输出。本示例的发生器(112)还包括显示器(118)。显示器(118)提供关于发生器(112)和任何附接的外科器械(100)的信息。在一些型式中，显示器(118)还提供用于允许用户改变发生器(112)的各种设定的控制器或界面。发生器(112)还包括功率源和被配置成能够向换能器组件(102)提供电力分布的控制模块，该换能器组件特别适用于通过换能器组件(102)生成超声振动。
仅以举例的方式，发生器(112)可包括由俄亥俄州辛辛那提市的Ethicon Endo-Surgery公司出售的GEN 11或GEN 300。另外地或另选地，发生器(112)可根据下述专利的教导内容进行构造：2015年3月24日公布的名称为“Surgical Generator for Ultrasonicand Electrosurgical Devices”的美国专利8,986,302，其公开内容以引用方式并入本文。参考本文的教导内容，发生器(112)可采取的另一些其他合适的形式以及发生器(112)可提供的各种特征和可操作性对本领域的普通技术人员将是显而易见的。适配器(114)还可在具体的外科器械(100)和发生器(112)的特定插座(116)之间提供更广泛的相容性；并且还可实现如下面进一步详细描述的附加功能。
图2示出另一个示例性外科器械(200)的侧正视图。器械(200)可操作以基本上同时切割组织和密封或焊接组织。还应当理解，器械(200)可与HARMONIC超声剪刀具有各种结构和功能相似性。此外，器械(100)可与在本文中引用和以引用方式并入本文的其他参考文献中的任一个所教导的装置具有各种结构和功能相似性。
外科器械(200)被配置成能够用作剪刀。本示例的器械(200)包括柄部组件(202)、轴组件(212)和端部执行器(214)。柄部组件(202)包括主体(204)，该主体包括手枪式握持部(208)和一对按钮(126)。柄部组件(202)还包括触发器(206)，该触发器可朝向和远离手枪式握持部(208)枢转。然而，应当理解，可使用各种其他合适的配置，包括但不限于铅笔式握把配置或剪刀式握把配置。超声换能器组件(210)从柄部组件(202)的主体(204)朝近侧延伸。换能器组件(210)经由适配器(114)和连接到插座组件(116)的缆线(220)与发生器(112)联接。换能器组件(210)从发生器(112)接收电力并且通过压电元件将该电力转换成超声振动。图2所示的示例的发生器(112)与图1所示的示例的发生器(112)相同。参考本文的教导内容，发生器(112)可采用的其他合适形式对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。
端部执行器(214)包括超声刀(216)和枢转夹持臂(218)。夹持臂(218)与触发器(206)联接，使得夹持臂(218)可响应于触发器(206)朝向手枪式握持部(208)的枢转而朝向超声刀(216)枢转；并且使得夹持臂(218)可响应于触发器(206)远离手枪式握持部(208)的枢转而远离超声刀(216)枢转。参考本文的教导内容，可将夹持臂(218)与触发器(206)联接的各种合适的方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
本示例的刀(216)可操作从而以超声频率振动，以便有效地切穿并密封组织，尤其是当组织被压缩在夹持臂(218)和刀(216)之间时。刀(216)被定位在声学传动系的远侧端部处。该声学传动系包括换能器组件(210)和声波导(未示出)。换能器组件(210)包括位于刚性声波导的焊头(未示出)近侧的一组压电元件(未示出)。压电圆盘可操作以将电力转换成超声振动，该超声振动随后根据已知的配置和技术沿延伸穿过轴组件(212)的声波导传递到刀(216)。仅以举例的方式，声学传动系的该部分可根据以上教导内容和/或本文引用的各种参考文献的各种教导内容进行配置。当超声刀(216)处于启用状态(即，超声振动)时，超声刀(216)可操作以有效地切穿并密封组织，特别是当组织正夹持在夹持臂(218)与超声刀(216)之间时。
图1至图2所示的器械(100,200)仅为可与发生器(112)和适配器(114)一起使用的器械的示例性示例。仅以举例的方式，可根据本文引用的各种参考文献中的任一个的教导内容来修改和操作任一器械(100,200)。参考本文的教导内容，合适的器械的其他示例对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
II.用于重新编程超声换能器的方法
图3示出了系统可执行以基于诊断数据来重新编程外科器械(100,200)的一组示例性步骤的流程图。发生器(112)和外科器械(100,200)可被配置成能够当外科器械(100,200)使用计数器达到配置限制时经由发生器(112)显示器(118)生成基于使用的测试间隔已经达到的通知(框302)。显示器(118)还可显示测试间隔正在接近的通知，或者显示指示直到下一次测试间隔剩余的使用数量的计数器。测试间隔可由制造商或用户限定，并且针对每种不同类型的外科器械(100,200)、型号、型式年份或地理区域等可存在一个或多个测试间隔。将提供测试尖端(未图示)，其可附接到外科器械端部执行器(108,214)以模拟手术期间的正常使用(框304)，并且发生器(112)可被配置成能够用附接的测试尖端执行对外科器械(100,200)的诊断测试(框306)。在一些型式中，测试尖端可包括用于在诊断测试期间感测一个或多个参数的附加传感器，并且还可具有接收、处理和存储在诊断测试期间生成的数据的能力。
