CN115605147A - 铰接超声手术仪器和系统 - Google Patents

铰接超声手术仪器和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115605147A
CN115605147A CN202180034992.8A CN202180034992A CN115605147A CN 115605147 A CN115605147 A CN 115605147A CN 202180034992 A CN202180034992 A CN 202180034992A CN 115605147 A CN115605147 A CN 115605147A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transducer
distal
ultrasonic
surgical instrument
proximal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180034992.8A
Other languages
English (en)
Inventor
M·S·考利
T·E·德罗赫纳
D·J·范托尔
M·B·莱昂斯
J·R·费根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covidien LP
Original Assignee
Covidien LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Covidien LP filed Critical Covidien LP
Publication of CN115605147A publication Critical patent/CN115605147A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B17/320092—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with additional movable means for clamping or cutting tissue, e.g. with a pivoting jaw
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/22004—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A61B17/22012—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves in direct contact with, or very close to, the obstruction or concrement
    • A61B17/2202—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves in direct contact with, or very close to, the obstruction or concrement the ultrasound transducer being inside patient's body at the distal end of the catheter
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B2017/320071—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with articulating means for working tip
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B2017/320089—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic node location
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B17/320092—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with additional movable means for clamping or cutting tissue, e.g. with a pivoting jaw
    • A61B2017/320093—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with additional movable means for clamping or cutting tissue, e.g. with a pivoting jaw additional movable means performing cutting operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B17/320092—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with additional movable means for clamping or cutting tissue, e.g. with a pivoting jaw
    • A61B2017/320094—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with additional movable means for clamping or cutting tissue, e.g. with a pivoting jaw additional movable means performing clamping operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B2034/305—Details of wrist mechanisms at distal ends of robotic arms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

一种超声手术仪器包括壳体、从该壳体向远侧延伸的细长轴、从该细长轴向远侧延伸的末端执行器以及至少部分地设置在该细长轴内的换能器组件。该末端执行器包括钳口和超声刀片。该钳口被构造成相对于该超声刀片从打开位置枢转到夹持位置以在两者间夹持组织。该换能器组件在远侧与该壳体间隔开并包括通过连接器互连的近侧换能器和远侧换能器。该超声刀片连接到该远侧换能器，使得由该近侧换能器产生的超声能量沿着该连接器和该远侧换能器传输到该超声刀片，并且使得由该远侧换能器产生的超声能量传输到该超声刀片。

Description

铰接超声手术仪器和系统
技术领域
本公开涉及手术仪器和系统，并且更确切地说，涉及铰接超声手术仪器和系统。
背景技术
超声外科器械和系统利用超声能量，即超声振动，来治疗组织。更具体地说，典型的超声手术仪器或系统包括换能器，该换能器被构造成以超声频率产生机械振动能量，该机械振动能量沿着波导传输到超声末端执行器，该超声末端执行器被构造成治疗组织，例如，凝结、烧灼、熔合、密封、切割、干燥或以其他方式治疗组织。
一些超声手术仪器和系统结合了旋转特征，从而使得超声末端执行器能够旋转到手术部位内的期望定向。然而，即使在此类仪器和系统中，仅经由旋转和操纵在手术部位内进行导航的能力也受到限制。
发明内容
如本文所使用，术语“远侧”是指所描述的更远离用户的部分，而术语“近侧”是指所描述的更靠近用户的部分。此外，在一致的程度上，本文详述的方面中的任何或所有方面可以与本文详述的其他方面中的任何或所有方面结合使用。
根据本公开，提供了一种超声手术仪器，该超声手术仪器包括壳体、从该壳体向远侧延伸的细长轴、从该细长轴向远侧延伸的末端执行器以及至少部分地设置在该细长轴内的换能器组件。该末端执行器包括钳口和超声刀片。该钳口被构造成相对于该超声刀片从打开位置枢转到夹持位置以在两者间夹持组织。该换能器组件至少部分地设置在该细长轴内，在远侧与该壳体间隔开，并且包括通过连接器互连的近侧换能器和远侧换能器。该超声刀片连接到该远侧换能器，使得由该近侧换能器产生的超声能量沿着该连接器和该远侧换能器传输到该超声刀片，并且使得由该远侧换能器产生的超声能量传输到该超声刀片。
在本公开的一个方面，该连接器是被构造成在至少一个方向上铰接的柔性连接器。在此类方面，该细长轴可以包括铰接部分，并且该柔性连接器可以延伸穿过该铰接部分，使得该近侧换能器设置在该铰接部分的近侧并且使得该远侧换能器设置在该铰接部分的远侧。该柔性连接器可以形成为带材。
在本公开的另一方面，该细长轴限定小于约15mm、小于约12mm、小于约10mm、小于约8mm、小于约5mm或小于约3mm的外径；在各方面，介于约5mm与约8mm之间的外径。可替代地或另外地，该近侧换能器和该远侧换能器中的每个换能器可以限定小于15mm、小于约12mm、小于约10mm、小于约8mm、小于约5mm或小于约3mm的外径；在各方面，介于约5mm与约8mm之间的外径。
在本公开的仍另一方面，该近侧换能器和该远侧换能器中的每个换能器包括近侧质量块、远侧质量块、在预压缩下保持在该近侧质量块与该远侧质量块之间的压电元件堆叠以及电耦接到该压电元件堆叠的第一电极和第二电极。
在本公开的又另一方面，该超声刀片限定圆柱形构造。在此类方面，该钳口可以被构造成围绕该超声刀片旋转，使得该钳口能够在该钳口与该刀片之间以该钳口相对于该刀片的任何旋转定向夹持组织。
在本公开的仍又另一方面，第一换能器和第二换能器围绕振动节点设置。
在本公开的另一方面，该壳体适于连接到机器人手术系统的机器人臂。可替代地或另外地，该壳体包括至少一个手动控件。
