CN117355272A - 使用密封仪器的开放式切开 - Google Patents

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Abstract

一种电外科系统包括钳口构件和发生器，这些钳口构件具有在其间延伸的切割元件，该发生器被配置为：向该切割元件提供最小的功率以维持其切开前温度；感测该切割元件的电阻的变化并且将功率斜升到切开温度；通过调节功率来调节该切割元件的温度；以及在向该切割元件提供回功率之前，终止到该切割元件的功率以允许该切割元件冷却到该切开前温度。

Description

使用密封仪器的开放式切开
技术领域
本公开涉及用于切割组织的外科仪器和系统的方法，并且更具体地涉及使用具有用于切开组织的电元件或切割元件的外科密封仪器的方法。
背景技术
外科手术钳是一种钳状器械，该钳状器械依靠其钳口构件之间的机械作用来抓握、夹持和约束组织。电外科钳利用机械夹持作用和能量两者来加热组织，以对组织进行例如凝结、烧灼或密封处理。典型地，一旦组织被处理，外科医生就必须准确地切除已处理的组织。因此，许多电外科钳被设计成包括在钳口构件之间推进以切除已处理的组织的刀。作为机械刀的替代方案，可以提供基于能量的组织切割元件以使用能量(例如，热、电外科、超声、光或其他合适的能量来切割经处理的组织。
当切开组织时，外科医生通常依靠第二外科仪器来切开组织，该第二外科仪器取代密封仪器或与密封仪器结合使用。对于某些密封仪器，可打开两个相对的钳口构件，并且可利用具有电切割元件或热切割元件的钳口构件来切开组织。当利用此技术时，需要采用各种算法来控制电能向电切割器或热切割器的流动，以避免无意地加热邻近组织。
发明内容
如本文所用，术语“远侧”是指所描述的距操作者(无论是人类外科医生还是外科机器人)更远的部分，而术语“近侧”是指所描述的距操作者更近的部分。如本文中所使用，包含“通常”、“约”、“大体上”等的术语意在涵盖高达且包含正负10％的变化，例如制造公差、材料公差、使用和环境公差、测量变化、设计变化和/或其他变化。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。
根据本公开的各个方面提供了一种电外科系统，该电外科系统包括第一钳口构件和第二钳口构件，每个钳口构件限定组织处理表面。第一钳口构件和第二钳口构件可枢转地彼此联接，使得第一钳口构件或第二钳口构件中的任一者能够相对于另一者从间隔开位置移动到接近位置以抓握组织处理表面之间的组织。组织处理表面适于连接到能量源以处理被抓握在其间的组织。第一钳口构件或第二钳口构件中的一者包括从其组织处理表面延伸的热切割元件。
发生器电联接到该第一钳口构件和该第二钳口构件并且被配置为向该第一钳口构件和该第二钳口构件提供电能以在第一开关启动时在该钳口构件之间产生组织密封并且被配置为在第二开关启动时利用该热切割元件开放式地切开组织。该发生器在该第二开关继续启动时被配置为：向该切割元件提供最小的功率以维持该切割元件的切开前温度；感测用以维持切割元件电阻的功率的变化或反映组织与该切割元件的接触的该切割元件的电阻的变化，并且将功率斜升，直到该切割元件达到切开温度；调节功率以在开放式切开期间将该切割元件的温度维持在该切开温度下；以及在释放该第二开关时终止到该切割元件的功率，以在重新启动该第二开关时向该切割元件提供功率之前允许该切割元件冷却到该切开前温度。
在根据本公开的各个方面中，该发生器被配置为将该切割元件的切开前温度维持在约20℃至约60℃的范围内。
在根据本公开的各个方面中，该在检测到该切割元件接触组织时，该发生器斜升到约550℃的切开温度。在根据本公开的各个方面中，该发生器被配置为调节该功率以在开放式切开期间将该切割元件维持在约550℃的该切开温度下。
在根据本公开的各个方面中，该发生器被配置为在释放该第二开关时终止到该切割元件的功率，以在重新启动该第二开关时向该切割元件提供功率之前允许该切割元件冷却回到约20℃至约60℃的范围内的该切开前温度。
在根据本公开的各个方面中，仅当该钳口构件安置在该间隔开位置并且该第二开关被启动时，才向该切割元件提供功率。
根据本公开的其他方面提供了一种电外科系统，该电外科系统包括第一钳口构件和第二钳口构件，每个钳口构件限定组织处理表面。第一钳口构件和第二钳口构件可枢转地彼此联接，使得第一钳口构件或第二钳口构件中的任一者能够相对于另一者从间隔开位置移动到接近位置以抓握组织处理表面之间的组织。组织处理表面适于连接到能量源以处理被抓握在其间的组织。第一钳口构件或第二钳口构件中的一者包括从其组织处理表面延伸的热切割元件。
发生器电联接到该第一钳口构件和该第二钳口构件并且被配置为向该第一钳口构件和该第二钳口构件提供电能以在第一开关启动时在该钳口构件之间产生组织密封并且被配置为在第二开关启动时利用该热切割元件开放式地切开组织。该发生器在该第二开关继续启动时被配置为：向该切割元件提供最小的功率以维持该切割元件的切开前温度；感测用以维持切割元件电阻的功率的变化或反映组织与该切割元件的接触的该切割元件的电阻的变化，并且将功率斜升，直到该切割元件达到切开温度；调节功率以在开放式切开期间将该切割元件的温度维持在该切开温度下；在该第二开关被启动的情况下在开放式切开期间该切割元件与组织失去接触时，减小到该切割元件的功率；感测用以维持切割元件电阻的功率的后续变化或反映组织重新开始与该切割元件的接触的该切割元件的电阻的变化，并且将功率斜升，直到该切割元件达到该切开温度；调节功率以在继续开放式切开期间将该切割元件的温度维持在该切开温度下；以及在释放该第二开关时终止到该切割元件的功率，以在重新启动该第二开关时向该切割元件提供功率之前允许该切割元件冷却到该切开前温度。
在根据本公开的各个方面中，该发生器被配置为将该切割元件的切开前温度维持在约20℃至约60℃的范围内。
在根据本公开的各个方面中，该在检测到该切割元件接触组织时，该发生器斜升到约550℃的切开温度。在根据本公开的各个方面中，该发生器被配置为调节该功率以在开放式切开期间将该切割元件维持在约550℃的该切开温度下。