在执行诊断测试期间，发生器(112)、测试尖端或两者将测量电容(框308)和相位裕度(框310)。仅以举例的方式，可使用公式y＝0.7532x+199.71来确定在测试期间供应的电流，其中x是以赫兹为单位测量的相位裕度，并且y是以毫安为单位的电流。图4在示出相位裕度(402)与电流(400)之间的关系的图表上示出了该公式的示例性可视化。随着外科器械(100,200)被操作，超声部件的位移增大并且相位裕度减小。制造时的相位裕度或库存相位裕度与当前测量的相位裕度之间的差可用于预测超声部件的位移。可使用公式：制造相位裕度＝(当前相位裕度-199.7)/0.752来进行该预测。也可使用公式：位移＝(-0.0002*(当前相位裕度)+0.103)*(0.7532*制造相位裕度)+198.7)来确定当前相位裕度与制造相位裕度之间的位移。
图5在示出位移(500)与最终相位裕度(502)之间的关系的图表上示出了该公式的示例性可视化。使用预测的位移，热传递函数可用于确定用于进一步使用的最佳操作配置。由于正常使用或由于高压灭菌器灭菌程序，外科器械(100,200)的热暴露会极大地影响该确定的精确度。因此，使用用于确定相位裕度相对于位移的两个不同公式可改善精确度，一个用于已经历热暴露的外科器械(100,200)，并且一个用于未超过热暴露水平的外科器械(100,200)。图6在针对每个传递函数示出位移(600)与相位裕度(602)之间的关系的图表上示出了该概念的示例性可视化。由于针对同一相位裕度，非热传递函数相对于热传递函数导致更高的位移(高出约1.2微米)，因此其可说明预测与相位裕度偏移相关联的位移时的误差。因此，识别换能器组件(102,210)何时已暴露于滥用的热条件是有帮助的。这可通过识别换能器组件(102,210)的电容变化来完成，如图7所示，该图示出了电容(700)与使用循环数量(702)之间的关系。图7示出了一组热暴露的装置表现出0.5nF的电容跳跃，而非热暴露的装置示出0.2nF的电容跳跃。在生产每个单个外科器械(100,200)时测量电容，并且可将电容存储在EEPROM中，使得其可在外科器械(100,200)的生命周期期间由发生器(112)或其他装置使用。
继续根据以上讨论，一旦用测试尖端测量电容(框308)和相位裕度(框310)，就可使用公式：相位裕度＝(电流-199.7)/0.752来计算制造时的相位裕度(框312)。发生器(112)还将从外科器械(1014)的EEPROM读取电流设定点，并且然后基于传递函数来重新编程电流。如果所测量的电容超过原始电容约0.5nF(框316)，则可使用热传递函数(参见下面的表1)来确定新的最佳电流(框318)。如果所测量的电容未超过原始电容约0.5nF(框316)，则可使用非热传递函数(参见下面的表2)来确定新的最佳电流(框320)。
表1：示例性热传递函数
表2：示例性非热传递函数
一旦使用传递函数中的一个来确定新的最佳电流(框318、框320)，就使用最佳新电流来重新编程外科器械(100,200)(框322)。重新编程可通过发生器(112)或适配器组件(114,504)中的一者或多者来完成，并且可通过重写外科器械(100,200)的EEPROM来完成。实际上，用新计算的最佳电流重写EEPROM以说明由于正常使用和热事件导致的位移和相位裕度的变化可允许外科器械(100,200)返回到类似于其被制造适于的条件和规格的条件和规格。
III.示例性组合
下述实施例涉及本文的教导内容可被组合或应用的各种非穷尽性方式。应当理解，下述实施例并非旨在限制可在本专利申请或本专利申请的后续提交文件中的任何时间提供的任何权利要求的覆盖范围。不旨在进行免责声明。提供以下实施例仅仅是出于例示性目的。预期本文的各种教导内容可按多种其它方式进行布置和应用。还设想到，一些变型可省略在以下实施例中所提及的某些特征。因此，下文提及的方面或特征中的任一者均不应被视为决定性的，除非另外例如由发明人或关注发明人的继承者在稍后日期明确指明如此。如果本专利申请或与本专利申请相关的后续提交文件中提出的任何权利要求包括下文提及的那些特征之外的附加特征，则这些附加特征不应被假定为因与专利性相关的任何原因而被添加。
实施例1
一种设备，包括：(a)重新编程装置，该重新编程装置包括器械插座；(b)外科器械，该外科器械包括发生器连接件和存储器，其中发生器连接件被构造成能够连接到器械插座，其中存储器被配置成能够存储原始电流值和原始相位裕度值；以及(c)测试尖端，该测试尖端被构造成能够连接到外科器械，该测试尖端包括相位裕度传感器；其中重新编程装置被配置成能够：(i)从测试尖端接收一组相位裕度数据，(ii)接收原始电流值和原始相位裕度值，(iii)通过使用传递函数，基于一组相位裕度数据、原始电流值和原始相位裕度值来确定新的电流值，以及(iv)将新的电流值写入外科器械的存储器。