在本公开的又另一方面，该近侧换能器和该远侧换能器由独立的电驱动信号驱动。在此类方面，在第一操作模式下，该近侧换能器和该远侧换能器均可以被激活，而在第二操作模式下，该近侧换能器或该远侧换能器中的仅一个换能器可以被激活。
在本公开的仍另一方面，超声变幅杆将该远侧换能器与该超声刀片连接。
本公开的一个或多个方面的细节在以下附图和描述中阐述。本公开中所描述的仪器和技术的其他特征、目标和优点将从描述和附图以及从权利要求书而显而易见。
附图说明
图1A是根据本公开提供的手持式铰接超声手术仪器的透视图，其中细长组件设置在未铰接位置；
图1B是图1A的手持式铰接超声手术仪器的透视图，其中细长组件设置在铰接位置；
图2是根据本公开提供的被构造成与铰接超声手术仪器一起使用的机器人手术系统的示意图；
图3是以未铰接状态设置的被构造成与图1A的铰接超声手术仪器或任何其他合适的铰接超声手术仪器一起使用的换能器组件的透视图；
图4是以铰接状态设置的图3的换能器组件的透视图；并且
图5A至图5D是根据本公开提供的各种其他换能器组件的示意图。
具体实施方式
大体上参考图1A和图1B，示出了例示本公开的方面和特征的说明性手持式超声手术仪器，其大体上由附图标记10标识。出于本文的目的，大体上描述了手持式超声手术仪器10。省略了与本公开的理解无密切关系的手持式超声手术仪器10的方面和特征，以免在不必要的细节上混淆本公开的方面和特征。
手持式超声手术仪器10大体上包括手柄组件100和从手柄组件100向远侧延伸的细长组件200。手柄组件100包括壳体110，该壳体限定主体部分112和固定手柄部分114。手柄组件100还包括激活按钮120和夹持触发器130。
壳体110的主体部分112被构造成支撑发生器组件300，该发生器组件包括设置在外部壳体内的发生器电子器件310。发生器组件300可以与壳体110的主体部分112永久地接合或能够从其中移除。可替代地，发生器组件300可以远程地设置并借助于缆线耦接到超声手术仪器10。
壳体110的固定手柄部分114限定被构造成收纳电池组件400的隔室116和被构造成封闭隔室116的门118。电连接件组件(未示出)设置在手柄组件100的壳体110内，并且当发生器组件300支撑在壳体110的主体部分112上或该主体部分中并且电池组件400设置在壳体110的固定手柄部分114的隔室116内时，该电连接件组件用于将激活按钮120、发生器组件300和电池组件400彼此电耦接，从而使得能够响应于按压激活按钮120而激活超声手术仪器10。在发生器组件300远离超声手术仪器10的构造中，不需要提供电池组件400和固定手柄部分114的用于收纳电池组件400的构造，因为远离的发生器组件300可以由标准壁式插座或其他远程电源供电。
超声手术仪器10的细长组件200包括细长轴210，该细长轴具有一个或多个铰接部分220、换能器组件230、驱动组件(未示出)、铰接组件(未示出)、旋转旋钮250、铰接旋钮260以及包括刀片282、钳口284和支撑轴286的末端执行器280。
细长轴210从壳体110的主体部分112向远侧延伸。该一个或多个铰接部分220是沿着细长轴210的至少一部分限定的。更具体地，铰接部分220在图1A和图1B中被示出为设置在细长轴210的远侧端部部分处并且耦接到末端执行器280的支撑轴286，使得铰接部分220相对于细长轴210的纵轴的铰接将末端执行器280相对于细长轴210的纵轴铰接。然而，还设想的是，另外的或可替代的铰接部分220可以沿着细长轴210的一部分或全部周期性地、间歇地或连续地(对于细长轴210的一部分或整体)设置。铰接部分220可以包括一个或多个铰接部件222，例如铰接接头、铰接连杆、柔性部分、能够延展的部分等，以相对于细长轴210的纵轴在至少一个方向上实现末端执行器280的铰接，例如俯仰铰接和/或侧转铰接。在构造中，铰接部分220被构造成实现俯仰铰接和侧转铰接；在其他构造中，实现在任何方向上的无限制的铰接。
钳口284能够枢转地安装在支撑轴286的远侧端部部分上，并且驱动组件能够操作地将手柄组件100的夹持触发器130与末端执行器280的钳口284耦接，使得夹持触发器130能够选择性地致动以相对于支撑轴286和末端执行器280的刀片282将钳口284从间隔开的位置枢转到接近的位置，用于在钳口284与刀片282之间夹持组织。驱动组件可以包括驱动轴、驱动套筒、驱动缆线和/或延伸穿过手柄组件100、细长轴210(包括其铰接部分220)和支撑轴286的其他合适的部件以能够操作地将夹持触发器130与钳口284耦接，并且不管铰接部分220的铰接如何，都使得钳口284能够在间隔开的位置与接近的位置之间枢转。钳口284包括能够枢转地安装在支撑轴286的远侧端部部分上的更刚性的结构主体，以及固定到该更刚性的结构主体并且被定位成与刀片282相对的更顺应性的钳口衬里，以使得能够在两者间夹持组织。