在根据本公开的各个方面中，该发生器被配置为在释放该第二开关时终止到该切割元件的功率，以在重新启动该第二开关时向该切割元件提供功率之前允许该切割元件冷却回到约20℃至约60℃的范围内的该切开前温度。
在根据本公开的各个方面中，仅当该钳口构件安置在该间隔开位置并且该第二开关被启动时，才向该切割元件提供功率。
根据本公开的其他方面提供了一种电外科系统，该电外科系统包括第一钳口构件和第二钳口构件，每个钳口构件限定组织处理表面。第一钳口构件和第二钳口构件可枢转地彼此联接，使得第一钳口构件或第二钳口构件中的任一者能够相对于另一者从间隔开位置移动到接近位置以抓握组织处理表面之间的组织。组织处理表面适于连接到能量源以处理被抓握在其间的组织。第一钳口构件或第二钳口构件中的一者包括从其组织处理表面延伸的热切割元件。
发生器电联接到该第一钳口构件和该第二钳口构件并且被配置为向该第一钳口构件和该第二钳口构件提供电能以在第一开关启动时在该钳口构件之间产生组织密封并且被配置为在第二开关启动时利用该热切割元件开放式地切开组织。该发生器在该第二开关继续启动时被配置为：向该切割元件提供最小的功率以维持该切割元件的切开前温度；感测用以维持切割元件电阻的功率的变化或反映组织与该切割元件的接触的该切割元件的电阻的变化，并且将功率斜升，直到该切割元件达到切开温度；调节功率以在开放式切开期间将该切割元件的温度维持在该切开温度下；在释放该第二开关时减小到该切割元件的功率，以允许该切割元件冷却；以及监测该切割元件的该电阻，寻找用以维持切割元件电阻的功率的变化或反映组织与该切割元件的接触的该切割元件的电阻的变化，并且在重新启动第二开关时，将功率斜升，直到该切割元件达到该切开温度。
附图说明
当结合附图考虑时，鉴于以下详细描述，本公开的以上和其他方面和特征将变得更显而易见，在附图中相同的附图标记标识相似或相同的元件。
图1是根据本公开提供的示出为连接到电外科手术发生器的基于轴的电外科手术钳的透视图；
图2是根据本公开提供的止血式电外科手术钳的透视图；
图3是根据本公开提供的机器人外科手术器械的示意图；
图4是包含第一钳口构件和第二钳口构件的图1的钳的端部执行器组合件的透视图；
图5是图4的端部执行器组合件的第二钳口构件的热切割元件的透视图；并且
图6A是根据本公开的比较随切割时间段推移的切割元件电阻和温度的说明性曲线图；
图6B是根据本公开的比较随切割时间段推移的功率和温度的说明性曲线图；
图7A是示出了标准钳口开放式切开循环的流程图；
图7B是对应于图7A的流程图的说明性曲线图；
图8A是示出了利用间歇性切割的钳口开放式切开循环的流程图；
图8B是对应于图8A的流程图的说明性曲线图；
图9A是示出了利用间歇性切割和短暂冷却的钳口开放式切开循环的流程图；
图9B是对应于图9A的流程图的说明性曲线图；
图10A是示出了利用切割器电阻的开始和其连续测量来控制切割时间段的钳口开放式切开循环的流程图；并且
图10B是对应于图10A的流程图的说明性曲线图。
具体实施方式
参考图1，示出了根据本公开提供的基于轴的电外科手术钳，其通常由附图标记10标识。省略了与本公开的理解没有密切关系的钳10的方面和特征，以避免在不必要的细节上模糊本公开的方面和特征。
钳10包括壳体20、手柄组件30、旋转组件70、第一激活开关80、第二激活开关90和端部执行器组件100。钳10还包括具有被构造成(直接或间接)啮合端部执行器组件100的远侧端部部分14和(直接或间接)啮合壳体20的近侧端部部分16的轴12。钳10还包括将钳10连接到能量源(例如，电外科发生器“G”)的缆线“C”。缆线“C”包括延伸穿过其中的电线(或多根电线)(未示出)，其具有足够的长度以延伸穿过轴12，以便分别连接到端部执行器组合件100的钳口构件110、120的一个或两个组织处理表面114、124，以向其提供能量。第一启动开关80联接到组织处理表面114、124和电外科发生器“G”，以便能够选择性地启动对钳口构件110、120的能量供应，以处理(例如烧灼、凝结/干燥和/或密封)组织。第二启动开关90联接到钳口构件120的热切割元件130(图4)和电外科发生器“G”，以便能够选择性地启动对热切割元件130的能量供应，以用于热切割组织。
钳10的手柄组件30包括固定手柄50和可移动手柄40。固定手柄50与壳体20整体相关联，手柄40能够相对于固定手柄50移动。手柄组合件30的可移动手柄40可操作地联接到驱动组合件(未示出)，该驱动组合件一起机械地协作以使端部执行器组合件100的钳口构件110、120中的一个或两个围绕枢轴103在间隔开的位置和接近位置之间移动，从而在钳口构件110、120的组织处理表面114、124之间抓握组织。如图1所示，可移动手柄40最初与固定手柄50间隔开，且相应地，端部执行器组合件100的钳口构件110、120安置在间隔开的位置中。可移动手柄40可从此初始位置朝向固定手柄50按压到对应于钳口构件110、120的接近位置的按压位置。旋转组合件70包含旋转轮72，其可在任一方向上选择性地旋转以相对于壳体20相应地旋转轴12和端部执行器组合件100。
参考图2，根据本公开提供的止血式电外科手术钳总体上由附图标记210标识。省略了与本公开的理解没有密切关系的钳210的方面和特征，以避免在不必要的细节上模糊本公开的方面和特征。
钳210包括两个细长轴构件212a、212b，每个细长轴构件分别具有近侧端部部分216a、216b和远侧端部部分214a、214b。钳210被配置为用于与端部执行器组合件100’一起使用，该端部执行器组合件100’类似于且包含端部执行器组合件100(图1和图4)的特征中的任一个。更具体地说，端部执行器组合件100'包括附接到轴构件212a、212b的相应远侧端部部分214a、214b的第一钳口构件110'和第二钳口构件120'。钳口构件110'、120'围绕枢轴103'可枢转地连接。每个轴构件212a、212b包括安置在其近侧端部部分216a、216b处的手柄217a、217b。每个手柄217a、217b限定穿过其中的手指孔218a、218b，用于收纳使用者的手指。如可理解的，指孔218a、218b有助于轴构件212a、212b相对于彼此移动，从而将钳口构件110'、120'从间隔开的位置枢转到接近位置，在间隔开的位置处，钳口构件110'、120'相对于彼此以间隔开的关系安置，在接近的位置处，钳口构件110'、120'协作以抓握其间的组织。