实施例2
根据实施例1所述的设备，其中重新编程装置选自：外科发生器、计算机、移动计算装置和可移除功率源。
实施例3
根据实施例1至2中任一项或多项中的任一项所述的设备，其中外科器械包括超声外科器械。
实施例4
根据实施例1至3中任一项或多项所述的设备，其中存储器被配置成能够存储原始电容值，其中测试尖端还包括电容传感器，其中重新编程装置被进一步配置成能够从测试尖端接收一组电容数据，其中发生器被进一步配置成能够：(i)确定原始电容值与一组电容数据之间的电容差，(ii)在电容差超过热阈值的情况下，选择热传递函数作为传递函数，(iii)在电容差未超过热阈值的情况下，选择非热传递函数作为传递函数，以及(iv)基于原始相位裕度、一组相位裕度数据和传递函数来确定位移值。
实施例5
根据实施例4所述的设备，其中热阈值为约0.5nF。
实施例6
根据实施例4至5中任一项或多项所述的设备，其中使用以下公式来确定位移值：位移当前＝(-0.00015)*(相位裕度原始)*(相位裕度当前)+(-0.03974)*(相位裕度当前)+0.080442*(相位裕度原始)+20.22，此时传递函数为热传递函数。
实施例7
根据实施例4至6中任一项或多项中的任一项所述的设备，其中使用以下公式来确定位移值：位移当前＝(-0.00015)*(相位裕度原始)*(相位裕度当前)+(-0.03974)*(相位裕度当前)+0.080442*(相位裕度原始)+20.22+1.2，此时传递函数为非热传递函数。
实施例8
根据实施例4至7中任一项或多项中的任一项所述的设备，其中使用以下公式来确定新的电流值：
实施例9
根据实施例1至8中任一项或多项中的任一项所述的设备，其中外科器械或重新编程装置中的一者或多者被配置成能够：(i)基于外科器械测试间隔的发生来防止外科器械的正常操作，(ii)经由显示器显示通知，该通知指示测试尖端应附接到外科器械，以及(iii)在重新编程装置将新的电流值写入外科器械的存储器之后恢复外科器械的正常操作。
实施例10
根据实施例9所述的设备，其中外科器械测试间隔被配置成能够基于存储在外科器械的存储器上的可变时间间隔来发生。
实施例11
一种方法，包括以下步骤：(a)用测试尖端测量外科器械的相位裕度，其中测试尖端被构造成能够附接到外科器械；(b)基于相位裕度来确定外科器械的位移；(c)使用位移和传递函数来确定优化电流；以及(d)将外科器械配置成能够以优化电流操作。
实施例12
根据实施例11所述的方法，还包括以下步骤：(a)将原始电容存储在外科器械的存储器中；(b)用测试尖端测量外科器械的当前电容；(c)确定原始电容和当前电容之间的电容变化；以及(d)基于电容变化来选择热传递函数或非热传递函数作为传递函数。
实施例13
根据实施例12所述的方法，其中当电容变化超过0.5nF时选择热传递函数；并且其中当电容变化未超过0.5nF时选择非热传递函数。
实施例14
根据实施例11至13中任一项或多项所述的方法，其中基于相位裕度来确定外科器械的位移包括以下步骤：(i)基于相位裕度来计算外科器械的库存相位裕度，以及(ii)基于库存相位裕度和相位裕度来计算外科器械的位移。
实施例15
根据实施例12至13中任一项或多项中的任一项所述的方法，其中热传递函数为：位移当前＝(-0.00015)*(相位裕度原始)*(相位裕度当前)+(-0.03974)*(相位裕度当前)+0.080442*(相位裕度原始)+20.22。
实施例16
根据实施例12至13中任一项或多项中的任一项或15所述的方法，其中非热传递函数为：位移当前＝(-0.00015)*(相位裕度原始)*(相位裕度当前)+(-0.03974)*(相位裕度当前)+0.080442*(相位裕度原始)+20.22+1.2。
实施例17
根据实施例12至13或15至16中任一项或多项中的任一项所述的方法，其中使用以下公式来确定优化电流：
实施例18
根据实施例11至17中任一项或多项所述的方法，还包括以下步骤：(a)基于外科器械测试间隔的发生来防止外科器械的正常操作；(b)经由显示器显示通知，该通知指示测试尖端应附接到外科器械；以及(c)在将外科器械配置成能够以最佳电流操作之后恢复外科器械的正常操作。
实施例19
根据实施例18所述的方法，其中外科器械每使用约50次发生外科器械测试间隔。
实施例20
一种设备，包括：(a)重新编程装置，该重新编程装置包括器械插座；(b)外科器械，该外科器械包括发生器连接件和存储器，其中发生器连接件被构造成能够连接到器械插座，其中存储器被配置成能够存储原始电流值和原始相位裕度值；以及(c)测试尖端，该测试尖端被构造成能够连接到外科器械，该测试尖端包括相位裕度传感器；其中重新编程装置还包括用于基于诊断数据来将外科器械配置成能够具有新的操作电流的装置。
IV.杂项
应当理解，本文所述的任何型式的器械还可包括除上述那些之外或作为上述那些的替代的各种其他特征。仅以举例的方式，本文所述器械中的任一者还可包括公开于以引用方式并入本文的各种参考文献中的任一者的各种特征结构中的一者或多者。还应当理解，本文的教导内容可易于应用于本文所引用的其他参考文献中的任一者所述的器械中的任一者，使得本文的教导内容可易于以多种方式与本文所引用的参考文献中的任一者的教导内容结合。可结合本文的教导内容的其他类型的器械对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