旋转旋钮250能够在任一方向上旋转，以使细长组件200的至少一部分相对于手柄组件100在任一方向上旋转。更具体地，在一些构造中，细长轴210、换能器组件230和末端执行器280被构造成彼此一起相对于手柄组件100旋转。在其他构造中，细长轴210、末端执行器280的钳口284和末端执行器280的支撑轴286被构造成彼此一起相对于手柄组件100、换能器组件230和末端执行器280的刀片282旋转。在该构造中，钳口284能够围绕刀片282旋转，以使得钳口284能够围绕刀片282在任何合适的径向位置定向。因此，钳口284能够相对于刀片282在间隔开的位置与接近的位置之间枢转，以在围绕刀片282的任何合适的径向位置处在钳口284与刀片282之间夹持组织。
铰接组件可以包括齿轮、滑轮、套筒、受拉缆线等，该齿轮、滑轮、套筒、受拉缆线等能够操作地将铰接旋钮260与铰接部分220的一个或多个铰接部件222耦接，使得铰接旋钮260的旋转操纵铰接部分220，从而将末端执行器280和支撑轴286相对于细长轴210的纵轴铰接。可替代地，铰接旋钮260可以能够操作地耦接到支撑轴286以诱导上述铰接运动。还设想了另外的铰接致动器和/或其他合适的铰接致动器(手动或电动)。
另外参考图3和图4，换能器组件230包括近侧换能器232和远侧换能器234、在近侧换能器232与远侧换能器234之间延伸的柔性连接器236、从远侧换能器234向远侧延伸的远侧变幅杆238和从远侧变幅杆238向远侧延伸的用作末端执行器280的刀片的超声刀片282。
换能器组件230至少部分地延伸穿过细长轴210，包括其铰接部分220。更具体地，近侧换能器232定位在细长轴210的铰接部分220(例如，在提供多个铰接部分220的情况下的最远侧铰接部分220)的近侧，远侧换能器234定位在细长轴210的铰接部分220的远侧的支撑轴286内，并且柔性连接器236延伸穿过细长轴210的铰接部分220，使得响应于铰接部分220的铰接，柔性连接器236被类似地铰接，从而将远侧换能器234、超声变幅杆238和超声刀片282相对于近侧换能器232铰接。换能器组件230进一步延伸穿过末端执行器280的支撑轴286并且从该支撑轴向远侧延伸，使得刀片282被定位成与钳口284相对，以使得能够在两者间夹持组织。下文参考图3和图4对换能器组件230进行更详细地描述。
设想的是，至少细长轴210和支撑轴286的包括延伸穿过其中的换能器组件230的部分，以及在一些构造中，细长轴210和支撑轴286的整体限定小于约15mm、小于约12mm、小于约10mm、小于约8mm、小于约5mm、小于约3mm或介于约5mm与约8mm之间的外径，其中如本文所使用的“约”和类似术语考虑材料、制造、使用、测量、环境等公差；行业惯例和习惯等；并且可以涵盖至多10％的差异。如此，换能器组件230可以限定足够小的直径，以便使得能够操作地收纳在细长轴210和支撑轴286内，该直径至多小于例如15mm、12mm、10mm、8mm、5mm或3mm；在一些构造中，换能器组件230可以限定介于约5mm与约8mm之间的直径。通过提供具有上述外径的构造，可以通过分别具有约15mm、约12mm、约10mm、约8mm、约5mm或约3mm直径的进入装置(例如，套管针)来微创地使用超声手术仪器10。
大体上参考图2，示出了例示本公开的方面和特征的说明性机器人手术系统，其大体上由附图标记1000标识。出于本文的目的，一般描述机器人手术系统1000。省略了与本公开的理解无密切关系的机器人手术系统1000的方面和特征，以免在不必要的细节上混淆本公开的方面和特征。
机器人外科系统1000通常包括多个机器人臂1002、1003；控制装置1004；和操作控制台1005，该操作控制台与控制装置1004联接。操作控制台1005可包括显示装置1006，该显示装置可以特别设置为显示三维图像；以及手动输入装置1007、1008，通过该手动输入装置，人(未示出)，例如外科医生可以能够远程操纵机器人臂1002、1003。机器人手术系统1000可以被构造成以微创或其他合适的方式用于躺在患者台1012上的待治疗的患者1013。机器人外科系统1000还可包括数据库1014，特别是与控制装置1004联接的数据库，其中存储有例如来自患者1013和/或解剖学图册的操作前数据。
机器人臂1002、1003中的每个机器人臂可以包括通过接头连接的多个构件，该构件可以附接到例如支撑末端执行器组件1100、1200的手术工具“ST”。末端执行器组件1100可以被构造成类似于上文关于仪器10(图1A和图1B)详述的铰接超声手术仪器，不同的是手柄组件100(图1A和图1B)的壳体110被构造成连接到机器人臂1002，并且仪器10(图1A和图1B)的任何手动控件或特征被适当地修改，使得仪器10(图1A和图1B)的操纵、致动和其他功能由机器人臂1002执行，而不是由用户手动执行。末端执行器1200可以是任何其他合适的手术末端执行器，例如内窥镜照相机、其他手术工具等。机器人臂1002、1003可以由连接到控制装置1004的电驱动器，例如马达驱动。控制装置1004(例如，计算机)可以被构造成激活马达，具体地通过计算机程序，以使得机器人臂1002、1003，并且因此手术工具“ST”(包括末端执行器1100、1200)分别根据来自手动输入装置1007、1008的对应输入来执行所需的移动和/或功能的方式来激活马达。控制装置1004还可以以使得其调节机器人臂1002、1003和/或马达的移动的方式进行构造。