钳210的轴构件212a、212b中的一者(例如轴构件212a)包括近侧轴连接器219，该近侧轴连接器被配置为将钳210连接到能量源，例如电外科发生器“G”(图1)。近侧轴连接器219将缆线“C”固定到钳210，使得使用者可以选择性地向钳口构件110'、120'供应能量以处理组织。更具体地，第一启动开关280设置在轴构件中的一个(例如，轴构件212a)上，以用于向钳口构件110'、120’供应能量从而在足够接近轴构件212a、212b时，例如在经由另一轴构件212b启动第一启动开关280时处理组织。设置在轴构件212a、212b中的任一者或两者上的第二启动开关290联接到端部执行器组合件100'的钳口构件110'、120'中的一者的热切割元件(未示出，类似于钳口构件120的热切割元件130(图4))，并且联接到电外科发生器“G”，用于使得能够选择性地启动向热切割元件供应能量，以用于热切割组织。
钳口构件110'、120'限定弯曲构型，其中每个钳口构件类似地横向弯曲离开端部执行器组件100'的纵向轴线。然而，还可设想其他合适的弯曲配置，包含朝向钳口构件110'、120'中的一个(因此远离另一个)的曲率，具有相同平面的多个弯曲和/或不同平面内的多个弯曲。端部执行器组合件100(图1)的钳口构件110、120同样可以根据上文所述的配置中的任一者或以任何其他合适的方式弯曲。
参考图3，根据本公开的机器人外科器械大体上由附图标记1000标识。省略了与本公开的理解没有密切关系的机器人外科器械1000的方面和特征，以避免在不必要的细节上模糊本公开的方面和特征。
机器人外科器械1000包括多个机器人臂1002、1003；控制装置1004；以及与控制装置1004联接的操作控制台1005。操作控制台1005可包括显示装置1006，该显示装置可被设置，尤其是显示三维图像；和手动输入装置1007、1008，通过该手动输入装置，外科医生可以能够以操作模式远程操纵机器人臂1002、1003。机器人外科器械1000可以被配置为用于在躺在患者手术台1012上的患者1013上使用，以便以微创方式进行处理。机器人外科器械1000可还包含或能够存取数据库1014，特别是耦合到控制装置1004的数据库，其中存储例如来自患者1013的术前数据和/或解剖图集。
机器人臂1002、1003中的每一者可以包括通过接头连接的多个构件和附接装置1009、1011，例如端部执行器组合件1100、1200可以分别附接到该附接装置。端部执行器组合件1100类似于且可包含端部执行器组合件100(图1和图4)的特征中的任一个，但还设想用于联接到附接装置1009的其他合适的端部执行器组合件。端部执行器组合件1200可以是任何端部执行器组合件，例如内窥镜相机、其他外科手术工具等。机器人臂1002、1003和端部执行器组合件1100、1200可以由连接到控制装置1004的电驱动器(例如马达等)驱动。控制装置1004(例如，计算机)可以被配置为特别地借助于计算机程序来启动马达，使得机器人臂1002、1003、它们的附接装置1009、1011以及端部执行器组合件1100、1200分别根据来自手动输入装置1007、1008的相应输入来执行所需的移动和/或功能。控制装置1004还可以一方式配置，该方式使得该控制装置调整机器人臂1002、1003和/或马达的移动。
转向图4，如上所述，端部执行器组合件100包括第一钳口构件110和第二钳口构件120。钳口构件110、120中的任一者或两者可以包括结构框架111、121、绝缘垫片(未示出)、限定其对应组织处理表面114、124的组织处理板113、123，以及在各个方面为外绝缘护套116、126。组织处理板113、123可以经由例如包覆成型、粘合、机械啮合等预成型且与钳口构件110、120的绝缘垫片和/或一个或多个其他部分啮合，或者可以例如经由溅镀或其他合适的沉积技术沉积到绝缘垫片上。
如上所述，钳口构件110包括结构框架111、绝缘垫片(未示出)、限定组织处理表面114的组织处理板113，以及在各个方面为外绝缘护套116。结构框架111可由不锈钢或其他被配置为将结构支撑提供到钳口构件110的合适材料形成。结构框架111包括：近侧凸缘部分152，钳口构件110围绕该近侧凸缘部分经由枢轴103可枢转地联接到钳口构件120；和远侧主体部分154，该远侧主体部分支撑钳口构件110的其他部件，例如，绝缘垫片、组织处理板113和外绝缘护套116(如果设置有的话)。在基于轴的或机器人配置中，近侧凸缘部分152使得钳口构件110能够可操作联接到驱动组合件(未示出)，以使得钳口构件110能够响应于驱动组合件的致动而相对于钳口构件120枢转。更具体地，近侧凸缘部分152可限定用于接纳枢轴103的孔口156和用于接纳驱动组合件(未示出)的驱动销的至少一个卡扣158，使得驱动引脚的平移，例如响应于可移动手柄40(图1)的致动或机器人驱动，在间隔开的位置与接近位置之间围绕枢轴103且相对于钳口构件120枢转钳口构件110。然而，还设想其他合适的驱动布置，例如使用凸轮销和凸轮槽、螺钉驱动机构等。在止血器式装置中，近侧凸缘部分152固定到轴构件中的一者，例如钳210的轴构件212a(参见图2)。近侧凸缘部分152可分叉以限定一对间隔开的近侧凸缘部分区段或可以其他方式配置。
结构框架111的远侧主体部分154从近侧凸缘部分152向远侧延伸以支撑钳口构件110的其他部件。钳口构件110的绝缘垫片被支撑在结构框架111的远侧主体部分154上，并且由能够承受高温(例如，高达至少400℃)的电绝缘材料形成，但还设想其他配置。绝缘垫片可以由陶瓷或其他合适材料(例如，PTFE、PEEK、PEI等)形成。组织处理板113被支撑或接收在绝缘垫片上，并且例如经由一个或多个电引线(未示出)电连接到第一启动开关80(图1)和电外科发生器“G”(图1)，以使得能够选择性地激励组织处理板113，例如作为双极射频(RF)电外科电路的一个极。然而，还设想其他合适的能量形态，例如热、超声波、光、微波、红外等。绝缘垫片用于使结构框架111和组织处理板113彼此电绝缘。