还应当理解，本文中所参照的任何值的范围应当被理解为包括此类范围的上限和下限。例如，除了包括介于这些上限和下限之间的值之外，表示为“介于大约1.0英寸和大约1.5英寸之间”的范围应被理解为包括大约1.0英寸和大约1.5英寸。
应当理解，据称以引用的方式并入本文的任何专利、专利公布或其他公开材料，无论是全文或部分，仅在所并入的材料与本公开中所述的现有定义、陈述或者其他公开材料不冲突的范围内并入本文。因此，并且在必要的程度下，本文明确列出的公开内容代替以引用方式并入本文的任何冲突材料。据称以引用方式并入本文但与本文列出的现有定义、陈述或其它公开材料相冲突的任何材料或其部分，将仅在所并入的材料与现有的公开材料之间不产生冲突的程度下并入。
上述装置的型式可应用于由医疗专业人员进行的传统医学治疗和手术、以及机器人辅助的医学治疗和手术中。仅以举例的方式，本文的各种教导内容可易于并入机器人外科系统，诸如Intuitive Surgical,Inc.(Sunnyvale,California)的DAVINCITM系统。相似地，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”的美国专利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。
上文所述型式可被设计成在单次使用后废弃，或者其可被设计成使用多次。在任一种情况下或两种情况下，可对这些型式进行修复以在至少一次使用之后重复使用。修复可包括以下步骤的任意组合：拆卸装置，然后清洁或替换特定零件以及随后进行重新组装。具体地，可拆卸一些型式的装置，并且可以任何组合来选择性地替换或移除装置的任意数量的特定零件或部分。在清洁和/或替换特定部分时，一些型式的装置可在修复设施处重新组装或者在即将进行手术之前由操作者重新组装用于随后使用。本领域的技术人员将会了解，装置的修复可利用多种技术进行拆卸、清洁/更换、以及重新组装。此类技术的使用以及所得的修复装置均在本申请的范围内。
仅以举例的方式，本文描述的型式可在手术之前和/或之后灭菌。在一种灭菌技术中，将装置放置在闭合且密封的容器诸如塑料袋或TYVEK袋中。然后可将容器和装置放置在可穿透容器的辐射场中，诸如γ辐射、x射线、或高能电子。辐射可杀死装置上和容器中的细菌。经灭菌的装置随后可存储在无菌容器中，以供以后使用。还可使用本领域已知的任何其他技术对装置进行灭菌，该技术包括但不限于β辐射或γ辐射、环氧乙烷或蒸汽。
当在权利要求中使用时，“用于基于诊断数据来将外科器械配置成能够具有新的操作电流的装置”应当被理解为对如提供用于35U.S.C.§112的第六段的用于执行特定功能的装置的形式所列出的限制，其中特定功能是“用于基于诊断数据来将外科器械配置成能够具有新的操作电流的装置”并且对应结构是处理器和存储器，其中处理器和存储器被编程用于：从外科器械、外科发生器或测试尖端中的一者或多者读取诊断数据，基于外科装置从其原始操作规格到其当前操作规格的位移变化来为外科器械计算新的操作电流，以及将外科器械配置成能够具有新的操作电流(图3至图7和段落[0030]至[0034]中提供的示例)。
已经示出和阐述了本发明的各种实施方案，可在不脱离本发明的范围的情况下由本领域的普通技术人员进行适当修改来实现本文所述的方法和系统的进一步改进。已经提及了若干此类可能的修改，并且其他修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。例如，上文所讨论的实施例、实施方案、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等均是例示性的而非必需的。因此，本发明的范围应根据以下权利要求书来考虑，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的细节。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
(a)重新编程装置，所述重新编程装置包括器械插座；
(b)外科器械，所述外科器械包括发生器连接件和存储器，其中所述发生器连接件被构造成能够连接到所述器械插座，其中所述存储器被配置成能够存储原始电流值和原始相位裕度值；以及
(c)测试尖端，所述测试尖端被构造成能够连接到所述外科器械，所述测试尖端包括相位裕度传感器；
其中所述重新编程装置被配置成能够：
(i)从所述测试尖端接收一组相位裕度数据，
(ii)接收所述原始电流值和所述原始相位裕度值，
(iii)通过使用传递函数，基于所述一组相位裕度数据、所述原始电流值和所述原始相位裕度值来确定新的电流值，以及(iv)将所述新的电流值写入所述外科器械的所述存储器。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述重新编程装置选自：外科发生器、计算机、移动计算装置和可移除功率源。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述外科器械包括超声外科器械。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述存储器被配置成能够存储原始电容值，其中所述测试尖端还包括电容传感器，其中所述重新编程装置被进一步配置成能够从所述测试尖端接收一组电容数据，其中所述发生器被进一步配置成能够：