转到图3和图4，换能器组件230分别在非铰接(例如，线性)和铰接状态下示出。如上所述，换能器组件230包括近侧换能器232和远侧换能器234、在近侧换能器232与远侧换能器234之间延伸的柔性连接器236、从远侧换能器234向远侧延伸的超声变幅杆238和从超声变幅杆238向远侧延伸的超声刀片282(其用作末端执行器280的刀片)。
近侧换能器232可以以相对于细长轴210(图1A)基本上固定的位置支撑在该细长轴内，并且包括近侧端部质量块233a、远侧端部质量块233b和设置在近侧端部质量块233a与远侧端部质量块233b之间的压电元件堆叠233c。近侧换能器232还包括例如经由螺纹、焊接或其他合适的接合与远侧端部质量块233b接合并且通过压电元件堆叠233c和近侧端部质量块233a向近侧延伸的应力杆233d。在近侧端部质量块233a的近侧与应力杆233d接合的螺栓233e将压电元件堆叠233c在纵向预压缩下维持在近侧端部质量块233a与远侧端部质量块233b之间，但还设想了用于预压缩压电元件堆叠233c的其他合适的构造。近侧换能器232另外地包括电耦接在压电元件堆叠233c的压电元件之间的第一电极233f和第二电极233g，以使得其能够通电以产生超声能量。电引线(未示出)将第一电极233f和第二电极233g与发生器组件300(图1A)连接，以使得能够将由发生器组件300(图1A)产生的电驱动信号传递到近侧换能器组件232的压电元件堆叠233c，以使压电元件堆叠233c通电以产生超声能量。
远侧换能器234包括近侧端部质量块235a、远侧端部质量块235b和设置在近侧端部质量块235a与远侧端部质量块235b之间的压电元件堆叠235c。应力杆(未示出)在近侧端部质量块235a、远侧端部质量块235b之间延伸并穿过压电元件堆叠235c，以将压电元件堆叠235c在纵向预压缩下维持在近侧端部质量块235a与远侧端部质量块235b之间。远侧换能器234另外地包括电耦接在压电元件堆叠235c的压电元件之间的第一电极235f和第二电极235g，以使得其能够通电以产生超声能量。电引线(未示出)将第一电极235f和第二电极235g与发生器组件300(图1A)连接，以使得能够将由发生器组件300(图1A)产生的电驱动信号传递到远侧换能器组件234的压电元件堆叠235c，以使压电元件堆叠235c通电以产生超声能量。远侧换能器234的第一电极235f和第二电极235g可以经由共同控制和输出电驱动信号(经由共同或单独的引线)分别作为近侧换能器234的第一电极233f和第二电极233g来通电。可替代地，可以经由来自发生器组件300(图1A)的独立地控制和输出电驱动信号分别使近侧换能器232和远侧换能器234通电。
在一些构造中，激活按钮120(图1A)本身或另外的激活按钮(未示出)使得能够在不同水平下进行激活，例如对应于低功率模式(产生超声刀片282的相对低的速度)和高功率模式(产生超声刀片282的相对高的速度)的第一激活。在此类构造中，在低功率模式下，换能器232、234中的仅一个换能器可以被激活，而在移动的高功率下，换能器232、234均被激活。可替代地，在两种模式下，换能器232、234均可以被激活(其中在不同模式下，换能器232、234中的一个或两个换能器被激活到不同的功率水平)。
柔性连接器236包括近侧毂部237a、远侧毂部237b和在近侧毂部237a与远侧毂部237b之间延伸的主体237c。近侧毂部237a与近侧换能器232的远侧质量块233b一体成型或接合，而远侧毂部237b与远侧换能器234的近侧质量块235a一体成型或接合。主体237c在至少一个方向上是柔性的。在一些构造中，如所展示的，主体237c形成为带材，该带材能够在垂直于带材的宽侧表面的方向上弯曲。在其他构造中，主体237c可以包括例如一个或多个尺寸减小的部分(以增加在一个或多个方向上的柔性)、弯曲铰链区段、球窝接头、销接接头、它们的组合和/或其他合适的铰接特征，以使得柔性连接器236能够在一个或多个方向上铰接。
超声变幅杆238与远侧换能器234的远侧质量块235b一体成型或接合并且从其向远侧延伸。刀片282与超声变幅杆238一体成型或接合并且从其向远侧延伸。在一些构造中，省略了超声变幅杆238，并且刀片282直接与远侧质量块235b一起成型或接合。
如所展示的，刀片282限定直的圆柱形构造。如上详述，该构造使得能够在刀片282与钳口284(图1A)之间以钳口284(图1A)相对于刀片282的任何旋转定向夹持组织(在钳口284(图1A)能够围绕刀片282旋转的实施方案中)。刀片282可以可替代地限定其他合适的横截面构造，例如多边形构造，和/或可以包括沿其长度而逐渐变细。此外，作为限定直的构造的替代性方案，刀片282可以限定弯曲和/或成角度的构造，包括在类似或不同方向上弯曲/成角度的一个或多个弯曲/成角度的部分。