参考图4，钳口构件120包括结构框架121、绝缘垫片(未示出)、限定组织处理表面124的组织处理板123，以及在各个方面为外绝缘护套126。钳口构件120进一步包含热切割元件130。钳口构件120的结构框架121限定近侧凸缘部分188和从近侧凸缘部分188向远侧延伸的远侧主体部分190。近侧凸缘部分188可分叉以限定一对间隔开的近侧凸缘部分区段或可限定任何其他合适的配置。钳口构件120的近侧凸缘部分188和钳口构件110的近侧凸缘部分152可限定嵌套配置，例如其中近侧凸缘部分152、188中的一个容纳在另一个内；重叠配置，例如其中近侧凸缘部分152、188至少部分地彼此重叠；或偏移配置，例如其中近侧凸缘部分152、188以并排关系定位。不管近侧凸缘部分152、188的特定布置如何，近侧凸缘部分188进一步限定切口192，其被配置为接纳枢轴103，例如焊接或以其他方式固定在其中，以将钳口构件110、120彼此可枢转地联接。近侧凸缘部分188可以以基于轴的配置(或以机器人配置中的对应轴部分)固定至轴12(图1)；另选地，可以提供双侧配置，由此钳口构件110和钳口构件120均能够相对于轴12枢转(图1)。在止血器式配置中，近侧凸缘部分188可固定到细长轴212b(图2)。
钳口构件120的绝缘垫片被支撑在结构框架121的远侧主体部分190上，并且由能够承受高温(例如，高达至少400℃)的电绝缘材料形成，但还设想其他配置。绝缘垫片可以由陶瓷或其他合适材料(例如，PTFE、PEEK、PEI)形成。组织处理板123被支撑或接收在绝缘垫片上。特别地，组织处理板123限定沿着其长度的至少一部分穿过其的纵向延伸槽198。槽198可以横向居中在组织处理表面124上或可以相对其偏移，并且可以为线性的、弯曲的，包括与钳口构件120的配置(例如，曲率)类似或不同的成角度区段等。槽198暴露热切割元件130的一部分，该部分可相对于组织处理表面124凹入，与组织处理表面124大体上共面，或朝向钳口构件110突出超过组织处理表面124。在其中热切割元件130突出的各个方面中，热切割元件130可以接触钳口构件110的绝缘垫片的相对部分，以在钳口构件110、120的接近位置中的组织处理表面114、124之间设置最小间隙距离，例如从约0.001英寸至约0.006英寸。
组织处理板123例如经由一或多个电导线(未示出)电连接到第一启动开关80(图1)和电外科发生器“G”(图1)，以实现组织处理板123的选择性供能，例如作为包含组织处理板113的双极(RF)电外科电路的另一极。以此方式，在抓握其间的组织的钳口构件110、120的接近位置中，双极RF电外科能量可在组织处理板113、123之间传导且通过抓握组织以处理(例如，密封)抓握的组织。然而，还设想其他合适的能量形态，例如热、超声波、光微波、红外等，也设想其他合适的组织处理，例如凝结。
热切割元件130可以以任何合适的方式(例如，粘合剂、摩擦配合、机械啮合等)固定在钳口构件120的绝缘垫片122内且直接固定到钳口构件的绝缘垫片，或可以经由附接到钳口构件120的一或多个其他部件而相对于绝缘垫片间接固定(与绝缘垫片接触或间隔开)。另选地，绝缘垫片可以被省略，并且热切割元件130以任何其他合适的方式固定在钳口构件120内(至其一个或多个部件)。还设想用于将热切割元件130支撑在钳口构件120内的其他合适的配置。热切割元件130可以向远侧突出超过钳口构件120的绝缘垫片的远侧尖端(因此限定了钳口构件120的最远侧范围)，可以与其大体上齐平或可以相对其凹入。在其中端部执行器组合件100或其部分为弯曲的方面中，热切割元件130可类似地弯曲。
另外参考图5，热切割元件130包括主体131a和近侧延伸部131b。热切割元件130由基部衬底132形成，并且包括设置在基部衬底132的至少一侧上的绝缘层134和设置在基部衬底132的至少一侧上的绝缘层134上的导电加热器迹线136。导电加热器迹线136沿着热切割元件130的主体131a向远侧延伸并且向近侧环回，使得导电加热器迹线136的第一端138和第二端140设置在热切割元件130的近侧延伸部131b处。第一接触夹139和第二接触夹141(或其他合适的电连接件)联接到热切割元件130的近侧延伸部131b，分别与导电加热器迹线136的第一端部138和第二端部140电连通，用于将引线(未示出)连接到热切割元件130，以使得能够向其施加AC电压以例如经由电阻加热来加热热切割元件130。更具体地，引线将热切割元件130电连接至第二启动开关90(图1)和电外科发生器“G”(图1)，使得能够选择以用于加热热切割元件130以加热并性地启动向热切割元件130供应AC电压，由此热切割组织。热切割元件130可以被配置为切割在钳口构件110、120之间抓握的先前(或同时)密封的组织、延伸跨过钳口构件120的组织、邻近钳口构件120的远侧端部的组织等。除了切割之外或作为切割的替代，热切割元件130可以被配置用于其他组织处理，例如凝结。
基部衬底132可以由任何合适的材料形成，诸如例如不锈钢、铝、铝合金、钛、钛合金、其他合适的材料、它们的组合等。基部衬底132可以经由激光切割、机械加工、铸造、锻造、精密冲裁或任何其他合适的方法形成。基部衬底132可以限定厚度，在各个方面为从约0.003英寸至约0.030英寸；在其他方面为从约0.004英寸至约0.015英寸；以及在又其他方面为从约0.005英寸至约0.012英寸。