(i)确定所述原始电容值与所述一组电容数据之间的电容差，
(ii)在所述电容差超过热阈值的情况下，选择热传递函数作为所述传递函数，
(iii)在所述电容差未超过热阈值的情况下，选择非热传递函数作为所述传递函数，以及
(iv)基于所述原始相位裕度、所述一组相位裕度数据和所述传递函数来确定位移值。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述热阈值为约0.5nF。
6.根据权利要求4所述的设备，其中使用以下公式来确定所述位移值：位移当前＝(-0.00015)*(相位裕度原始)*(相位裕度当前)+(-0.03974)*(相位裕度当前)+0.080442*(相位裕度原始)+20.22，此时所述传递函数为热传递函数。
7.根据权利要求4所述的设备，其中使用以下公式来确定所述位移值：
位移当前＝(-0.00015)*(相位裕度原始)*(相位裕度当前)+(-0.03974)*(相位裕度当前)+0.080442*(相位裕度原始)+20.22+1.2，此时所述传递函数为非热传递函数。
8.根据权利要求4所述的设备，其中使用以下公式来确定所述新的电流值：
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述外科器械或所述重新编程装置中的一者或多者被配置成能够：
(i)基于外科器械测试间隔的发生来防止所述外科器械的正常操作，
(ii)经由显示器显示通知，所述通知指示所述测试尖端应附接到所述外科器械，以及
(iii)在所述重新编程装置将所述新的电流值写入所述外科器械的所述存储器之后恢复所述外科器械的正常操作。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述外科器械测试间隔被配置成能够基于存储在所述外科器械的所述存储器上的可变时间间隔来发生。
11.一种方法，包括以下步骤：
(a)用测试尖端测量外科器械的相位裕度，其中所述测试尖端被构造成能够附接到所述外科器械；
(b)基于所述相位裕度来确定所述外科器械的位移；
(c)使用所述位移和传递函数来确定优化电流；以及
(d)将所述外科器械配置成能够以所述优化电流操作。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：
(a)将原始电容存储在所述外科器械的存储器中；
(b)用所述测试尖端测量所述外科器械的当前电容；
(c)确定所述原始电容和所述当前电容之间的电容变化；以及
(d)基于所述电容变化来选择热传递函数或非热传递函数作为所述传递函数。
13.根据权利要求12所述的方法，其中当电容变化超过0.5nF时选择所述热传递函数；并且其中当所述电容变化未超过0.5nF时选择所述非热传递函数。
14.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述相位裕度来确定所述外科器械的位移包括以下步骤：
(i)基于所述相位裕度来计算所述外科器械的库存相位裕度，以及
(ii)基于所述库存相位裕度和所述相位裕度来计算所述外科器械的位移。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述热传递函数为：
位移当前＝(-0.00015)*(相位裕度原始)*(相位裕度当前)+(-0.03974)*(相位裕度当前)+0.080442*(相位裕度原始)+20.22。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述非热传递函数为：
位移当前＝(-0.00015)*(相位裕度原始)*(相位裕度当前)+(-0.03974)*(相位裕度当前)+0.080442*(相位裕度原始)+20.22+1.2。
17.根据权利要求12所述的方法，其中使用以下公式来确定所述优化电流：
18.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：
(a)基于外科器械测试间隔的发生来防止所述外科器械的正常操作；
(b)经由显示器显示通知，所述通知指示所述测试尖端应附接到所述外科器械；以及
(c)在将所述外科器械配置成能够以所述最佳电流操作之后恢复所述外科器械的正常操作。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述外科器械每使用约50次发生所述外科器械测试间隔。
20.一种设备，包括：
(a)重新编程装置，所述重新编程装置包括器械插座；
(b)外科器械，所述外科器械包括发生器连接件和存储器，其中所述发生器连接件被构造成能够连接到所述器械插座，其中所述存储器被配置成能够存储原始电流值和原始相位裕度值；以及
(c)测试尖端，所述测试尖端被构造成能够连接到所述外科器械，所述测试尖端包括相位裕度传感器；