继续参考图3和图4，如上详述，换能器组件230必须限定足够小的直径，以便能够操作地收纳在细长轴210和支撑轴286内。更具体地，在一些构造中，近侧换能器232和远侧换能器234限定小于约12mm、小于约10mm或小于约8mm的外径。因此，压电元件堆叠233c、235c的压电元件的直径(或非圆形元件的最大横截面尺寸)受到限制，这进而限制了能够由近侧换能器232和远侧换能器234产生的超声能量。此外，纵向驻波的物理学使得通过增加该堆叠中压电元件的数量而产生的增加能量相对最小。
无论换能器组件230是以未铰接状态(图3)还是铰接状态(图4)设置，换能器组件230的以上详述的构造都使得由近侧换能器232产生的超声能量能够沿着柔性连接器236、远侧换能器234和超声变幅杆238传输到刀片282，并且还使得由远侧换能器234产生的超声能量能够沿着超声变幅杆238传输到刀片282。因此，通过提供产生传输到刀片282的超声能量的两个换能器232、234，可以增加在刀片282处提供的超声能量的总量，而不需要该系统的总直径增加。在一些装置中，近侧换能器232和远侧换能器234设置在该系统的节点处或附近。
参考图5A至图5D，换能器组件230(图3和图4)的以上详述的构造仅仅是示例性的；本公开不限于由柔性连接器连接的两个换能器。相反，可以提供换能器和连接器的任何合适的构造以使得能够将合适量的超声能量传输到刀片，同时维持该系统的总直径低于阈值直径。例如，如图5A所展示的，第一换能器、第二换能器和第三换能器2232可以设置有：设置在它们之间的第一柔性连接器和第二柔性连接器2236；以及从最远侧换能器2232向远侧延伸的超声变幅杆2238和刀片2282。
如图5B所展示的，作为另一示例，第一换能器、第二换能器、第三换能器和第四换能器3232可以设置有：第一柔性连接器和第二柔性连接器3236，该第一柔性连接器和第二柔性连接器分别将第一换能器和第二换能器3232连接并且将第三换能器和第四换能器3232连接；刚性连接器3236'，该刚性连接器将第二换能器和第三换能器3232彼此连接，并且彼此连接并且彼此连接；以及从最远侧换能器3232向远侧延伸的超声变幅杆3238和刀片3282。
图5C展示了仍另一示例，其中第一换能器和第二换能器4232通过柔性连接器4236连接，超声变幅杆4238从最远侧换能器4232向远侧延伸，波导4236'从超声变幅杆4238向远侧延伸，并且刀片4282限定在波导4236'的远侧端部处或与该远侧端部接合。
图5D中展示了第一换能器、第二换能器和第三换能器5232，其中第一换能器和第二换能器5232经由刚性连接器5236'连接，并且第二换能器和第三换能器5232通过柔性连接器5236连接。超声变幅杆5238和刀片5282从最远侧换能器5232向远侧延伸。还设想了包括上述部件或将多个换能器与超声刀片互连的任何其他合适的部件的组合的其他构造。
图5A至图5D的构造的换能器、柔性连接器、超声变幅杆和刀片可以类似于并且包括如上详述的换能器组件230(图3和图4)的特征中的任何特征。此外，该多个柔性连接器可以被定向成允许在同一平面中进行铰接以允许更大程度的柔性或者在不同平面中进行铰接以允许多维铰接。
应当理解，本文所公开的各个方面可以以与说明书和附图中具体呈现的组合不同的组合来进行组合。此外，虽然在说明书和附图中呈现了本公开的若干个方面，但并不旨在将本公开限于此，因为本公开旨在与本领域所允许的范围一样宽并且说明书应同样阅读。因此，以上说明不应理解为限制性的，而是仅作为具体实施方案的例示。本领域的技术人员能够设想在本文所附权利要求书的范围和实质内的其他修改。

Claims (19)

1.一种超声手术仪器，所述超声手术仪器包括：
壳体；
细长轴，所述细长轴从所述壳体向远侧延伸；
末端执行器，所述末端执行器从所述细长轴向远侧延伸，所述末端执行器包括钳口和超声刀片，其中所述钳口被构造成相对于所述超声刀片从打开位置枢转到夹持位置以在两者间夹持组织；以及
换能器组件，所述换能器组件至少部分地设置在所述细长轴内，所述换能器组件在远侧与所述壳体间隔开并且包括通过连接器互连的近侧换能器和远侧换能器，
其中所述超声刀片连接到所述远侧换能器，使得由所述近侧换能器产生的超声能量沿着所述连接器和所述远侧换能器传输到所述超声刀片，并且使得由所述远侧换能器产生的超声能量传输到所述超声刀片。
2.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述连接器是被构造成在至少一个方向上铰接的柔性连接器。
3.根据权利要求2所述的超声手术仪器，其中所述细长轴包括铰接部分，并且其中所述柔性连接器延伸穿过所述铰接部分，使得所述近侧换能器设置在所述铰接部分的近侧并且使得所述远侧换能器设置在所述铰接部分的远侧。
4.根据权利要求2所述的超声手术仪器，其中所述柔性连接器形成为带材。
5.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述细长轴限定小于约15mm的外径。