如上所述，绝缘层134可以设置在基部衬底132的任一侧或两侧上。绝缘层134可以是经由基部衬底132的任一侧或两侧的PEO形成的等离子体电解氧化(PEO)涂层。还设想用于绝缘层134的其他合适的材料(例如，PTFE、PEEK、PEI、玻璃等)和/或在基部衬底132的任一侧或两侧上形成绝缘层134的方法(例如，阳极化、沉积、喷涂、粘附、机械附接等)。在绝缘层134设置在基部衬底132的两侧上的情况下，该侧可以是相同或不同材料和/或具有相同或不同厚度。绝缘层134可以限定厚度(在基部衬底132的任一侧或两侧上)，在各个方面为从约0.0005英寸至约0.0015英寸；在其他方面为从约0.0007英寸至约0.0013英寸；以及在又其他方面为从约0.0009英寸至约0.0012英寸。在利用绝缘基部衬底132(例如，陶瓷)的各个方面，可以省略绝缘层134。此外，在各个方面，在同一侧上设置多个绝缘层134，例如在彼此顶部上的两个绝缘层134，该两个绝缘层中的每一者可以限定在上述范围内的厚度(彼此类似或不同)或它们可以共同界定在上述范围内的厚度。
如上所述，导电加热器迹线136设置在热切割元件130的一侧上的绝缘层134上(或直接设置在基部衬底132上，其中基部衬底132本身是绝缘的)，但是还可以设想，导电加热器迹线136延伸到热切割元件130的另一侧，或者第二导电加热器迹线136设置在热切割元件130的另一侧上。导电加热器迹线136可以由例如铂、镍铬合金、康泰尔(kanthal)合金、它们的组合或一种或多种其他合适的金属形成，并且经由沉积工艺(例如，溅镀)、经由丝网印刷、经由烧结或以任何其他合适的方式设置在绝缘层134上。导电加热器迹线136限定厚度，在各个方面为从约0.0002英寸至约0.0030英寸；在其他方面为从约0.0006英寸至约0.002英寸；以及在又其他方面为从约0.0008英寸至约0.0012英寸。
在各个方面，热切割元件130还包括设置在热切割元件130的主体131a和/或热切割元件130的近侧延伸部131b的任一侧或两侧上的封装层138。例如，封装层138可以在热切割元件130的侧面上封装热切割元件130的主体131a，包括绝缘层134和导电加热器迹线136，但是还设想其他配置。封装层138可以限定厚度(在基部衬底132的任一侧或两侧上)，在各个方面为从约0.0005英寸至约0.0015英寸；在其他方面为从约0.0007英寸至约0.0013英寸；以及在又其他方面为从约0.0009英寸至约0.0012英寸。
热切割元件130作为整体(例如，包括基部衬底132、在任一侧或两侧上的一个或多个绝缘层134、导电加热器迹线136、以及在任一侧或两侧上的封装层138)可以限定厚度，在各个方面为从约0.010英寸至约0.018英寸；在其他方面为从约0.011英寸至约0.016英寸；以及在又其他方面为从约0.013英寸至约0.015英寸。
仍然参考图4和图5，热切割元件130可以被配置为接收施加电压(VAC)，例如，从电外科发生器“G”(图1)到热切割元件130的电压输出，在各个方面为从约5伏至约250伏；在其他方面为从约10伏至约175伏；以及在又其他方面为从约25伏至约100伏。
热切割元件130可以被配置为以一种或多种不同的模式操作，例如，能够在电外科发生器“G”(图1)处或在壳体20(图1)上(诸如例如，邻近第二启动开关90(图1)或与第二启动开关结合)控制/设定。更具体地，热切割元件130可以具有单个操作模式和用于所有功能的对应操作温度，或者可以具有多个操作模式，每个操作模式具有用于一个或多个功能的对应操作温度，诸如例如：背部划线、隆起、柱塞切割、钳口张开切割、钳口闭合切割、慢速切割、快速切割、点状凝结等。用于一种或多种操作模式的操作温度可以是类似的或不同的，并且任何或所有操作温度在各个方面可以为至少约350℃；在其他方面为从约350℃至约550℃；在又其他方面为约550℃或至少550℃；在又其他方面为从约400℃至约500℃；以及其他方面为从约425℃至约475℃。
热切割元件130在室温(例如，20℃)和操作温度(例如，550℃)下的电阻之间的差值在各个方面可以为从约5欧姆至约1500欧姆；在其他方面为从约10欧姆至约1000欧姆；以及在又其他方面为从约20欧姆至约400欧姆。
热切割元件130的电阻温度系数(TCR)在各个方面可以为至少50ppm/℃；在其他方面为至少900ppm/℃；以及在又其他方面为至少3000ppm/℃。
在热切割元件130的操作温度(例如，550℃)下，例如从电外科发生器“G”(图1)输出到热切割元件130的功率(W)在各个方面可以为至多50W；在其他方面为至多40W；以及在又其他方面为至多32W。例如从电外科发生器“G”(图1)输出到热切割元件130以达到操作温度的初始功率(W)在各个方面可以为至多100W；在其他方面为至多75W；以及在又其他方面为至多50W。
上文详述热切割元件130的配置和操作参数的各种不同值和范围。本公开还特别设想这些值和/或范围的任何和所有组合以及这些操作参数中的两个或更多个操作参数的值和/或范围的任何和所有比率和/或比率范围。例如，可以选择适当的材料、厚度和/或操作参数，使得在各个方面，热切割元件130限定配置，该配置使热切割元件130在室温下的电阻与在操作温度下的电阻之间的差值最大化，并且同时使施加电压(VAC)最小化，所有这些同时使得热切割元件130能够达到合适的操作温度。
如上所述，在通常的密封和切割过程期间，发生器“G”循环通过各种算法和模式，以在致动相应的开关(例如开关80和90)时有效地密封和分割组织。在某些情况下，外科医生可以选择用钳，例如镊10切开组织。由于钳10的电表面(例如钳口构件110、120和切割元件130的组织处理表面114、124)安置在钳口构件110、120之间，所以钳口构件110、120必须相对于彼此间隔开以使用切割元件30来切开组织。换言之，当钳口构件110、120围绕组织闭合时，发生器“G”可由开关80启动以密封组织，并且切割元件130可由开关90启动以切割安置在钳口构件110、120之间的组织。
当钳口构件110和120安置在打开配置中时，通常不期望允许组织接触表面114、124或切割元件130中的任一者的启动，并且因此，在某些情况下，可将一个或多个机械或电气安全机构(未示出)放置在适当位置以避免无意的启动。此外，使组织密封表面114、124或主动切割元件130在相应的功率水平下被启动以在组织接触之前密封或切割组织可能具有不期望的组织效应。特别地，使开关90被启动并且在组织接触之前用切割元件130产生高切割功率可能导致无意的组织切开。