其中所述重新编程装置还包括用于基于诊断数据来将所述外科器械配置成能够具有新的操作电流的装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1199044A1 (en) * 2000-10-20 2002-04-24 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Output displacement control using phase margin in an ultrasonic surgical hand piece
US20020062132A1 (en) * 2000-10-20 2002-05-23 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method for calculating transducer capacitance to determine transducer temperature
US20020161385A1 (en) * 2000-10-20 2002-10-31 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Apparatus and method for alerting generator functions in an ultrasonic surgical system
US20090259244A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-15 Koh Shimizu Power supply apparatus for operation
CN104252147A (zh) * 2013-06-27 2014-12-31 英飞凌科技股份有限公司 用于估计周期信号的系统和方法
CN104363842A (zh) * 2012-04-09 2015-02-18 伊西康内外科公司 用于切割和凝固组织的装置和技术

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5322055B1 (en) 1993-01-27 1997-10-14 Ultracision Inc Clamp coagulator/cutting system for ultrasonic surgical instruments
US5980510A (en) 1997-10-10 1999-11-09 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic clamp coagulator apparatus having improved clamp arm pivot mount
US5873873A (en) 1997-10-10 1999-02-23 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic clamp coagulator apparatus having improved clamp mechanism
US6325811B1 (en) 1999-10-05 2001-12-04 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Blades with functional balance asymmetries for use with ultrasonic surgical instruments
CA2359742C (en) * 2000-10-20 2010-09-28 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method for calculating transducer capacitance to determine transducer temperature
US6537291B2 (en) 2000-10-20 2003-03-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method for detecting a loose blade in a hand piece connected to an ultrasonic surgical system
US6783524B2 (en) 2001-04-19 2004-08-31 Intuitive Surgical, Inc. Robotic surgical tool with ultrasound cauterizing and cutting instrument
US20060079874A1 (en) 2004-10-08 2006-04-13 Faller Craig N Tissue pad for use with an ultrasonic surgical instrument
US20070191713A1 (en) 2005-10-14 2007-08-16 Eichmann Stephen E Ultrasonic device for cutting and coagulating
US8574252B2 (en) 2006-06-01 2013-11-05 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic blade support
US20080200940A1 (en) 2007-01-16 2008-08-21 Eichmann Stephen E Ultrasonic device for cutting and coagulating
US8057498B2 (en) 2007-11-30 2011-11-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic surgical instrument blades
EP2217157A2 (en) 2007-10-05 2010-08-18 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ergonomic surgical instruments
EP2361042B1 (en) 2008-09-12 2016-11-30 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic device for fingertip control
US20100125292A1 (en) * 2008-11-20 2010-05-20 Wiener Eitan T Ultrasonic surgical system
US8461744B2 (en) 2009-07-15 2013-06-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Rotating transducer mount for ultrasonic surgical instruments
US8986302B2 (en) 2009-10-09 2015-03-24 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical generator for ultrasonic and electrosurgical devices
US9393037B2 (en) 2012-06-29 2016-07-19 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical instruments with articulating shafts
US9095367B2 (en) 2012-10-22 2015-08-04 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Flexible harmonic waveguides/blades for surgical instruments

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1199044A1 (en) * 2000-10-20 2002-04-24 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Output displacement control using phase margin in an ultrasonic surgical hand piece
US20020062132A1 (en) * 2000-10-20 2002-05-23 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method for calculating transducer capacitance to determine transducer temperature
US20020161385A1 (en) * 2000-10-20 2002-10-31 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Apparatus and method for alerting generator functions in an ultrasonic surgical system
US20090259244A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-15 Koh Shimizu Power supply apparatus for operation
CN104363842A (zh) * 2012-04-09 2015-02-18 伊西康内外科公司 用于切割和凝固组织的装置和技术
CN104252147A (zh) * 2013-06-27 2014-12-31 英飞凌科技股份有限公司 用于估计周期信号的系统和方法

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