6.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述细长轴限定小于约8mm的外径。
7.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述细长轴限定介于约5mm与约8mm之间的外径。
8.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述近侧换能器和所述远侧换能器中的每个换能器限定小于约15mm的外径。
9.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述近侧换能器和所述远侧换能器中的每个换能器限定小于约8mm的外径。
10.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述近侧换能器和所述远侧换能器中的每个换能器限定介于约5mm与约8mm之间的外径。
11.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述近侧换能器和所述远侧换能器中的每个换能器包括：
近侧质量块；
远侧质量块；
压电元件堆叠，所述压电元件堆叠在预压缩下保持在所述近侧质量块与所述远侧质量块之间；以及
第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极电耦接到所述压电元件堆叠。
12.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述超声刀片限定圆柱形构造。
13.根据权利要求12所述的超声手术仪器，其中所述钳口被构造成围绕所述超声刀片旋转，使得所述钳口能够在所述钳口与所述刀片之间以所述钳口相对于所述刀片的任何旋转定向夹持组织。
14.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中第一换能器和第二换能器围绕振动节点设置。
15.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述壳体适于连接到机器人手术系统的机器人臂。
16.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述壳体包括至少一个手动控件。
17.根据权利要求1所述的超声手术仪器，其中所述近侧换能器和所述远侧换能器由独立的电驱动信号驱动。
18.根据权利要求17所述的超声手术仪器，其中，在第一操作模式下，所述近侧换能器和所述远侧换能器均被激活，并且其中，在第二操作模式下，所述近侧换能器或所述远侧换能器中的仅一个换能器被激活。
19.根据权利要求1所述的超声手术仪器，所述超声手术仪器还包括将所述远侧换能器与所述超声刀片连接的超声变幅杆。
CN202180034992.8A 2020-05-15 2021-05-03 铰接超声手术仪器和系统 Pending CN115605147A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063025337P 2020-05-15 2020-05-15
US63/025,337 2020-05-15
PCT/US2021/030438 WO2021231118A1 (en) 2020-05-15 2021-05-03 Articulating ultrasonic surgical instruments and systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115605147A true CN115605147A (zh) 2023-01-13

Family

ID=76076490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180034992.8A Pending CN115605147A (zh) 2020-05-15 2021-05-03 铰接超声手术仪器和系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230172628A1 (zh)
EP (1) EP4149375A1 (zh)
CN (1) CN115605147A (zh)
WO (1) WO2021231118A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117883152A (zh) * 2024-03-13 2024-04-16 苏州康多机器人有限公司 末端执行器及超声切割止血系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8512365B2 (en) * 2007-07-31 2013-08-20 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical instruments