图6A-图10B示出了用于并入到上述标识的外科钳10、210中的一个或多个外科钳中的低功率感测模式的若干个变型。当低功率模式被并入到发生器算法中(或以其他方式并入到钳10、210中)时，发生器“G”在被启动时仅向切割元件130输送低功率(低功率被定义为如果切割元件130不经意地接触组织则不引起任何组织效应的功率水平)并且直到组织被感测为与切割元件130接触。换言之，如果组织被“感测”为与切割元件130接触，则高切割功率仅被输送到切割元件130。如果没有组织被“感测”为与切割元件130接触，则没有另外的功率被输送(功率不从低功率水平斜升)到组织用于切开。
图6A和图6B是低功率切开模式循环的图解说明，分别示出了切割元件130随时间推移的电阻和温度以及切割元件130随时间推移的功率和温度的曲线图。更具体地，当开关90被启动进入低功率模式时，开关询问钳口构件110、120以确定钳口构件110、120是打开还是闭合。可利用发生器“G”、开关90或钳口构件110、120中的各种电感测机构和机械感测机构来作出此确定。如果钳口构件110、120闭合，则可开始密封和切割循环(如上所述)。如果钳口构件110、120打开，则发生器“G”向切割元件130发送低功率，这既加热切割元件130又将切割元件130置于所谓的“感测”模式(图6B)。在此时间期间，切割元件130的温度和电阻开始上升。发生器“G”调节功率以加热切割元件130(图6B)，并且将切割元件130的温度维持在“安全区”内，例如介于约室温(约20℃)与已知开始热组织应答的温度(约60℃)之间。
当处于低功率模式时并且在加热时间段之后，发生器“G”持续地感测组织开始与切割元件130的接触。如可以理解的，感测组织与切割元件130的接触可以通过各种已知的电气、机械或机电电路和/或机构(例如，阻抗、电阻、光学器件、传感器等)来实现。一旦组织被感测为与切割元件130接触，则高切割功率被输送到切割元件130以切开组织。如果组织被“感测”为与切割元件130接触，则高切割功率仅被输送到切割元件130，并且可以采用各种反馈回路或安全电路来确保实际的组织接触。如果没有组织被“感测”为与切割元件130接触，则没有另外的功率被输送(功率不从低功率水平斜升)到组织用于切开。
如图6A和图6B两者所示出的，功率随时间推移斜升，这引起切割元件130的温度随着切割元件130的电阻而增加，直到达到期望的温度，例如约550℃，以切开组织。然后调节切割元件130的功率以将切割元件130的温度维持在此一般温度范围内(例如，约550℃)，同时开关90保持启动。如上文所讨论的，上文详述热切割元件130的配置和操作参数的各种不同值和范围。本公开还特别设想这些值和/或范围的任何和所有组合以及这些操作参数中的两个或更多个操作参数的值和/或范围的任何和所有比率和/或比率范围。例如，可以选择适当的材料、厚度和/或操作参数，使得在各个方面，热切割元件130限定配置，该配置使热切割元件130在室温下的电阻与在切开温度下的电阻之间的差值最大化，并且同时使施加电压(VAC)最小化，所有这些同时使得热切割元件130能够达到合适的切开温度。还设想其他配置。
一旦开关90被暂停，例如，功率被切断，并且切割元件130的温度和电阻随时间推移而消散(参见图6A)，直到温度位于“安全区”内。功率和温度曲线图(图6B)还描绘了一旦功率被切断时类似的温度消散。一旦切割元件130的温度达到“安全区”(并且指示器(视觉的、触觉的或听觉的)可用于此目的)，开关90的重新启动可发生，或者发生器“G”可被编程为遵循下文关于图7A-图10B示出的算法中的一个或多个算法。
图7A是示出了与根据上文关于图6A和图6B描述的实施方案的用于执行组织的开放式切开循环的方法1000相关联的各个步骤的流程图，并且图7B展示了突出了各个步骤的方法的附图。作为初始步骤1005，钳口构件(例如钳口构件110、120)被打开，并且切割开关90被启动并被置于感测模式(如上文所讨论的)。在步骤1010中，操纵切割元件130与组织接触。在步骤1020中，在组织接触时，将功率斜升以相对于切割器电阻增加切割元件130的温度。在步骤1030中，发生器“G”调节功率以将切割元件130的温度维持在约550℃下用于组织切开。在步骤1040中，在完成组织切开时释放开关90并终止功率。在步骤1050中，切割元件130的温度随时间推移而冷却。
图8A是示出了与根据上文关于图6A和图6B描述的另一个实施方案的用于利用间歇性切割执行组织的开放式切开循环的方法2000相关联的各个步骤的流程图，并且图8B展示了突出了各个步骤的此方法的附图。作为初始步骤2005，钳口构件(例如钳口构件110、120)被打开，并且切割开关90被启动并被置于感测模式(如上文所讨论的)。在步骤2010中，操纵切割元件130与组织接触，并且一旦感测到组织，就将功率斜升并维持以将切割元件130的温度保持在约550℃下。在步骤2020中，在开关90仍然被启动的情况下，在切割元件130失去组织接触时，恒定功率被识别并且被关断，从而允许热量消散。在步骤2030中，切割元件130冷却回到温度安全感测区(例如，介于约20℃与60℃之间)。在步骤2040中，切割构件190重新开始与组织接触，并且一旦感测到组织，则功率再次斜升以将切割元件130的温度维持在约550℃下用于切开。在步骤2050中，在完成组织切开时释放开关90并终止功率，并且切割元件130的温度随时间推移而冷却。
图9A是示出了与根据上文关于图6A和图6B描述的另一个实施方案的用于利用具有短暂冷却时间的间歇性切割执行组织的开放式切开循环的方法3000相关联的各个步骤的流程图，并且图9B展示了突出了各个步骤的此方法的附图。作为初始步骤3005，钳口构件(例如钳口构件110、120)被打开，并且切割开关90被启动并被置于感测模式(如上文所讨论的)。在步骤3010中，操纵切割元件130与组织接触，并且一旦感测到组织，就将功率斜升并维持以将切割元件130的温度保持在约550℃下。在步骤3020中，切割元件130被用于第一开放式组织切开循环。在步骤3030中，在开关90仍然被启动的情况下，在切割元件130失去组织接触时，恒定功率被识别并且被关断，从而允许热量耗散或衰减到低功率感测模式(监测切割元件温度和电阻)。在步骤3040中，发生器“G”监测感测模式中切割器电阻(冷却)速率的变化，以确定切割元件130重新开始与组织接触，而不必等待切割元件130冷却到温度安全感测区(例如，介于约20℃与60℃之间)。可替代地，发生器“G”可监测温度衰减的变化或电阻衰减的变化，以确定切割元件与组织重新开始。换言之，在此步骤中(被动)需要最小的功率来确定切割器电阻/温度。
在步骤3050中，通过感测模式识别切割构件130和组织接触，并且一旦感测到组织，则使功率再次斜升以将温度维持在约550℃下用于切开。在步骤3060中，切割元件130用于第二或另外的开放式组织切开循环。在步骤3070中，如果切割元件与组织之间的接触失去，同时开关仍然被启动，则重复步骤3030。在步骤3080中，在完成组织切开时释放开关90并终止功率，并且切割元件130的温度随时间推移而冷却。
图10A是示出了与根据上文关于图6A和图6B描述的另一个实施方案的用于通过持续监测切割元件的温度和电阻来调节切开，从而执行组织的开放式切开循环的方法4000相关联的各个步骤的流程图，并且图10B展示了突出了各个步骤的此方法的附图。作为初始步骤4005，通过连续测量和监测切割元件130的温度和电阻，钳口构件(例如钳口构件110、120)被打开，并且切割开关90被启动并被置于感测模式(如上文所讨论的)。在步骤4010中，操纵切割元件130与组织接触，并且一旦感测到组织，就将功率斜升并维持以将切割元件130的温度保持在约550℃下。在步骤4020中，切割元件130用于开放式组织切开。在步骤4030中，在完成组织切开时释放开关90，并且将功率降低到低功率感测模式(连续地监测切割元件130的温度和电阻)，并且切割元件130温度随时间推移而冷却。在步骤4040中，在组织经由低功率感测模式与切割元件130接触并且重新启动开关90时，可以重复方法4000。
如可以理解的，此特定方法4000连续监测切割元件130的温度和电阻以开始开放式切开循环。此外，方法4000监测切割元件130何时高于60℃，这可以减轻对组织的无意热效应。
如可以理解的，根据特定目的，切割器元件130可以被配置为在其启动时处于感测模式。此外，由于切割器元件130的电阻与切割器元件130的温度之间的比例关系，一旦知道切割器元件130的电阻，则在整个启动过程期间的任何时间也将知道切割器元件130的温度。仍进一步地，利用上述程序和方法中的一者或多者将减少功率消耗并且将对电池操作的装置特别有用。
虽然已在附图中示出本公开的多个方面，但不希望将本公开限于这些方面，因为希望本公开与本领域所允许的范围一样宽广且应以同样的方式解读本说明书。因此，上文的描述不应解释为限制性的，而仅仅是作为特定构型的例证。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)

1.一种电外科系统，所述电外科系统包括：
第一钳口构件和第二钳口构件，每个钳口构件限定组织处理表面，所述第一钳口构件和所述第二钳口构件彼此可枢转地联接，使得所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的至少一者能够相对于另一者从间隔开位置移动到接近位置以抓握所述组织处理表面之间的组织，所述组织处理表面适于连接到能量源以处理抓握在其间的组织，所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的一者包括从其所述组织处理表面延伸的热切割元件；
发生器，所述发生器电联接到所述第一钳口构件和所述第二钳口构件并且被配置为向所述第一钳口构件和所述第二钳口构件提供电能以在第一开关启动时在所述钳口构件之间产生组织密封并且被配置为在第二开关启动时利用所述热切割元件开放式地切开组织，所述发生器在所述第二开关继续启动时被配置为：
向所述切割元件提供最小的功率以维持所述切割元件的切开前温度；
感测反映组织与所述切割元件的接触的所述切割元件的电阻的变化并且将功率斜升，直到所述切割元件达到切开温度；
调节功率以在开放式切开期间将所述切割元件的温度维持在所述切开温度下；以及
在释放所述第二开关时终止到所述切割元件的功率，以在重新启动所述第二开关时向所述切割元件提供功率之前允许所述切割元件冷却到所述切开前温度。
2.根据权利要求1所述的电外科系统，其中所述发生器被配置为将所述切割元件的切开前温度维持在约20℃至约60℃的范围内。
3.根据权利要求1所述的电外科系统，其中在检测到所述切割元件接触组织时，所述发生器斜升到约550℃的切开温度。
4.根据权利要求3所述的电外科系统，其中所述发生器被配置为调节所述功率以在开放式切开期间将所述切割元件维持在约550℃的所述切开温度下。
5.根据权利要求1所述的电外科系统，其中所述发生器被配置为在释放所述第二开关时终止到所述切割元件的功率，以在重新启动所述第二开关时向所述切割元件提供功率之前允许所述切割元件冷却回到约20℃至约60℃的范围内的所述切开前温度。
6.根据权利要求1所述的电外科系统，其中仅当所述钳口构件安置在所述间隔开位置并且所述第二开关被启动时，才向所述切割元件提供功率。
7.一种电外科系统，所述电外科系统包括：
第一钳口构件和第二钳口构件，每个钳口构件限定组织处理表面，所述第一钳口构件和所述第二钳口构件彼此可枢转地联接，使得所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的至少一者能够相对于另一者从间隔开位置移动到接近位置以抓握所述组织处理表面之间的组织，所述组织处理表面适于连接到能量源以处理抓握在其间的组织，所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的一者包括从其所述组织处理表面延伸的热切割元件；
发生器，所述发生器电联接到所述第一钳口构件和所述第二钳口构件并且被配置为向所述第一钳口构件和所述第二钳口构件提供电能以在第一开关启动时在所述钳口构件之间产生组织密封并且被配置为在第二开关启动时利用所述热切割元件开放式地切开组织，所述发生器在所述第二开关继续启动时被配置为：
向所述切割元件提供最小的功率以维持所述切割元件的切开前温度；
感测反映组织与所述切割元件的接触的所述切割元件的电阻的变化并且将功率斜升，直到所述切割元件达到切开温度；
调节功率以在开放式切开期间将所述切割元件的温度维持在所述切开温度下；
在所述第二开关被启动的情况下在开放式切开期间所述切割元件与组织失去接触时，减小到所述切割元件的功率以允许所述切割元件冷却到所述切开前温度；
感测反映组织重新开始与所述切割元件的接触的所述切割元件的电阻的后续变化并且将功率斜升，直到所述切割元件达到所述切开温度；
调节功率以在继续开放式切开期间将所述切割元件的温度维持在所述切开温度下；以及
在释放所述第二开关时终止到所述切割元件的功率，以在重新启动所述第二开关时向所述切割元件提供功率之前允许所述切割元件冷却到所述切开前温度。
8.根据权利要求7所述的电外科系统，其中所述发生器被配置为将所述切割元件的切开前温度维持在约20℃至约60℃的范围内。
9.根据权利要求7所述的电外科系统，其中在检测到所述切割元件接触组织时，所述发生器斜升到约550℃的切开温度。
10.根据权利要求9所述的电外科系统，其中所述发生器被配置为调节所述功率以在开放式切开期间将所述切割元件维持在约550℃的所述切开温度下。
11.根据权利要求7所述的电外科系统，其中所述发生器被配置为在释放所述第二开关时终止到所述切割元件的功率，以在重新启动所述第二开关时向所述切割元件提供功率之前允许所述切割元件冷却回到约20℃至约60℃的范围内的所述切开前温度。
12.根据权利要求7所述的电外科系统，其中仅当所述钳口构件安置在所述间隔开位置并且所述第二开关被启动时，才向所述切割元件提供功率。
13.一种电外科系统，所述电外科系统包括：
第一钳口构件和第二钳口构件，每个钳口构件限定组织处理表面，所述第一钳口构件和所述第二钳口构件彼此可枢转地联接，使得所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的至少一者能够相对于另一者从间隔开位置移动到接近位置以抓握所述组织处理表面之间的组织，所述组织处理表面适于连接到能量源以处理抓握在其间的组织，所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的一者包括从其所述组织处理表面延伸的热切割元件；
发生器，所述发生器电联接到所述第一钳口构件和所述第二钳口构件并且被配置为向所述第一钳口构件和所述第二钳口构件提供电能以在第一开关启动时在所述钳口构件之间产生组织密封并且被配置为在第二开关启动时利用所述热切割元件开放式地切开组织，所述发生器在所述第二开关继续启动时被配置为：
向所述切割元件提供最小的功率以维持所述切割元件的切开前温度；
感测反映组织与所述切割元件的接触的所述切割元件的电阻的变化并且将功率斜升，直到所述切割元件达到切开温度；
调节功率以在开放式切开期间将所述切割元件的温度维持在所述切开温度下；
在所述第二开关被启动的情况下在开放式切开期间所述切割元件与组织失去接触时，减小到所述切割元件的功率；
感测反映组织重新开始与所述切割元件的接触的所述切割元件的电阻的后续变化并且将功率斜升，直到所述切割元件达到所述切开温度；
调节功率以在继续开放式切开期间将所述切割元件的温度维持在所述切开温度下；以及
在释放所述第二开关时终止到所述切割元件的功率，以在重新启动所述第二开关时向所述切割元件提供功率之前允许所述切割元件冷却到所述切开前温度。
14.根据权利要求13所述的电外科系统，其中所述发生器被配置为将所述切割元件的切开前温度维持在约20℃至约60℃的范围内。
15.根据权利要求13所述的电外科系统，其中在检测到所述切割元件接触组织时，所述发生器斜升到约550℃的切开温度。
16.根据权利要求15所述的电外科系统，其中所述发生器被配置为调节所述功率以在开放式切开期间将所述切割元件维持在约550℃的所述切开温度下。
17.根据权利要求13所述的电外科系统，其中所述发生器被配置为在释放所述第二开关时终止到所述切割元件的功率，以在重新启动所述第二开关时向所述切割元件提供功率之前允许所述切割元件冷却回到约20℃至约60℃的范围内的所述切开前温度。
18.根据权利要求13所述的电外科系统，其中仅当所述钳口构件安置在所述间隔开位置并且所述第二开关被启动时，才向所述切割元件提供功率。
19.一种电外科系统，所述电外科系统包括：
第一钳口构件和第二钳口构件，每个钳口构件限定组织处理表面，所述第一钳口构件和所述第二钳口构件彼此可枢转地联接，使得所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的至少一者能够相对于另一者从间隔开位置移动到接近位置以抓握所述组织处理表面之间的组织，所述组织处理表面适于连接到能量源以处理抓握在其间的组织，所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的一者包括从其所述组织处理表面延伸的热切割元件；
发生器，所述发生器电联接到所述第一钳口构件和所述第二钳口构件并且被配置为向所述第一钳口构件和所述第二钳口构件提供电能以在第一开关启动时在所述钳口构件之间产生组织密封并且被配置为在第二开关启动时利用所述热切割元件开放式地切开组织，所述发生器在所述第二开关继续启动时被配置为：
向所述切割元件提供最小的功率以维持所述切割元件的切开前温度；
感测反映组织与所述切割元件的接触的所述切割元件的电阻的变化并且将功率斜升，直到所述切割元件达到切开温度；
调节功率以在开放式切开期间将所述切割元件的温度维持在所述切开温度下；
在释放所述第二开关时减小到所述切割元件的功率，以允许所述切割元件冷却；以及
监测所述切割元件的所述电阻，寻找反映组织与所述切割元件的接触的所述切割元件的电阻的变化，并且在重新启动第二开关时，将功率斜升，直到所述切割元件达到所述切开温度。
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