US9393037B2 (en) * 2012-06-29 2016-07-19 Ethicon Endo-Surgery, Llc Surgical instruments with articulating shafts
US20140005702A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-02 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic surgical instruments with distally positioned transducers
JP6270505B2 (ja) * 2014-01-27 2018-01-31 オリンパス株式会社 積層型超音波振動デバイス、積層型超音波振動デバイスの製造方法および超音波医療装置
US10245064B2 (en) * 2016-07-12 2019-04-02 Ethicon Llc Ultrasonic surgical instrument with piezoelectric central lumen transducer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117883152A (zh) * 2024-03-13 2024-04-16 苏州康多机器人有限公司 末端执行器及超声切割止血系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP4149375A1 (en) 2023-03-22
US20230172628A1 (en) 2023-06-08
WO2021231118A1 (en) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11337717B2 (en) Articulating ultrasonic surgical instruments and systems
US6090120A (en) Articulating ultrasonic surgical instrument
US6783524B2 (en) Robotic surgical tool with ultrasound cauterizing and cutting instrument
CN104540461B (zh) 具有定位在远侧的换能器的超声外科器械
US6454782B1 (en) Actuation mechanism for surgical instruments
US7135030B2 (en) Articulating ultrasonic surgical shears
CN104602624B (zh) 具有定位在远侧的钳口组件的超声外科器械
CN104582605B (zh) 具有关节运动轴的外科器械
CN104582627B (zh) 具有控制机构的超声外科器械
US20230053012A1 (en) Articulating ultrasonic surgical instruments and systems
US20230240702A1 (en) Articulating ultrasonic surgical instruments and systems
CN115605147A (zh) 铰接超声手术仪器和系统
US20230074601A1 (en) Articulating ultrasonic surgical instruments and systems
US20220192696A1 (en) Ultrasonic waveguide and blade for ultrasonic surgical instruments and method of manufacturing the same
US20230095787A1 (en) Articulating ultrasonic surgical instruments and systems
US20230098378A1 (en) Articulating ultrasonic surgical instruments and systems
EP4351449A1 (en) Surgical instruments, systems, and methods incorporating an ultrasonic transducer
EP4337115A1 (en) Surgical instruments and systems incorporating an offset end effector
CN113679450A (zh) 铰接超声手术仪器和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination