JP2019528125A - 導波管連結に対する超音波トランスデューサ - Google Patents

Abstract

様々な超音波外科器具が開示されている。少なくとも１つの開示された外科器具は、ブレード及びトランスデューサベースプレートを含む導波管を含む。このトランスデューサベースプレートは、導波管とトランスデューサベースプレートとの間の境界面において継手を画定するように導波管に結合されている。このトランスデューサベースプレートは、第１及び第２の圧電素子を受容するように構成された対応する第１及び第２の平坦面を画定する第１及び第２の側面を含む。第１及び第２の圧電素子は、Ｄ３１モードで動作するように構成されている。

Description

（優先権）
本出願は、２０１６年８月２５日に出願された米国仮出願第６２／３７９，５５０号に対する優先権の利益を主張するものであり、当該仮出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般に、超音波外科器具に関し、より詳細には、超音波導波管を駆動する超音波トランスデューサに関する。中空コア及び中実コア器具の両方を含めた超音波器具が、多くの医学的状態の安全かつ有効な処置のために使用されている。超音波器具、特に中実コアの超音波器具は、超音波周波数で外科用エンドエフェクタに伝達される機械的振動形態のエネルギーを使用して、有機組織を切断及び／又は凝固するのに使用され得るため、有利である。超音波振動は、適切なエンドエフェクタを使用して適切なエネルギーレベルで有機組織に伝達されるときには、組織を切断し、解離し、持ち上げ、若しくは焼灼し、又は筋肉組織を骨から引き離すために使用することができる。中実コアテクノロジーを利用する超音波器具は、超音波トランスデューサから導波管を通って外科用エンドエフェクタに伝達され得る超音波エネルギー量に起因して特に有利である。このような器具は、観血的処置、又は内視鏡的若しくは腹腔鏡的処置などの低侵襲処置に使用することができ、エンドエフェクタは、手術部位に到達するようにトロカール内に通される。

そのような器具のエンドエフェクタ（例えば、切断ブレード）を超音波周波数で始動又は励磁（exciting）させると、隣接組織内に局所的な熱を発生する長手方向の振動運動が誘発される。超音波器具の性質ゆえに、超音波によって作動される特定のエンドエフェクタは、例えば、切断及び凝固を含めた多数の機能を果たすように設計することができる。超音波振動は、例えば、トランスデューサを電気で励振することによって、外科用エンドエフェクタに引き起こされる。トランスデューサは、器具ハンドピース内の１つ又は２つ以上の圧電又は磁気歪素子から構成され得る。トランスデューサによって生成された振動は、トランスデューサから外科用エンドエフェクタまで延在する超音波導波管を介して、外科用エンドエフェクタに伝達される。導波路及びエンドエフェクタは、トランスデューサと同一周波数で共振するように設計される。したがって、エンドエフェクタがトランスデューサに取り付けられると、全システムの周波数はトランスデューサそれ自体と同一の周波数になる。

エンドエフェクタの先端における長手方向の超音波振動の振幅ｄは、共振周波数において、次に与えられるように、単一のシヌソイドとして振る舞う。
ｄ＝Ａ ｓｉｎ（ωｔ）
式中、
ωは、周期的振動数ｆの２π倍に等しい角振動数、及び
Ａは、ゼロからピークまでの振幅である。

エンドエフェクタ先端の長手方向の振動幅（excursion）は、ピーク間（peak-to-peak、ｐ−ｔ−ｐ）振幅として定義され、正弦波の振幅のちょうど２倍又は２Ａである。多くの場合、エンドエフェクタはブレードを含み、このブレードは、長手方向の振動幅により組織を切断及び／又は凝固することができる。米国特許第６，２８３，９８１号（２００１年９月４日発行、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＢＡＬＡＮＣＩＮＧ ＡＳＹＭＭＥＴＲＩＣ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＢＬＡＤＥＳ」）、米国特許第６，３０９，４００号（２００１年１０月３０日発行、発明の名称「ＣＵＲＶＥＤ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＢＬＡＤＥ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＴＲＡＰＥＺＯＩＤＡＬ ＣＲＯＳＳ ＳＥＣＴＩＯＮ」）、及び米国特許第６，４３６，１１５号（２００２年８月２０日発行、発明の名称「ＢＡＬＡＮＣＥＤ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＢＬＡＤＥ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ Ａ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＢＡＬＡＮＣＥ ＡＳＹＭＭＥＴＲＩＥＳ」）は、様々な超音波外科器具を開示しており、参照によりその全体の開示が本明細書に組み込まれる。

１つの一般的な態様において、超音波外科器具が提供される。超音波外科器具は、ブレードとして構成された遠位端、及びトランスデューサベースプレートに結合するように構成された近位端を含む導波管と、導波管とトランスデューサベースプレートとの間の境界面において継手を画定するように、導波管の近位端に結合された遠位端を含むトランスデューサベースプレートであって、トランスデューサベースプレートが、対応する第１及び第２の平坦面を画定する第１及び第２の側面を含み、第１の平坦面が第１の圧電素子を受容するように構成され、第２の平坦面が第２の圧電素子を受容するように構成され、第１及び第２の圧電素子が、Ｄ３１モードで動作するように構成されている、トランスデューサベースプレートと、を備える。

別の態様では、超音波導波管は、近位端及び遠位端を含むシャフトであって、近位端は、超音波トランスデューサに結合するように構成され、遠位端は、ブレードの近位端を受容するように構成された平坦垂直底部を有する円筒アパーチャを画定する、シャフトと、シャフトに取り付けられたブレードであって、ブレードが、組織を処置するための遠位端、及び平坦垂直底部を画定する円錐雄端を画定する近位端を含み、円錐雄端が、近位側の直径及び遠位側の直径を画定し、近位側の直径が、遠位側の直径よりも大きく、円錐雄端が、シャフトの遠位端により画定された円筒アパーチャ中に受容されている、ブレードと、を備える。

別の態様では、超音波外科器具は、近位端においてＴ字状雄コネクタを画定する超音波導波管と、対称２ピースクラムシェルハウジングであって、Ｔ字状雄コネクタを受容するように構成された第１及び第２のＴ字状ポケットであって、Ｔ字状雄コネクタにプレス嵌めされている、Ｔ字状ポケット、並びに第１及び第２の圧電素子を支持するように構成された第１及び第２の凹型ポケットであって、第１及び第２の圧電素子が、Ｄ３１モードで動作するように構成されている、凹型ポケットを含む、ハウジングと、を備える。

様々な態様の特徴が、添付された特許請求の範囲で詳細に説明される。ただし、機構、及び動作の方法の両方についての様々な態様は、それらの更なる目的及び利点と共に、以降の添付図面と併用しながら、以下の説明を参照することにより最もよく理解することができる。
本開示の一態様による、超音波外科器具システムを例示する。 本開示の一態様による、圧電トランスデューサを例示する。 本開示の一態様による、圧電トランスデューサを例示する。 本開示の一態様による、圧電トランスデューサを例示する。 本開示の一態様による、超音波導波管、及びその超音波導波管に固定された１つ又は２つ以上の圧電素子を含むＤ３１超音波トランスデューサ構造を例示する。 本開示の一態様による、結合構成で示された、別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１超音波トランスデューサ構造で構成される超音波外科器具の側面図である。 本開示の一態様による、超音波外科器具の導波管及びトランスデューサベースプレート構成要素のジグソーパズル継手の断面図である。 本開示の一態様による、超音波外科器具の導波管及びトランスデューサベースプレート構成要素のジグソーパズル継手の断面図である。 本開示の一態様による、切り離された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の側面図である。 本開示の一態様による、図６に示された導波管の端面図である。 本開示の一態様による、図６に示されたトランスデューサベースプレートの端面図である。 本開示の一態様による、テーパ状継手で接続された結合構成における、図６に示された超音波器具の側面図である。 図９に示された切断線１０−１０に沿って切り取られた断面図であり、導波管をトランスデューサベースプレートに連結する前の切り取られた断面図である。 図９に示された切断線１０−１０に沿って切り取られた断面図であり、導波管をトランスデューサベースプレートに部分的に連結した後の切り取られた断面図である。 本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の側面図である。 本開示の一態様による、図１１に示された切断線１２−１２に沿って切り取られた、図１１に示された超音波外科器具の断面図である。 本開示の一態様による、熱伸縮継手により結合された複数のプレートを備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の断面図である。 本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレートを備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の側面図である。 本開示の一態様による、図１４に示されたＣ字状ピン継手の分解組立図である。 本開示の一態様による、図１４に示されたＣ字状ピン継手の平面図である。 本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の側面図である。 本開示の一態様による、図１７に示された切断線１８−１８に沿った超音波外科器具の断面図である。 本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、導波管の近位側部分を受容するように構成された切り欠きを示すように、導波管及び圧電素子が取り除かれた、図１９に示された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、結合された構成で示された超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、導波管の近位側部分を受容するように構成された切り欠きを示すように、導波管及び圧電素子が取り除かれた、図２１に示された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、切り離された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の側面図である。 本開示の一態様による、切り離された構成で９０°回転した超音波導波管を有する図２３に示された超音波外科器具の断面図である。 本開示の一態様による、結合された構成で９０°回転した超音波導波管を有する図２３に示された超音波外科器具の断面図である。 本開示の一態様による、導波管とトランスデューサベースプレートとの間の継手の詳細図である。 本開示の一態様による、切り離された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、結合された構成で図２７に示された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、切り離された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、トランスデューサベースプレートのねじ切り部の中にねじ込まれた導波管のねじ付き部を示すねじ付き継手の側面図である。 本開示の一態様による、ねじ付き部が導波管のねじ付き部の長手方向軸（longitudinal axis）ＬＡを中心とする回転整合を提供するための回転配向部を含む、別のねじ付き継手の側面図である。 本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、図３２に示された超音波外科器具の分解組立図である。 本開示の一態様による、図３２に示された超音波外科器具の分断面図である。 本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、図３５に示された超音波外科器具の分解組立図である。 本開示の一態様による、破線形式で示された導波管フランジ、及び実線形式で示され、切り離された構成で重ね合わされたトランスデューサベースプレートフランジを例示する。 本開示の一態様による、結合された構成の導波管及びトランスデューサベースプレートを例示する。 本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、図３９に示された超音波外科器具の分解組立図である。 本開示の一態様による、ピンの断面図である。 本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、図４２に示された超音波外科器具の分解組立図である。 本開示の一態様による、２ピース超音波外科器具の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素の結合に好適なルアーロック継手の斜視図である。 本開示の一態様による、結合された構成内のルアーロック継手の断面図である。 本開示の一態様による、図４４に示されたルアーロック継手のルアーナット構成要素である。 本開示の一態様による、結合された構成で図４４に示されたルアーロック継手の斜視図である。 本開示の態様による、１つの金属で作製され、かつ異種金属で作製された超音波ブレードに結合された超音波導波管シャフトを備える超音波外科器具のための超音波導波管の斜視図である。 本開示の一態様による、結合器の拡大図である。 本開示の一態様による、１つの金属で作製された超音波導波管シャフトを備える２ピース超音波ツールと、異なる金属で作製された超音波ブレードとの間のスエージ継手の断面図である。 本開示の一態様による、１つの金属で作製された超音波導波管シャフトを備える２ピース超音波導波管と、異なる金属で作製された超音波ブレードとの間に達成されたスエージ継手の断面図である。 本開示の一態様による、図５１に示されたスエージ継手を製造するためのステップを示す。本開示の一態様による、切り離された構成で図５１に示された導波管シャフト及び超音波ブレードの断面図である。 本開示の一態様による、図５１に示されたスエージ継手を製造するためのステップを示す。本開示の一態様による、スエージングプロセスを適用する前に、結合された構成で図５２に示された導波管シャフト及び超音波ブレードのプリアセンブリの断面図である。 本開示の一態様による、図５１に示されたスエージ継手を製造するためのステップを示す。本開示の一態様による、スエージングプロセスの適用後の結合された構成で図５３に示された導波管シャフト及び超音波ブレードの断面図である。 本開示の一態様による、図５１に示されたスエージ継手を製造するためのステップを示す。本開示の一態様による、図５１に示された超音波ブレードに結合された導波管シャフトを示す、連結された超音波導波管の断面図である。 本開示の一態様による、加熱引き抜き金型ツールの断面図である。 本開示の一態様による、図５６の引き抜き金型ツールの詳細断面図である。 本開示の一態様による、図４８〜５７と関連して説明されたスエージングプロセスを使ったスエージ継手により超音波ブレードに結合された導波管シャフトを備える２ピース超音波導波管の側面図である。 本開示の一態様による、導波管シャフトと超音波ブレードとの間に形成されたスエージ継手の断面図である。 本開示の一態様による、図５９に示された導波管シャフトの側面図である。 本開示の一態様による、図５９に示された超音波ブレードの側面図である。 本開示の一態様による、図５９に示された超音波ブレードの平面図である。 本開示の一態様による、オフセットされた超音波トランスデューサベースプレートに結合された超音波導波管を備える超音波外科器具を例示する。 本開示の一態様による、スタンピング又はパンチング用相補的配向に整列された、図６３に示された超音波外科器具の２つの金属基板構成要素を例示する。 本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管及び超音波トランスデューサベースプレート構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具である。 本開示の一態様による、超音波ブレードの側面図である。 本開示の一態様による、別個の超音波導波管、及び超音波トランスデューサ圧電素子を支持するための対称２ピースクラムシェルハウジング構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の分解組立図である。 本開示の一態様による、図６７に示された超音波外科器具の組立図である。 本開示の一態様による、別個の超音波導波管、及びＰＺＴ圧電素子を支持するための２ピース超音波トランスデューサベースプレートを備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具の斜視図である。 本開示の一態様による、図６９に示された超音波外科器具の分解組立図である。

本出願の出願人は、本出願と同時に出願された以下の特許出願を所有しており、これらの各々は、参照によりそれぞれの全体が本明細書に組み込まれる。
２０１７年８月１７日に出願された、発明者Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｍｅｓｓｅｒｌｙらによる、「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」と題する代理人ドケット番号ＥＮＤ７９１９ＵＳＮＰ／１６００４５Ｍ。
２０１７年８月１７日に出願された、発明者Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｍｅｓｓｅｒｌｙらによる、「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」と題する代理人ドケット番号ＥＮＤ７９１９ＵＳＮＰ１／１６００４５−１。
２０１７年８月１７日に出願された、発明者Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｍｅｓｓｅｒｌｙらによる、「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｎｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ Ｆｏｒ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ」と題する代理人ドケット番号ＥＮＤ７９１９ＵＳＮＰ２／１６００４５−２。
２０１７年８月１７日に出願された、発明者Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｍｅｓｓｅｒｌｙらによる、「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ｔｏ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ」と題する代理人ドケット番号ＥＮＤ７９１９ＵＳＮＰ３／１６００４５−３。
２０１７年８月１７日に出願された、発明者Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｍｅｓｓｅｒｌｙらによる、「Ｔｉｓｓｕｅ Ｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ ａ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」と題する代理人ドケット番号ＥＮＤ７９１９ＵＳＮＰ５／１６００４５−５。

様々な態様を詳細に説明する前に、かかる態様は、それらの応用又は利用の際に、添付図面及び明細書に例示される部品の構造及び配置の詳細には限定されないことに留意すべきである。例示的な態様は、他の態様、変形形態、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行されてもよい。例えば、以下に開示する外科器具は、単に例示のためのものであり、それらの範囲又は応用を限定することを意味しない。更に、特に指示されない限り、本明細書で用いられる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な態様を説明する目的で選択されており、それらの態様の範囲を限定するためのものではない。

以降、ある特定の態様が記載され、本明細書に開示された装置及び方法の構造、機能、製造及び使用の原理について、総合的な理解を提供するであろう。これらの態様の１つ又は２つ以上の例が、添付の図面に例示されている。当業者であれば、本明細書に具体的に記載され、添付図面に例示される装置及び方法が、非限定的態様例であり、様々な態様の範囲が請求項によってのみ規定されることを理解するであろう。１つの態様に関連して例示又は説明される特徴は、他の態様と組み合わせることができる。このような修正及び変形形態は、「特許請求の範囲」内に含まれるものとする。

本明細書に記載された様々な態様は、一般に、超音波外科器具、及びそれと共に使用するためのブレードに関する。超音波外科器具及びブレードの例は、米国特許第５，３２２，０５５号、同第５，９５４，７３６号、同第６，３０９，４００号、同第６，２７８，２１８号、同第６，２８３，９８１号、同第６，３２５，８１１号、及び同第８，３１９，４００号に開示されており、それらの全体的な開示が、参照により本明細書に組み込まれる。

様々な態様によれば、ブレードなどのエンドエフェクタを有する外科ツールを含む超音波器具は、それが、出血を制御しながら、皮質骨及び／又は組織を除去することが望ましい整形外科手技において、とりわけ、特別な利益であり得る。その切断特性及び凝固特性に起因して、超音波外科器具のブレードは、一般的な軟組織の切断及び凝固に有用であり得る。ある特定の状況では、様々な態様に基づくブレードは、組織の切断及び止血封止、又は焼灼を同時に行うのに有用であり得る。ブレードは、真直ぐであっても又は曲がっていてもよく、開腹用途又は腹腔鏡用途のいずれにも有用であり得る。様々な態様に基づくブレードは、脊椎手術において、特に骨から筋肉を除去する際の後部からのアクセスの支援に、有用であり得る。

図１は、一態様の超音波システム１０を例示している。一態様の超音波システム１０は、超音波トランスデューサ１４に結合された超音波信号発生器１２、ハンドピースハウジング１６を備えるハンドピースアセンブリ６０、及びエンドエフェクタ５０を備える。「ランジュヴァンスタック」として知られている超音波トランスデューサ１４は、一般に、変換部１８と、第１の共振器又はエンドベル２０と、第２の共振器又はフォアベル２２と、補助構成要素とを含む。様々な態様では、超音波トランスデューサ１４は、以下により詳細に説明されるように、好ましくは、長さが、１つのシステム波長の半分の整数倍（ｎλ／２）である。音響アセンブリ２４は、超音波トランスデューサ１４と、マウント２６と、速度変換器２８と、表面３０とを含むことができる。

本明細書では、用語「近位」及び「遠位」は、ハンドピースアセンブリ６０を握っている臨床医に対して使用されることが理解されよう。このため、エンドエフェクタ５０は、より近位側のハンドピースアセンブリ６０に対して遠位側にある。便宜上及び明瞭さのため、「上部」及び「下部」のような空間的用語もまた、本明細書では、ハンドピースアセンブリ６０を把持する臨床医に対して使用されることが更に理解されよう。しかしながら、外科器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は、限定的かつ絶対的なものであることを意図するものではない。

エンドベル２０の遠位端は、変換部１８の近位端に接続され、フォアベル２２の近位端は、変換部１８の遠位端に接続されている。フォアベル２２及びエンドベル２０は、多くの変数によって決定される長さを有し、それらの変数には、変換部１８の厚さ、エンドベル２０及びフォアベル２２を製造するのに使用される材料の密度及び弾性率、並びに超音波トランスデューサ１４の共振周波数が含まれる。フォアベル２２は、速度変換器２８の超音波振動の振幅を増幅するため、近位端からその遠位端まで内向きにテーパ状にしてもよく、あるいは、フォアベル２２は、増幅を有さなくてもよい。

図１を再度参照すると、エンドベル２０は、そこから延在するねじ付き部材を含むことができ、そのねじ付き部材は、フォアベル２２内のねじ付きアパーチャと螺合可能に係合されるように構成され得る。様々な態様では、圧電素子３２などの圧電素子は、例えば、エンドベル２０及びフォアベル２２が一緒に組み立てられるとき、エンドベル２０とフォアベル２２との間で圧縮され得る。圧電素子３２は、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、及び／又は、例えば任意の好適な圧電性結晶材料などの任意の好適な材料から作られてもよい。

様々な態様では、以下に更に詳細に考察されるように、トランスデューサ１４は、正電極３４及び負電極３６などの電極を更に備えることができ、例えば、これらの電極は、１つ又は２つ以上の圧電素子３２の両端に電位を作り出すように構成され得る。正電極３４、負電極３６、及び圧電素子３２のそれぞれは、中心を通る穴を含むことができ、この穴は、エンドベル２０のねじ付き部材を受容するように構成され得る。様々な態様では、正電極３４及び負電極３６は、ワイヤ３８及び４０とそれぞれ電気的に結合され、ワイヤ３８及び４０は、ケーブル４２内に入れられ、超音波システム１０の超音波信号発生器１２と電気的に接続可能とすることができる。

様々な態様では、音響アセンブリ２４の超音波トランスデューサ１４は、超音波信号発生器１２からの電気的信号を機械的エネルギーに変換し、この機械的エネルギーは、超音波周波数において、超音波トランスデューサ２４及びエンドエフェクタ５０の主として長手方向の振動運動をもたらす。好適な発生器は、オハイオ州シンシナティのＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．から、モデル番号ＧＥＮ０１として入手可能である。音響アセンブリ２４が通電されると、振動運動定在波が、音響アセンブリ２４を通して発生する。好適な振動周波数範囲は、約２０Ｈｚ〜１２０ｋＨｚとすることができ、適切な振動周波数範囲は、約３０〜７０ｋＨｚとすることができ、一例の動作振動周波数は、おおよそ５５．５ｋＨｚとすることができる。

音響アセンブリ２４に沿った任意の点での振動運動の振幅は、音響アセンブリ２４に沿った振動運動が測定される位置によって様々であり得る。振動運動定在波において、最小又はゼロの交差は、一般的に波節（即ち、運動が通常は最小の場所）と呼ばれ、定在波において、最大絶対値（absolute maximum）又はピークは、一般的に波腹（即ち、運動が通常は最大の場所）と呼ばれる。波腹点とそれに最も近い波節点との間の距離は４分の１波長（λ／４）である。

ワイヤ３８及び４０は、超音波信号発生器１２から正電極３４及び負電極３６に電気信号を伝送する。圧電素子３２は、例えば、音響アセンブリ２４において音響定在波を生成するためのフットスイッチ４４に応答して、超音波信号発生器１２から供給される電気信号によって通電される。電気信号により、結果的に材料内の大きな圧縮力となる繰り返し小変位の形態で、圧電素子３２内に擾乱が生じる。繰り返される小さな変位は、圧電素子３２を電圧勾配の軸に沿って連続的に膨張及び収縮させ、超音波エネルギーの長手方向の波を生成する。

様々な態様では、トランスデューサ１４により生成された超音波エネルギーは、超音波伝達導波管４６を介してエンドエフェクタ５０に音響アセンブリ２４を通って伝達されることができる。音響アセンブリ２４がエンドエフェクタ５０にエネルギーを供給するために、音響アセンブリ２４の構成要素は、エンドエフェクタ５０に音響的に連結される。例えば、超音波トランスデューサ１４の遠位端は、表面３０において超音波伝達導波管４６の近位端に、スタッド４８のようなねじ接続により音響的に連結されてもよい。

音響アセンブリ２４の構成要素は、いずれのアセンブリの長さも１つの半波長の整数倍（ｎλ／２）となるように音響的に調整されることができ、式中、波長λは、音響アセンブリ２４の予め選択された波長、又は動作する長手方向振動駆動周波数ｆ_ｄであり、ｎは、任意の正の整数である。また、音響アセンブリ２４は、音響素子の任意の好適な配列を組み込み得ることも考えられる。

超音波エンドエフェクタ５０は、１つのシステム半波長（λ／２）の整数倍に実質的に等しい長さを有することができる。超音波エンドエフェクタ５０の遠位端５２は、遠位端の最大、又は少なくともほぼ最大の長手方向の振動幅を提供するために、波腹の位置に、又は少なくともその近くに配設されてもよい。トランスデューサアセンブリが通電されるとき、様々な態様では、エンドエフェクタ５０の遠位端５２は、例えば、所定の振動周波数において、おおよそ１０〜５００ミクロンのピークツーピークの範囲、及び好ましくはおおよそ３０〜１５０ミクロンの範囲で動くように構成されてもよい。

上記に概略されているように、超音波エンドエフェクタ５０は、超音波伝達導波管４６に連結されてもよい。様々な態様では、図示のような超音波エンドエフェクタ５０及び超音波伝達ガイド４６は、例えば、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ（アルミニウム及びバナジウムを含むチタン合金）、アルミニウム、ステンレス鋼、及び／又は任意の他の好適な材料などの、超音波エネルギーの伝達に適した材料による単一ユニット構造体として形成される。別の選択肢として、超音波エンドエフェクタ５０は、超音波伝達導波管４６から分離可能（及び異なる組成物のもの）であってもよく、例えば、鋲、溶接、接着剤、急速継手、又は他の適切な既知の方法により結合されてもよい。超音波伝達導波管４６は、例えば、１つのシステム半波長（λ／２）の整数倍に実質的に等しい長さを有してもよい。例えば、超音波伝送導波路４６は、好ましくは、例えば、チタン合金（即ち、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）又はアルミニウム合金など、超音波エネルギーを効率的に伝搬する材料から構成された中実コア軸から作製されてもよい。

図１に例示された態様では、超音波伝達導波管４６は、複数の波節の位置、又は少なくともその近くに配置される、複数の安定化シリコーンリング又は適合支持体５６を含む。シリコーンリング５６は、望ましくない振動を弱め、かつ導波管４６を少なくとも部分的に囲む外装５８から超音波エネルギーを隔離することができ、それによって、超音波エネルギーがエンドエフェクタ５０の遠位端５２まで長手方向に最高効率で流れるのを確実にする。

図１に示されるように、外装５８は、ハンドピースアセンブリ６０の遠位端に連結され得る。外装５８は、一般に、アダプタ又はノーズコーン６２と、細長い管状部材６４とを含む。管状部材６４は、アダプタ６２に取り付けられ及び／又はアダプタ６２から延び、かつ、そこを通って長手方向に延びる開口部を有する。様々な態様では、外装５８は、ハウジング１６の遠位端上に螺合されてもよく、又はスナップ嵌めされてもよい。少なくとも一態様では、超音波伝達導波管４６は、管状部材６４の開口部を通って延在し、シリコーンリング５６は、開口部の側壁と接触し、内部で超音波伝達導波管４６を分離することができる。様々な態様では、外装５８のアダプタ６２は、例えば、Ｕｌｔｅｍ（登録商標）から構成されるのが好ましく、管状部材６４は、例えば、ステンレス鋼から製造される。少なくとも１つの態様では、超音波伝達導波管４６は、例えば、その超音波伝達導波管を外部接触から分離するために、これを取り囲む高分子材料を有してもよい。

上述のように、電圧源又は電力源は、トランスデューサのうちの１つ又は２つ以上の圧電素子と動作可能に結合されることができ、圧電素子の各々に印加される電位によって、圧電素子を長手方向に膨張及び収縮、又は振動させることができる。また、上述のように、電位は周期的であり得、様々な態様では、電位は、例えば、トランスデューサ１４、導波管４６、及びエンドエフェクタ５０を備える構成要素のシステムの共振周波数と同じか、又はほぼ同じ周波数で繰り返されることができる。しかしながら、様々な態様では、トランスデューサ内のある特定の圧電素子が、トランスデューサ内の他の圧電素子よりも、長手方向振動の定在波に対してより大きく寄与する場合がある。より詳細には、長手方向の変位を制御、又は制限することができる長手方向のひずみプロファイルが、トランスデューサ内で生じることができ、そうして、特にシステムが共振周波数で又はその近くで振動する場合に、圧電素子の一部は、振動の定在波に寄与することができる。

図１の超音波外科器具システム１０を参照すると、複数の構成要素が、導波管４６を通る、圧電素子３２からの機械的振動をエンドエフェクタ５０に結合させる必要があり得ることが、理解され得る。音響アセンブリ２４を備える追加の素子により、追加の製造コスト、製造工程、及びシステムに対する複雑さが加わる可能性がある。図１に例示及び上述された同等の装置よりも、構成要素、製造工程、及びコストが少なくて済み得る超音波医療装置の態様が、以下に開示されている。

再び図１を参照すると、圧電素子３２は、「ランジュバン」スタック中に構成され、その中で、圧電素子３２及びそれらの活性化電極３４、３６（共に、トランスデューサ１４）が交互配置されている。活性化された圧電素子３２の機械的振動は、トランスデューサ１４の長手方向軸に沿って伝搬し、音響アセンブリ２４を介して導波管４６の端に結合されている。圧電素子のこのような動作モードは、その素子、特に、例えばジルコン酸チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、又はチタン酸鉛を含むセラミック圧電素子のＤ３３モードとして度々説明されている。このセラミック圧電素子のＤ３３モードは、図２Ａ〜２Ｃに例示されている。

図２Ａは、セラミック圧電材料から製造された圧電素子２００を示す。圧電セラミック材料は、複数の別々の微晶質ドメインからなる多結晶材料である。各微晶質ドメインは、偏光軸を有し、ドメインは、印加された電界に応答して、その軸に沿って膨張又は収縮し得る。しかしながら、本来のセラミックでは、微晶質ドメインの偏光軸は、ランダムに配列されているため、バルクセラミックにおける正味の圧電効果はない。偏光軸の正味の再配向は、セラミックをその材料のキュリー温度以上の温度にさらし、かつ強電界内にその材料を置くことによって誘発され得る。ひとたび試料の温度をキュリー温度以下に下げると、別々の偏光軸の大部分が再配向され、バルク偏光方向に固定されるであろう。図２Ａは、誘発電界軸Ｐに沿って偏光された後のこのような圧電素子２００を例示している。偏光しない圧電素子２００は、正味の圧電軸が不足しているが、偏光した素子２００は、誘発電界軸Ｐの方向と平行な偏光軸ｄ３を有するように説明され得る。完全を期すために、ｄ３軸に直交する軸はｄ１軸と呼ばれ得る。圧電素子２００の寸法は、長さ（length、Ｌ）、幅（width、Ｗ）、及び厚さ（thickness、Ｔ）として、ラベル付けされている。

図２Ｂ及び２Ｃは、圧電素子２００を、ｄ３（又はＰ）軸に沿って配向された作動電界Ｅにさらすことによって誘発され得る圧電素子２００の機械的変形を例示している。図２Ｂは、圧電素子２０５上のｄ３軸に沿って偏光電界Ｐと同じ方向を有する電界Ｅの効果を例示している。図２Ｂに例示するように、圧電素子２０５は、ｄ１軸に沿って圧縮しながら、ｄ３軸に沿って膨張することによって変形し得る。図２Ｃは、圧電素子２１０への、ｄ３軸に沿った偏光電界Ｐに対して反対方向を有する電界Ｅの効果を例示している。図２Ｃに例示するように、圧電素子２１０は、ｄ１軸に沿って膨張しながら、ｄ３軸に沿って圧縮することによって変形し得る。ｄ３軸に沿った電界の印加中のｄ３軸に沿った振動結合は、Ｄ３３結合、又は圧電素子のＤ３３モードを使った活性化と呼ばれ得る。図１に例示されたトランスデューサ１４は、導波管４６に沿った機械的振動をエンドエフェクタ５０に伝達するために圧電素子３２のＤ３３モードを使用する。圧電素子は、また、ｄ１軸に沿っても変形するため、ｄ３軸に沿った電界の印加中のｄ１軸に沿った振動結合もまた、機械的振動の有効なソースとなり得る。このような結合は、Ｄ３１結合、又は圧電素子のＤ３１モードを使った活性化と呼ばれ得る。

図２Ａ〜２Ｃによって例示されているように、Ｄ３１モードで動作中、圧電素子２００、２０５、２１０の横断方向の膨張は、次式によって数学的にモデル化され得る。

式中、Ｌ、Ｗ、及びＴは、それぞれ、圧電素子の長さ、幅、及び厚さ寸法を示す。Ｖｄ_３１は、Ｄ３１モードで動作する圧電素子に印加された電圧を示す。上述のＤ３１結合から得られた横断方向の膨張の量は、ΔＬ（すなわち、長さ寸法に沿った圧電素子の膨張）及びΔＷ（すなわち、幅寸法に沿った圧電素子の膨張）によって代表される。更に、横断方向の膨張の数式は、ΔＬ及びΔＷと、印加電圧Ｖｄ_３１との間の関係をモデル化している。圧電素子によるＤ３１活性化に基づいた超音波医療装置の態様が、以下に開示されている。

様々な態様では、以下に説明されるように、超音波医療装置は、長手方向振動を生成するように構成されたトランスデューサ、トランスデューサに動作可能に結合されたトランスデューサベース搭載部、エンドエフェクタ、及びそれらの間の導波管を有する外科ツールを備えることができる。ある特定の態様では、また以下に説明されるように、トランスデューサは、エンドエフェクタに伝達され得る振動を生成することができ、この振動は、共振周波数若しくはその近くにおいて、トランスデューサベース搭載部、導波管、エンドエフェクタ、及び／又は超音波医療装置の他の様々な構成要素を駆動することができる。共振状態では、長手方向のひずみパターン、又は長手方向の応力パターンが、例えばトランスデューサ、導波管、及び／又はエンドエフェクタ内で生じ得る。様々な態様では、かかる長手方向ひずみパターン又は長手方向応力パターンは、長手方向ひずみ又は長手方向応力を、トランスデューサベースプレート（例えば、トランスデューサ搭載部）、導波管、及び／又はエンドエフェクタの長さに沿って、正弦波状、又は少なくとも実質的な正弦波状に変化させることができる。少なくとも一態様では、例えば、長手方向ひずみパターンは、最大ピーク及びゼロ点を有することができ、ひずみ値は、かかるピークとゼロ点との間で非線形状に変化し得る。

図３は、本開示の一態様による、超音波外科器具２５０を例示し、その超音波外科器具は、結合材料によって超音波トランスデューサ２６４に取り付けられた超音波導波管２５２を含み、この超音波外科器具２５０は、Ｄ３１モードで動作するように構成されている。超音波トランスデューサ２６４は、結合材料によって超音波導波管２５２に取り付けられた第１及び第２の圧電素子２５４ａ、２５４ｂを含む。圧電素子２５４ａ、２５４ｂは、圧電素子２５４ａ、２５４ｂを駆動するのに好適な電圧源の一方の極（例えば、通常は高電圧）と電気的に結合するための導電性プレート２５６ａ、２５６ｂを含む。電圧源の反対側の極は、導電性継手２５８ａ、２５８ｂによって超音波導波管２５２に電気的に結合されている。一態様では、導電性プレート２５６ａ、２５６ｂは、電圧源の正極に結合され、導電性継手２５８ａ、２５８ｂは、金属超音波導波管２５２を通って接地電位に電気的に結合されている。一態様では、超音波導波管２５２は、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金（すなわち、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）で作製され、圧電素子２５４ａ、２５４ｂは、化学式Ｐｂ［ＺｒｘＴｉ_１−ｘ）］Ｏ_３（０≦ｘ≦１）有するジルコン酸チタン酸鉛金属間無機化合物で作製されている。また、それは、ＰＺＴとも呼ばれ、際立った圧電効果を示すセラミックペロブスカイト材料であり、その効果とは、その化合物が、電界を印加すると、形状を変えることを指す。それは、超音波トランスデューサ及び圧電共振器ＰＺＴなどの多くの実用的な応用において使用されている。圧電素子２５４ａ、２５４ｂのポーリング軸（Ｐ）は、方向矢印２６０によって示されている。圧電素子２５４ａ、２４５ｂの励振に応答する超音波導波管２５２の運動軸は、超音波導波管２５２の超音波ブレード部と一般的に呼ばれる、超音波導波管２５２の遠位端の運動矢印２６２によって示されている。運動軸２６２は、ポーリング軸（Ｐ）２６０に直交している。

図１に示すように、従来のＤ３３超音波トランスデューサ構造では、ボルト締めされた圧電素子３２は、電極３４、３６を利用して、各圧電素子３４の両方のサイズに対して電気的接触を作り出す。しかしながら、本開示の一態様によるＤ３１構造２５０は、別の技術を用いて各圧電素子２５４ａ、２５４ｂの両側に対して電気的接触を作り出す。圧電素子２５４ａ、２５４ｂに電気的接触を提供する様々な技術には、導電性素子（例えば、ワイヤ）を高電位接続用の各圧電素子２５４ａ、２５４ｂの自由表面に結合させること、及び、はんだ、導電性エポキシ、又は本明細書に記載された他の技術を使って、各圧電素子２５４ａ、２５４ｂを接地接続用の超音波導波管２５２に結合させることが挙げられる。圧縮を用いて、恒久的な接続をすることなく、音響列に対する電気的接触を維持し得る。これにより、装置の厚さが増大し得るため、圧電素子２５４ａ、２５４ｂの損傷を回避するように制御される必要がある。弱い圧縮では、スパークギャップにより圧電素子２５４ａ、２５４ｂを損傷させる可能性があり、強い圧縮では、局所的な機械的摩耗により圧電素子２５４ａ、２５４ｂを損傷させる可能性がある。他の技術では、金属製ばね接触が用いられ、圧電素子２５４ａ、２５４ｂとの電気的接触を作り出し得る。他の技術としては、金属箔で覆われた発砲樹脂パッキン、導電性発砲樹脂、はんだを含み得る。電気的接続は、Ｄ３１音響列構成内の圧電素子２５４ａ、２５４ｂの両側に設けられている。電気的接地接続は、金属超音波導波管２５２に対して作製され得、圧電素子２５４ａ、２５４ｂと超音波導波管２５２との間に電気的接触が存在する場合、その導波管は導電性を示す。

様々な態様では、以下に説明されるように、超音波医療装置は、長手方向振動を生成するように構成されたトランスデューサ、並びにトランスデューサ、エンドエフェクタ、及びそれらの間の導波管を有する外科器具を備えることができる。ある特定の態様では、また以下に説明されるように、トランスデューサは、エンドエフェクタに伝達され得る振動を生成することができ、この振動は、共振周波数若しくはその近くにおいて、トランスデューサベースプレート、導波管、エンドエフェクタ、及び／又は超音波医療装置の他の様々な構成要素を駆動することができる。共振状態では、長手方向のひずみパターン、又は長手方向の応力パターンが、例えばトランスデューサ、導波管、及び／又はエンドエフェクタ内で生じ得る。様々な態様では、かかる長手方向ひずみパターン又は長手方向応力パターンにより、長手方向ひずみ又は長手方向応力が、トランスデューサベースプレート、導波管、及び／又はエンドエフェクタの長さに沿って、正弦波状、又は少なくとも実質的な正弦波状に変化することを可能にすることができる。少なくとも一態様では、例えば、長手方向ひずみパターンは、最大ピーク及びゼロ点を有し得、ひずみ値は、かかるピークとゼロ点との間で非線形状に変化し得る。

図１に示すように、従来のＤ３３超音波トランスデューサ構造では、ボルトが、圧電素子リングを超音波導波管に音響的に結合させる圧縮を提供する。本開示の一態様によるＤ３１構造２５０は、様々な異なる技術を用いて、圧電素子２５４ａ、２５４ｂを超音波導波管２５２に音響的に結合させる。これらの技術は、以下の本明細書に開示される。

図４は、本開示の一態様による、Ｄ３１超音波トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８０００の側面図であり、この構造は、結合された構成で示された、別個の超音波導波管８００２及び超音波トランスデューサベースプレート８００４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備える。超音波外科器具８０００は、材料の無駄を低減するための複数のピースを備え得、代替材料、並びに／又は導波管８００２及びトランスデューサベースプレート８００４の製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８００２及びトランスデューサベースプレート８００４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達させるのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例えば、導波管８００２及びトランスデューサベースプレート８００４は、２つの別個のピースであり、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製され得る。

超音波導波管８００２及び超音波トランスデューサベースプレート８００４は、各々、互いに相補的な嵌合幾何学的形状を画定し、ジグソーパズル継手８００６によって接続されている。導波管８００２の近位端は、トランスデューサベースプレート８００４に取り付けられるための接続部を含む。接続部の例が、図５Ａ及び５Ｂに示されている。導波管８００２の遠位端は、超音波ブレード８０１２を含む。ブレード８０１２は、組織を処置するために使用される。トランスデューサベースプレート８００４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の、各平坦面８００５上にＰＺＴ圧電素子を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８００４の対向側面上に平坦面８００５を画定する。トランスデューサベースプレート８００４の遠位端は、導波管８００２の近位端上に位置する接続部に対して相補的である接続部を含む。導波管８００２の接続部は、雄、雌、又は平坦とすることができ、トランスデューサベースプレート８００４の接続部は、雌、雄、又は平坦と、それぞれ、することができる。完全に組み立てられたときに、超音波器具８０００は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８００２の遠位端に伝達するように構成されている。

一態様では、別個の導波管８００２及びトランスデューサベースプレート８００４構成要素は、一方又は両方の構成要素の塑性変形によってジグソーパズル継手８００６において結合され、超音波列に沿って音響伝達を可能にする。一態様では、超音波器具８０００の導波管８００２及びトランスデューサベースプレート８００４構成要素は、ジグソーパズル継手８００６を形成するように結合され得る。導波管８００２及びトランスデューサベースプレート８００４構成要素のうちの１つ、又は両方の塑性変形を用いて、導波管８００２及びトランスデューサベースプレート８００４構成要素を締結し、超音波器具８０００の長手方向軸ＬＡに沿った超音波エネルギーの伝達を可能にする。

超音波器具８０００の導波管８００２構成要素は、導波管８００２の遠位端において、トランスデューサベースプレート８００４と、超音波ブレード８０１２又はエンドエフェクタとの間で、音響的に結合されている。トランスデューサベースプレート８００４は、超音波器具８０００の近位端に配置され、例えば、ＰＺＴ圧電素子などの超音波トランスデューサ素子をトランスデューサベースプレート８００４の対向面８００５上に搭載するように、サイズ設計及び構成されている。超音波ブレード８０１２は、超音波器具８０００の遠位端に配置されている。図４に例示された外科器具８０００では、波節（node、Ｎ）、すなわち、運動が通常最小になる場所、及び波腹（antinode、ＡＮ）、運動が通常最大になる場所は、超音波器具８０００の長手方向の長さに沿って示されている。波腹（ＡＮ）とそれに最も近い波節（Ｎ）との間の距離は、１つの４分の１波長（λ／４）である。ＡＮは、ブレード８０１２の遠位端に配置されている。

図５Ａは、本開示の一態様による、超音波外科器具８０００の導波管８００２及びトランスデューサベースプレート８００４構成要素のジグソーパズル継手８００６Ａの断面図である。導波管８００２構成要素の近位端は、トランスデューサベースプレート８００４構成要素の遠位端により画定された相補的嵌合雌ジグソーパズルピース８０１０内に受容されるようにサイズ設計及び構成された雄ジグソーパズルピース８００８を画定する。ジグソーパズル継手８００６Ａを作製するため、第１の雄ジグソーパズルピース８００８は、雌ジグソーパズルピース８０１０中に固定され、隙間嵌めを達成する。永久継手８０１２は、第２の構成要素８００４の遠位端に対して対向する力Ｆを加えることによって作り出され、「ｄ」として指示された量だけ第２の構成要素８００４を塑性変形させる。他の態様では、導波管８００２の近位端は、雌接続部を画定し、トランスデューサベースプレート８００４の遠位端は、雄接続部を画定する。

図５Ｂは、本開示の一態様による、超音波外科器具８０００の導波管８００２及びトランスデューサベースプレート８００４構成要素のジグソーパズル継手８００６Ｂの断面図である。導波路８００２の雄ジグソーパズルピース８００８は、トランスデューサベースプレート８００４の遠位部分において画定された雌ジグソーパズルピース８０１０内に受容されるようにサイズ設計及び構成され、継手８０１４において締まり嵌めを形成する。締まり嵌めは、また、プレス嵌め又は摩擦嵌めとして知られ、内側導波管８００２構成要素が外側トランスデューサベースプレート８００４構成要素より大きい２つの構成要素の間を締結している。締まり嵌めを達成するためには、アセンブリ中に力Ｆがかけられる。トランスデューサベースプレート８００４構成要素より大きい導波管８００２構成要素が連結された後、嵌合表面は、摩擦による圧力を感じ、完成されたアセンブリの変形が観察されることになる。他の態様では、導波管８００２の近位端は、雌接続部を画定し、トランスデューサベースプレート８００４の遠位端は、雄接続部を画定する。

図６は、本開示の一態様による、切り離された構成で示された別個の超音波導波管８０２２及び超音波トランスデューサベースプレート８０２４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８０２０の側面図である。図７は、本開示の一態様による、図６に示した導波管８０２２の端面図である。図８は、本開示の一態様による、図６に示したトランスデューサベースプレート８０２４の端面図である。超音波外科器具８０２０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、代替材料、並びに／又は導波管８０２２及びトランスデューサベースプレート８０２４の製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８０２２及びトランスデューサベースプレート８０２４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達させるのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例えば、導波管８０２２及びトランスデューサベースプレート８０２４は、２つの別個のピースであり、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製され得る。トランスデューサベースプレート８０２４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８０２３上にＰＺＴ圧電素子を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８０２４の両側に平坦面８０２３を画定する。導波管８０２２及びトランスデューサベースプレート８０２４が、Ｄ３１構成内で結合される場合、ＰＺＴ圧電素子により生成された超音波振動は、導波管８０２２に沿って導波管８０２２の遠位端に配置された超音波ブレードに伝達される。完全に組み立てられたときに、超音波器具８０２０は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８０２２の遠位端に伝達するように構成される。

図６〜８を参照すると、導波管８０２２及びトランスデューサベースプレート８０２４は、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達させるのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。導波管８０２２及びトランスデューサベースプレート８０２４は、厚さ寸法を貫通するテーパを画定し、テーパ状継手８０３９によって接続されている。導波管８０２２の近位端は、相補的嵌合雌接続部８０３２内に受容されるようにサイズ設計及び構成された雄接続部８０２８を画定する。雄接続部８０２８は、テーパ状ネック８０２６及びテーパ状端８０３８を画定し、これら両者は、雄接続部８０２８の厚さを貫通してテーパ状に加工されている。雌接続部８０３２は、導波管８０２２のネック部８０２６を受容するための第１のアパーチャ８０３０を画定し、導波管８０２２のテーパ状端８０３８を受容するための第２のアパーチャ８０３４を画定する。相補的嵌合雌接続部８０３２は、導波管８０２２及びトランスデューサベースプレート８０２４構成要素を一緒に押圧するときの引き込みとして作用するテーパ状内壁８０３６を画定する。導波管８０２２は、トランスデューサベースプレート８０２４に結合され、超音波器具８０２０の長手方向軸ＬＡに沿った超音波エネルギーの伝達を可能にする。雄接続部８０２８の底部８０２９の幅Ｗ_１は、第２のアパーチャ８０３４により画定されたうちのテーパ状壁８０３６により画定された底部開口部８０３７の幅Ｗ_２より広く、導波管８０２２がトランスデューサベースプレート８０２４中にプレス嵌めされるときに締まり嵌めを形成する。トランスデューサベースプレート８０２４の厚さを貫通するテーパ状壁８０３６は、ウォータージェット又は斜めレーザビームによって形成されることができる。

図９は、本開示の一態様による、テーパ状継手８０３９において接続された結合された構成内の、図６に示された超音波器具８０２０の側面図である。導波管８０２４及びトランスデューサベースプレート８０２４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達させるのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。図９に示すように、導波管８０２２は、テーパ状継手８０３９が締まり嵌めを形成するように、厚さ寸法を貫通するテーパを介してトランスデューサベースプレート８０２４に結合されている。図１０Ａ及び１０Ｂは、図９に示す切断線１０−１０に沿って切り取られた断面図である。図１０Ａは、導波管８０２２をトランスデューサベースプレート８０２４と連結する前の切り取られた断面図であり、図１０Ｂは、導波管８０２２をトランスデューサベースプレート８０２４と連結した後の切り取られた断面図である。

ここで、図１０Ａ及び１０Ｂを参照すると、導波管８０２２のネック部８０２６は、相補的嵌合雌接続部８０３０内に嵌合するようにサイズ設計及び構成されている。雄接続部８０２８は、相補的嵌合雌接続部８０３２中にプレス嵌めされるときに、締まり嵌めを形成するようにサイズ設計及び構成されている。例えば、ネック部８０２６の上部８０２５は、幅Ｗ_３を有し、底部８０２７は、幅Ｗ_４を有し、ここで、Ｗ_４は、テーパを画定するために、Ｗ_３より小さい。雌接続部８０３０の上部開口部８０３１は、幅Ｗ_５を有し、底部開口部８０３３は、幅Ｗ_６を有し、ここで、Ｗ_６は、ネック部８０２６を受容するための相補的テーパを画定するために、Ｗ_５より小さい。このテーパは、導波管８０２２がトランスデューサベースプレート８０２４とプレス嵌めされるときの引き込みとして作用する。このテーパは、結果として、導波管８０２２をトランスデューサベースプレート８０２４にプレス嵌めする際のより予測可能な、又は制御された材料の流れをもたらす。一態様では、ネック部の底部Ｗ_４は、相補的嵌合雌接続部８０３０の底部開口部８０３３の幅Ｗ_６より広く、図１０Ｂに示すような締まり嵌めを形成する。幅Ｗ_３及びＷ_５同じであってもよく、又は、一態様では、幅Ｗ_３は、幅Ｗ_５より大きくてもよい。図示していないが、テーパ状端８０３８は、テーパ状内壁８０３６を画定する相補的第２のアパーチャ８０３４との締まり嵌めを達成する。

図１１は、本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管８０４２及び超音波トランスデューサベースプレート８０４４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８０４０の側面図である。超音波外科器具８０４０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８０４２及びトランスデューサベースプレート８０４４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８０４２及びトランスデューサベースプレート８０４４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達させるのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例えば、導波管８０４２及びトランスデューサベースプレート８０４４は、２つの別個のピースである。導波管８０４２は、長手方向軸に沿って超音波エネルギーを伝達するように構成されている。トランスデューサベースプレート８０４４構成要素は、トランスデューサベースプレート８０４４の両側にＰＺＴ圧電素子を支持するようにサイズ設計及び構成されている。導波管８０４２は、超音波振動を伝達するのに好適な金属で作製されている。一般に、導波管８０４２は、本明細書に記載されているように、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの第１の金属材料で作製されてもよい。他の態様では、導波管８０４２及びトランスデューサベースプレート８１４４は、同じ材料で作製されてもよい。どちらかの場合も、その材料は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適である必要がある。

導波管８０４２の近位端は、トランスデューサベースプレート８０４４に取り付けるための接続部を含む。導波管８０４２の遠位端は、組織を処置するための超音波ブレードを含む。トランスデューサベースプレート８０４４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８０４５上にＰＺＴ圧電素子を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８０４４の両側に平坦面８０４５を画定する。トランスデューサベースプレート８０４４の遠位端は、導波管８００２の近位端に配置された接続部に対して相補的である接続部を含む。導波管８０４２の接続部は、雄、雌、又は平坦とすることができ、トランスデューサベースプレート８０４４の接続部は、雌、雄、又は平坦と、それぞれ、することができる。トランスデューサベースプレート８０４４は、導波管８０４２が作製されている第１の金属材料とは異なる、アルミニウムなどの第２の金属材料で作製されている。完全に組み立てられたときに、超音波器具８０４０は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８０４２の遠位端に伝達するように構成される。

導波管８０４２及びトランスデューサベースプレート８０４４構成要素が、Ｄ３１構成内で結合される場合、ＰＺＴ圧電素子により生成された超音波振動は、導波管８０４２に沿って、導波管８０４２の遠位端に配置された超音波ブレードに伝達される。したがって、超音波エネルギーは、導波管８０４２の長手方向軸に沿って伝達される。図１１に示すように、導波管８０４２は、幅Ｗ_１を有し、トランスデューサベースプレート８０４４は、幅Ｗ_２を有し、ここで、Ｗ_２はＷ_１よりも大きい。導波管８０４２は、本明細書に記載された任意の技術を使って、トランスデューサベースプレート８０４４に結合されることができる。導波管８０４２及びトランスデューサベースプレート８０４４は、本明細書に記載された任意の技術を使って結合されることができ、それらの技術には、以下に限定されないが、ジグソーパズル継手、Ｃ字状ピン継手、ピン継手、プレス嵌め継手、締め継手、平行タング継手、ねじ継手、締めフランジ継手、締めピン継手、楔継手、ルアーロック継手、スエージ継手、とりわけ本明細書に記載した継手が含まれる。

図１２は、本開示の一態様による、図１１に示された切断線１２−１２に沿って切り取られた図１１に示す超音波外科器具８０４０の断面図である。一態様では、トランスデューサベースプレート８０４４構成要素の厚さは、導波管８０４２構成要素の厚さよりも大きい。図１２に示すように、導波管８０４２構成要素は、厚さＴ_１を画定し、トランスデューサベースプレート８０４４構成要素は、厚さＴ_２を画定し、ここで、Ｔ_２はＴ_１よりも大きい。このため、２つの構成要素を利用する平坦なブレード構成は、単一の厚さのブレード部を介して作り出されるよりも、平坦な／薄い構造を介してより多くの利得を生成することができる。

図１３は、本開示の一態様による、熱膨張継手により結合された複数のプレートを備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８０５０の断面図である。超音波外科器具８０５０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８０５２及びトランスデューサベースプレート８０５４ａ、８０５４ｂ（例えば、トランスデューサ搭載部）の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８０５２及びトランスデューサベースプレート８０５４ａ、８０５４ｂは、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例えば、導波管８０５２及びトランスデューサベースプレート８０５４ａ、８０５４ｂは、２つの別個のピースである。超音波外科器具８０５０は、超音波導波管８０５２、及び導波管８０５２に取り付けられた２つのフランジプレート８０５４ａ、８０５４ｂを含む。導波管８０５２は、超音波エネルギーを伝達するのに好適なチタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの小さな矩形金属素材から作製されている。２つのフランジプレート８０５４ａ、８０５４ｂは、同様の素材材料又は異なる素材材料から作製される。いずれかの場合も、その材料は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適である必要がある。

第１のフランジプレート８０５４ａは、第１のフランジプレート８０５４ａの本体部内に型打ちされた１つ又は２つ以上の雄ジグソーパズルピース８０５６ａ、８０６０ａを含む。第２のフランジプレート８０５４ｂは、第２のフランジプレート８０５４ｂの本体部内に型打ちされた１つ又は２つ以上の雄ジグソーパズルピース８０５８ａ、８０６２ａを含む。導波管８０５２の一方の側は、１つ又は２つ以上の雌ジグソーパズルピース８０５６ｂ、８０６０ｂを含み、それらのピースは、対応する雄ジグソーパズルピース８０５６ａ、８０６０ａと嵌合するようにサイズ設計及び構成された導波管８０５２の本体部に型打ちされている。導波管８０５２の向かい側は、１つ又は２つ以上の雌ジグソーパズルピース８０５８ｂ、８０６２ｂを含み、それらのピースは、対応する雄ジグソーパズルピース８０５８ａ、８０６２ａと嵌合するようにサイズ設計及び構成された導波管８０５２の本体部に型打ちされている。図１３に示すように、雄及び雌ジグソーパズルピース８０５６ａ〜ｂ、８０５８ａ〜ｂ、８０６０ａ〜ｂ、８０６２ａ〜ｂは、超音波伝達導波管８０５２のＡＮ部の上に配設されている。完全に組み立てられたときに、超音波器具８０５０は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８０５２の遠位端に伝達するように構成される。

導波管８０５２雌ジグソーパズルピース８０５６ｂ、８０５８ｂ、８０６０ｂ、８０６２ｂの寸法は、対応する雄フランジジグソーパズルピース８０５６ａ、８０５８ａ、８０６０ａ、８０６２ａの寸法より小さく寸法決めされている。このため、フランジプレート８０５４ａ、８０５４ｂは、導波管８０５２よりも名目上は大きい。このサイズの不整合により、室温におけるフランジプレート８０５４ａ、８０５４ｂに対する導波管８０５２の組み付けが防止される。しかしながら、導波管８０５２を高い温度に加熱することによって、拡大された構成で図１３に示すように、雌ジグソーパズルピース８０５６ｂ、８０５８ｂ、８０６０ｂ、８０６２ｂの寸法が増大し、導波管プレート８０５及びフランジプレート８０５４ａ、８０５４ｂとの嵌合を可能にする。導波管８０５２が冷却するにつれ、ジグソーパズル型の雄及び雌の継手が、収縮し、そして導波管８０５２とフランジプレート８０５４ａ、８０５４ｂとの間で締まり嵌めを達成する。他の態様では、導波管８０５２は、フランジプレート８０５４ａ、８０５４ｂ上に形成された雌ジグソーパズルピースと嵌合するように構成された雄ジグソーパズルピースを含むことができる。別の態様では、導波管８０５２を加熱するのではなく、フランジプレート８０５４ａ、８０５４ｂを冷却又は冷凍し、導波管８０５２と嵌合する前に寸法を収縮させてもよい。

図１４は、本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管８０７２及び超音波トランスデューサベースプレート８０７４（例えば、トランスデューサ搭載部）を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８０７０の側面図である。導波管８０７２は、導波管８０７２とトランスデューサベースプレート８０７４との間でプレス嵌めされたＣ字状ピン８０７８を備えるＣ字状ピン継手８０７１によって、トランスデューサベースプレート８０７４に結合されている。超音波外科器具８０７０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８０７２及びトランスデューサベースプレート８０７４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８０７２及びトランスデューサベースプレート８０７４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例えば、導波管８０７２及びトランスデューサベースプレート８０７４は、２つの別個のピースであり、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されることができる。Ｃ字状ピン８０７８は、導波管８０７２又はトランスデューサベースプレート８０７４が作製された材料と同様の材料か、又は異なる材料である材料で作製されてもよい。

導波管８０７２の遠位端は、超音波ブレード８０８０を画定し、導波管８０２の近位端は、トランスデューサベースプレート８０７４の遠位端によって画定された相補的嵌合雌ジグソーパズルピース８０７９内で隙間嵌めとなるようにサイズ設計及び構成された雄ジグソーパズルピース８０７６を画定する。トランスデューサベースプレート８０７４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８００５上にＰＺＴ圧電素子を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８０７４の両側に平坦面８０７５を画定する。雌ジグソーパズルピース８０７９をもたらすネック８０７７は、平坦面８０７５から遠位側に延在している。また、雌ジグソーパズルピース８０７９は、Ｃ字状ピン８０７８を受容するためのＣ形状も画定する。完全に組み立てられたときに、超音波器具８０７０は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８０７２の遠位端に伝達するように構成される。

図１５は、本開示の一態様による、図１４に示されたＣ字状ピン継手８０７１の分解組立図であり、図１６は、その平面図である。図１５は、雄及び雌ジグソーパズルピース８０７６、８０７９との間で画定されたアパーチャ８０７３又はギャップの中に組み込まれる工程でのＣ字状ピン８０７８を示す。図１６は、Ｃ字状ピン継手８０７１を達成するためのアパーチャ８０７３中に完全に押圧されたＣ字状ピン８０７８を示す。Ｃ字状ピン８０７８は、雌ジグソーパズルピース８０７９の直径よりもわずかに大きい外径（outside diameter、ＯＤ）、及び雄ジグソーパズルピース８０７６の直径よりもわずかに小さい内径（inside diameter、ＩＤ）を有する。Ｃ字状クリップ８０７８は、雌及び雄ジグソーパズルピース８０７６、８０７９との間で画定されたアパーチャ８０７３中に押圧され得、それらを所定の位置で固定する。

一態様では、導波管８０７２、トランスデューサベースプレート８０７４、又はＣ字状ピン８０７８材料の熱の膨張及び収縮の特性を利用して、超音波外科器具８０７０が使用されることになる室温において締まり嵌め継手８０７８を達成することができる。例えば、１つ又は２つ以上の構成要素を加熱して、より簡単な嵌合を達成し、雄及び雌ジグソーパズルピース８０７６、８０７９のサイズを拡げることができる。一態様では、Ｃ字状ピン８０７８が加熱され得、その後、Ｃ字状ピン８０７８が、アパーチャ８０７３の中にプレス嵌めされる。別の態様では、嵌合された雄及び雌ジグソーパズルピース８０７６、８０７９は、Ｃ字状ピン８０７８の前に加熱され得る。他の態様では、Ｃ字状ピン８０７８をアパーチャ８０７３よりわずかに大きくサイズ設計し、その結果、Ｃ字状ピン８０７８を冷却してそのサイズを収縮させ、その後Ｃ字状ピン８０７８をアパーチャ８０７３の中にプレス嵌めすることができる。ひとたびＣ字状ピン８０７８の温度が室温まで温められると、Ｃ字状ピン８０７８は、膨張し、かつ締まり嵌めを達成する。一態様では、Ｃ字状ピン８０７８は、導波管８０７２又はトランスデューサベースプレート８０７４と同様か又は異なる材料で作製されてもよい。別の形態では、Ｃ字状ピン８０７８は、Ｃ字状ピン継手８０７１を達成するためのアパーチャ８０７３を満足する被加熱液体金属によって置き換えられてもよい。

図１７は、本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管８１０２及び超音波トランスデューサベースプレート８１０４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８１００の側面図である。この超音波外科器具８１００は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８１０２及びトランスデューサベースプレート８１０４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８１０２及びトランスデューサベースプレート８１０４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例えば、導波管８１０２及びトランスデューサベースプレート８１０４は、２つの別個のピースである。トランスデューサベースプレート８１０４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８１０３上にＰＺＴ圧電素子を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８１０４の両側に平坦面８１０３を画定する。導波管８１０２及びトランスデューサベースプレート８１０４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。導波管８１０２及びトランスデューサベースプレート８１０４は、長手方向軸に沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されてもよい。完全に組み立てられたときに、超音波器具８１００は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８１０２の遠位端に伝達するように構成される。

図１８は、本開示の一態様による、図１７に示された切断線１８−１８に沿った超音波外科器具８１００の断面図である。図１７及び１８を参照すると、導波管８１０２は、導波管８１０２の近位端を、トランスデューサベースプレート８１０４の遠位端に画定されたノッチ８１０５の中にスライド可能に受容することによって、超音波トランスデューサベースプレート８１０４に結合されている。次いで、ピン８１０８が、トランスデューサベースプレート８１０４の遠位端により画定された横断方向のピン開口部８１０６、及び導波管８１０２の近位端により画定された横断方向のピン開口部８１０９を貫通してプレス嵌めされている。横断方向のピン開口部８１０６、８１０９は、導波管８１０２がノッチ８１０５中に挿入され、そしてノッチ８１０５の背壁８１０１に対抗して取り付けられると、整列する。ピン８１０８の直径は、ピン開口部８１０６、８１０９の直径よりわずかに大きいため、締めピン継手８１０７を達成するためには、ピン８１０８をピン開口部８１０６、８１０９の中にプレス嵌めするための力が必要となる。導波管８１０２及びトランスデューサベースプレート８１０４は、同様の材料又は異なる材料であってもよい。ピン８１０８、導波管８１０２、及びトランスデューサベースプレート８１０４は、同様の材料又は異なる材料で作製されてもよい。一態様では、ピン８１０８、導波管８１０２、及びトランスデューサベースプレート８１０４の熱膨張及び熱収縮の特性を利用して締まり嵌めピン継手８１０７を提供することができる。例えば、一態様では、導波管８１０２及びトランスデューサベースプレート８１０４を加熱して開口部８１０６、８１０９を拡張させ、その後にピン８１０８を開口部８１０６、８１０９の中に挿入してもよい。別の選択肢として、ピン８１０８を冷却し、その後にピン８１０８を開口部８１０６、８１０９の中に挿入してもよい。

図１９は、本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管８１１２及び超音波トランスデューサベースプレート８１１４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８１１０の斜視図である。この超音波外科器具８１１０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８１１２及びトランスデューサベースプレート８１１４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８１１２及びトランスデューサベースプレート８１１４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例示された態様では、超音波外科器具８１１０は、別個の１つのピース導波管８１１２及び１つのピーストランスデューサベースプレート８１１４に分割されている。例えば、導波管８１１２及びトランスデューサベースプレート８１１４は、２つの別個のピースであり、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されてもよい。

導波管８１１２の近位端は、プレス嵌め継手を形成するためのトランスデューサベースプレート８１１４（図２０も参照）により画定された切り欠き８１１５内のトランスデューサベースプレート８１１４に結合されている。トランスデューサベースプレート８１１４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８１１３上にＰＺＴ圧電素子８１１６ａ、８１１６ｂを取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８１１４の両側に平坦面８１１３を画定する。導波管８１１９の一部は、真下に配置され、かつ圧電素子８１１６ａ、８１１６ｂの間にサンドイッチ状に挟まれ、導波管８１１２及びトランスデューサベースプレート８１１４の分割された２ピースを形成する。導波管８１１２及びトランスデューサベースプレート８１１４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。完全に組み立てられたときに、超音波器具８１１０は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８１１２の遠位端に伝達するように構成されている。

図２０は、本開示の一態様による、導波管８１１２の近位側部分を受容するように構成された切り欠き８１１５を示すように、導波管８１１２及び圧電素子８１１６ａ、８１１６ｂが取り除かれた、図１９に示された超音波外科器具８１１０の斜視図である。図１９及び２０を参照すると、一態様では、トランスデューサベースプレート８１１４により画定された切り欠き８１１５は、導波管８１１２の近位側部分８１１８を受容するように構成されている。導波管の近位側部分８１１９は、トランスデューサベースプレート８１１４により画定された切り欠き８１１５内に挿入され、付加された圧電素子８１１６ａ、８１１６ｂを通ってトランスデューサベースプレート８１１４に再連結されている。トランスデューサベースプレート８１１４切り欠き８１１５は、様々な形状を持たせて、保持性能を増大させ、又は材料廃棄物を最小に抑えることができる。トランスデューサベースプレート８１１４は、２つ以上のピース内に構成され、保持性能を増大させ、又は材料廃棄物を最小に抑えることができる。接着剤、溶接、はんだ付け、又はそれらの組み合わせなどの様々な材料を用いて、圧電素子８１１６ａ、８１１６ｂ材料を、導波管部分８１１９及びトランスデューサベースプレート８１１４の組み合わせと連結することができる。

図２１は、本開示の一態様による、結合された構成で示された超音波導波管８１２２及び超音波トランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂ（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８１２０の斜視図である。この超音波外科器具８１２０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８１２２及びトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂの代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８１２２及びトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂは、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例示された態様では、超音波外科器具８１２０は、別個の１ピース導波管８１２２及び２ピーストランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂに分割されている。例えば、導波管８１２２及びトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂは、３つの別個のピースであり、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されることができる。

導波管８１２２の近位端は、プレス嵌め継手を形成するためのトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂ（図２２も参照）により画定された切り欠き８１２５内のトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂに結合されている。トランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂは、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８１２３ａ、８１２３ｂ上にＰＺＴ圧電素子８１２６ａ、８１２６ｂを取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂの両側に平坦面８１２３ａ、８１２３ｂを画定する。導波管の近位側部分８１２８は、真下に配置され、かつ圧電素子８１２６ａ、８１２６ｂの間にサンドイッチ状に挟まれ、導波管８１２２及びトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂの分割された３ピースを形成する。導波管の別の近位側部分８１２９は、トランスデューサベースプレートの近位端８１２４ａ、８１２４ｂを通って延在し、トランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂを２ピースに分割する。導波管８１２２及びトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂは、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。完全に組み立てられたときに、超音波器具８１２０は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８１２２の遠位端に伝達するように構成されている。

図２２は、本開示の一態様による、導波管８１２２の近位側部分を受容するように構成された切り欠き８１２５を示すように、導波管８１２２及び圧電素子８１２６ａ、８１２６ｂが取り除かれた、図２１に示された超音波外科器具８１２０の斜視図である。図２１及び２２を参照すると、一態様では、トランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂにより画定された切り欠き８１２５は、導波管８１２２の近位側部分８１２８、８１２９を受容するように構成されている。導波管の近位側部分８１２８、８１２９は、トランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂにより画定された切り欠き８１２５内に挿入され、追加された圧電素子８１２６ａ、８１２６ｂを通ってトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂに再連結されている。トランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂ切り欠き８１２５は、様々な形状を有し、保持性能を増大させ、又は材料廃棄物を最小にすることができる。トランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂは、３つ以上のピース内に構成され、保持性能を増大させ、又は材料廃棄物を最小に抑えることができる。接着剤、溶接、はんだ付け、又はそれらの組み合わせなどの様々な材料を用いて、圧電素子８１２６ａ、８１２６ｂ材料を、導波管８１２８の遠位側部分とトランスデューサベースプレート８１２４ａ、８１２４ｂとの組み合わせに連結することができる。

図２３は、本開示の一態様による、切り離された構成で示された別個の超音波導波管８１３２及び超音波トランスデューサベースプレート８１３４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８１３０の側面図である。図２４は、本開示の一態様による、切り離された構成で９０°回転した超音波導波管８１３２を有する図２３に示された超音波外科器具８１３０の断面図である。この超音波外科器具８１３０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８１３２及びトランスデューサベースプレート８１３４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８１３２及びトランスデューサベースプレート８１３４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。完全に組み立てられたときに、超音波器具８１３０は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８１５２の遠位端に伝達するように構成されている。導波管８１３２及びトランスデューサベースプレート８１３４は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されることができる。

図２３及び２４を参照すると、導波管８１３２の近位端は、隆起特徴８１４０ａ、８１４０ｂを含み、トランスデューサベースプレート８１３４は、隆起特徴８１３８ａ、８１３８ｂを含み、導波管８１３２及びトランスデューサベースプレート８１３４を連結するためのトルクプレス嵌めを提供する。導波管８１３２の近位端は、トランスデューサベースプレート８１３４により画定されたアパーチャ８１３６に挿入される。結合に先立って、導波管８１３２は、図２３に示すように配向され、そこでは、隆起特徴８１４０ａ、８１４０ｂは、隆起特徴８１３８ａ、８１３８ｂとは整合されていないため、導波管８１３２が、干渉することなくアパーチャ８１３６内でスライド可能に受容される。ひとたび導波管の近位端８１３２が、アパーチャ８１３６中に挿入されると、導波管８１３２は、図２４に示すように回転し、トルクプレス嵌め継手を提供する。トランスデューサベースプレート８１３４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８１３５ａ、８１３５ｂ上にＰＺＴ圧電素子を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８１３４の両側に平坦面８１３５ａ、８１３５ｂを画定する。

図２５は、本開示の一態様による、結合された構成で９０°回転した超音波導波管８１３２を有する、図２３に示された超音波外科器具８１３０の断面図である。図２６は、本開示の一態様による、導波管８１３２とトランスデューサベースプレート８１３４との間の継手の詳細図である。図２３〜２６を参照すると、ひとたび導波管８１３２が、アパーチャ８１３６中に挿入されると、導波管は、矢印８１４２により示されているように、ランスデューサベースプレート８１３４上の隆起特徴８１３８ａ、８１３８ｂ、及び導波管８１３２上の隆起特徴８１３２がトルクプレス嵌め接続を作り出すように、回転され得る。図２６に示すように、トランスデューサベースプレート８１３４の遠位端により画定されたリップ８１４１は、導波管８１３２の突起８１４３と係合し、導波管８１３２の近位端が、トルクプレス嵌めされた後にアパーチャ８１３６から外へスライドするのを防止する。完全に組み立てられたときに、超音波器具８１３０は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８１５２の遠位端に伝達するように構成されている。

図２７は、本開示の一態様による、切り離された構成で示された別個の超音波導波管８１５２及び超音波トランスデューサベースプレート８１５４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８１５０の斜視図である。導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４は、平行タング継手取り付け機構内で結合されている。図２８は、本開示の一態様による、結合された構成で図２７に示された超音波外科器具８１５０の斜視図である。図２７及び２８を参照すると、この超音波外科器具８１５０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例えば、導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４は、２つの別個のピースである。トランスデューサベースプレート８１５４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８１５３上にＰＺＴ圧電素子８１５６（図示せず）を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８１５４の両側に平坦面８１５３を画定する。

依然として図２７及び２８を参照すると、平行タング継手取り付け機構は、導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４を連結するように開示されている。導波管８１５２の近位端は、トランスデューサベースプレート８１５４の遠位端に結合されている。トランスデューサベースプレート８１５４の遠位端内の凹型レセプタクル８１６４は、導波管８１５２の近位端のプロファイルを受けるように構成されている。ピン、ねじ、リベット、又は他のそのような機構などの締結具８１５８ａ、８１５８ｂは、導波管８１５２の近位端で画定されたアパーチャ８１６０ａ、８１６０ｂを通って配設され、それらの締結具は、導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４を適所に係止するために使用され得る凹型レセプタクル８１６４により画定された対応するアパーチャ８１６２ａ、８１６２ｂ内に受容されている。別の選択肢として、導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４は、凹型レセプタクル８１６４内でスポット溶接されることができる。完全に組み立てられたときに、超音波器具８１５０は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを導波管８１５２の遠位端に伝達するように構成されている。導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されることができる。

依然として図２７及び２８を参照すると、超音波外科器具８１５０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されている。例えば、導波管８１５２及びトランスデューサベースプレート８１５４は、２つの別個のピースである。トランスデューサベースプレート８１５４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８１５３上にＰＺＴ圧電素子８１５６（図示せず）を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８１５４の両側に平坦面８１５３を画定する。

図２９は、本開示の一態様による、切り離された構成で示された別個の超音波導波管８１６２及び超音波トランスデューサベースプレート８１６４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８１６０の斜視図である。導波管８１６２は、雄ねじ部８１６６を含み、トランスデューサベースプレート８１６４は、トランスデューサベースプレート８１６４の遠位端８１７０のＵ字状スロット８１６８内に雌ねじ部８１７２を含み、ねじ継手８１７１を達成する。超音波外科器具８１６０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８１６２及びトランスデューサベースプレート８１６４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８１６２及びトランスデューサベースプレート８１６４は、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの、長手方向軸ＬＡに沿って超音波振動を伝達するのに好適である平坦金属素材とは別個に作製されることができる。例えば、導波管８１６２及びトランスデューサベースプレート８１６４は、ねじ接続によって連結された２つの別個のピースである。トランスデューサベースプレート８１６４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８１６３ａ、８１６３ｂ上にＰＺＴ圧電素子８１７２ａ、８１７２ｂを取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８１６４の両側に平坦面８１６３ａ、８１６３ｂを画定する。導波管８１６２は、雄ねじ部８１６６を含み、トランスデューサベースプレート８１６４は、トランスデューサベースプレート８１６４の遠位端８１７０のＵ字状スロット８１６８内に雌ねじ部８１７２を含む。

図３０は、本開示の一態様による、トランスデューサベースプレート８１６４のねじ付き部８１７２の中に螺合された導波管８１６２のねじ付き部８１６６を示すねじ付き継手８１７１の側面図である。ひとたび、導波管８１６２が、トランスデューサベースプレート８１６４と螺合されると、成形力Ｆが、ねじ付き部８１７２を画定するＵ字状スロット８１６８の外壁に対して成形押圧８１７６によって加えられ、２つの構成要素を適所により確実に取り付ける。導波管８１６２のねじ付き部８１６６は、スイスねじ加工、従来の旋盤、棒材へのねじ成形、又は同様の技術を使って、別個の構成要素として作製されることができる。ねじ付き部８１６６は、横方向の成形、鍛造、又は同様のプロセスを手段として、平坦導波管８１６２部分と連結される。したがって、ねじ付き部８１６６内のねじ山は、（成形、鍛造、又は同様のプロセスによる）連結動作の前に平坦導波管８１６２上では、ねじ切り又は成形されず、よって、導波管８１６２の平坦領域のコストを低減する。一態様では、導波管８１６２のねじ付き部８１６６のねじは、成形、鍛造、又は同様のプロセスの間に作製されることができる。一態様では、平坦導波管８１６２部分は、形成可能なグレードのアルミニウムから作製されている。ただし、ねじ付き部８１６６は、チタンなどの導波管８１６２材料よりも硬い材料から作製されている。

図３１は、本開示の一態様による、ねじ付き部８１６６が導波管８１６２のねじ付き部８１６６の長手方向軸ＬＡを中心とする回転整合を提供するための回転配向部を含む、別のねじ継手７１８３の側面図である。導波管８１６２及びトランスデューサベースプレート８１６４の２つの連結部分は、ねじ付き導波管８１６２のねじ付き部８１６６の近位端の上か又は近傍、例えば、ねじ付き部８１６６の最近位端に形成された平坦切断部８１７４によって保持されている。この平坦切断部８１７４は、ねじ付き部８１６６を受容するスロット８１６８の側面と実質的に平行であり、その結果、ねじ付き部８１６６が形成されると、ねじ付き部分１８６６の部分の平坦８１７４部分は、スロット８１６８のねじ付き部分８１７２と螺合される。一態様では、レーザを使って、導波管８１６２及びトランスデューサベースプレート８１６４の選択箇所又は境界面で導波管８１６２及びトランスデューサベースプレート８１６４を融着することができる。別の態様では、接着剤を使って、導波管８１６２及びトランスデューサベースプレート８１６４の選択箇所又は境界面で導波管８１６２及びトランスデューサベースプレート８１６４を融着することができる。

図３２は、本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管８１８２及び超音波トランスデューサベースプレート８１８４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８１８０の斜視図である。図３３は、本開示の一態様による、図３２に示された超音波外科器具８１８０の分解組立図である。図３４は、本開示の一態様による、図３２に示された超音波外科器具８１８０の断面図である。

図３２〜３４を参照すると、導波管８１８２は、ねじ付き継手８１８８によってトランスデューサベースプレート８１８４に取り付けられている。超音波外科器具８１８０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８１８２及びトランスデューサベースプレート８１８４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８１８２は、円形の金属素材から作製され、トランスデューサベースプレート８１８４は、別個に、平坦金属素材から作製されている。両方の構成要素のための金属は、超音波振動を伝達するのに好適であり、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金であってもよい。例えば、導波管８１８２及びトランスデューサベースプレート８１８４は、ねじ付き継手８１８８により連結された２つの別個のピースであり、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されることができる。この構成により、導波管８１８２又はトランスデューサベースプレート８１８４がフィールド内で交換されることが可能になる。トランスデューサベースプレート８１８４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８１８３ａ、８１８３ｂ上にＰＺＴ圧電素子８１８６ａ、８１８６ｂを取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８１８４の両側に平坦面８１８３ａ、８１８３ｂを画定する。

図３２及び３３に示すように、導波管８１８２の遠位端は、組織を処置するためのブレード８１９８を画定し、導波管８１８２の近位端は、トランスデューサベースプレート８１８４の遠位端に形成された相補的円錐チャネル８１９４に整合する円錐特徴８１９０を画定する。円錐チャネル８１９４は、トランスデューサベースプレート８１８４の近位端を通って画定されている円筒チャネル８１９５と適合する。導波管８１８２の円錐特徴８１９０は、雌ねじ８１９８を含み、ねじ８１９２によってトランスデューサベースプレート８１８４にボルト留めされ、そのねじは、皿もみされているアパーチャ８１９６を画定しているトランスデューサベースプレート８１８４の近位端から、例えば、円筒アパーチャ８１９５及びねじを通って、導波管８１８２の円錐特徴８１９０により画定された雌ねじ８１９８の中に挿入される。使用時には、超音波振動運動は、それぞれ接触している円錐表面８１９０、８１９４を介して長手方向軸ＬＡに沿ってトランスデューサベースプレート８１８４から導波管８１８２に伝達される。円錐特徴の角度は、接触しているそれらの表面上の圧縮が高くなるように、選択され、これに対して、ねじは、低い応力にさらされ、よってその圧縮は、小さくなり得る。トランスデューサベースプレート８１８４は、アルミニウム、又は他の好適な金属材料で作製されることができる。これは、低コスト、入手の容易性、加工の容易性、及び圧電素子８１８６ａ、８１８６ｂの熱管理のための熱伝導性に関して有利である。

図３５は、本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管８２０２及び超音波トランスデューサベースプレート８２０４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８２００の斜視図である。図３６は、本開示の一態様による、図３５に示された超音波外科器具８２００の分解組立図である。図３５及び３６を参照すると、導波管８２０２は、締めフランジ継手８２０８によってトランスデューサベースプレート８２０４に取り付けられている。トランスデューサベースプレート８２０４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８２０３ａ、８２０３ｂ上にＰＺＴ圧電素子を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８２０４の両側に平坦面８２０３ａ、８２０３ｂを画定する。

超音波外科器具８２００は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８２０２及びトランスデューサベースプレート８２０４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８２０２及びトランスデューサベースプレート８２０４は、別個に、平坦金属素材から作製されている。両方の構成要素のための金属は、超音波振動を伝達するのに好適であり、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金であってもよい。例えば、導波管８２０２は、チタン又はチタン合金で作製されてもよく、トランスデューサベースプレート８２０４は、アルミニウム又はアルミニウム合金で作製され、かつ締めフランジ継手８２０８によって連結されてもよい。この構成により、導波管８２０２又はトランスデューサベースプレート８２０４がフィールド内で交換することが可能になる。トランスデューサベースプレート８２０４は、アルミニウム、又は他の好適な金属材料で作製されることができる。これは、低コスト、入手の容易性、加工の容易性、及び圧電素子の熱管理のための熱伝導性に関して有利である。導波管８２９２及びトランスデューサベースプレート８２０４は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されることができる。

図３５及び３６に示すように、導波管８２０２の遠位端は、組織を処置するためのブレード８２１６を画定し、導波管８２０２の近位端は、トランスデューサベースプレート８２０４の遠位端で画定されたフランジ８２１４と相補的であり、かつ嵌合するフランジ８２１２を画定する。導波管フランジ８２１２は、トランスデューサベースプレートフランジ８２１４により画定されたピン８２０６を受容するようにサイズ設計及び構成されたアパーチャ８２１０を画定し、そのトランスデューサベースプレートフランジは、導波管８２０２とトランスデューサベースプレート８２０４との間の締めフランジ継手８２０８を達成するようにサイズ設計及び構成されている。例示された例では、トランスデューサベースプレート８２０４は、一体化している加工ピン８２０６を含む。導波管フランジ８２１２は、トランスデューサベースプレートフランジ８２１４により画定された凹型領域８２１５と嵌合する凹型領域８２１３を画定する。

図３７は、本開示の一態様による、破線形式で示された導波管フランジ８２１２、及び実線形式で示され、切り離された構成で重ね合わされたトランスデューサベースプレートフランジ８２１４を例示する。アセンブリ以前の室温において、導波管フランジ８２１２及びトランスデューサベースプレートフランジ８２１４の長さは、Ｌ_１である。この配置では、室温において、フランジ８２１２、８２１４の長さＬ_１は、図３７中のδにより示された嵌合構成要素内の凹型領域８２１３、８２１５よりもわずかに長い。更に、導波管フランジ８２１２により画定されたアパーチャ８２１０は、導波管フランジ８２１２上でわずかにオフセットされ、その結果、室温において、導波管８２０２及びトランスデューサベースプレート８２０４は、トランスデューサベースプレートフランジ８２１４内におけるピン８２０６と凹型領域８２１５との間の軸方向に不適当な隙間があるため、一緒に着座されることができない。

図３８は、本開示の一態様による、結合された構成における導波管８２０２及びトランスデューサベースプレート８２０４を例示する。導波管８２０２及びトランスデューサベースプレート８２０４を組み立てるため、非常に冷たい寒気を導波管８２０２及びトランスデューサベースプレート８２０４構成要素の両方に当て、それによって、対応するフランジ８２１２、８２１４の軸方向の拡大を減少させる。導波管８２０２及びトランスデューサベースプレート８２０４構成要素は、冷間条件下で組み立てられ、そして、それらが室温又はそれ以上に戻ると、フランジ８２１２２、８２１４、ピン８２０６、及びアパーチャ８２１０は、互いに結合し合う。組み立てられた状態では、導波管フランジ８２１２及びトランスデューサベースプレートフランジ８２１４の長さは、Ｌ_２であり、ただし、Ｌ_２＜Ｌ_１である。それゆえに、ほんのわずかな圧縮荷重が、各部品内に常に存在し、対応する剪断荷重ｖが、ピン８２０６において、締めフランジ継手８２０８を達成する。そのピン８２０６構成は、このほんのわずかな剪断荷重を取り入れ、ピン８２０６の長さのために、トランスデューサベースプレート８２０４構成要素は、例えば、チタンなどの、アルミニウムよりも高い強度を有する金属で作製されてもよい。それでもやはり、アルミニウム合金を使用して、ピン８２０６の剪断力要件を満たすことができる。

図３９は、本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管８２２２及び超音波トランスデューサベースプレート８２２４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８２２０の斜視図である。図４０は、本開示の一態様による、図３９に示された超音波外科器具８２２０の分解組立図である。図３９及び４０を参照すると、導波管８２２２は、締めピン継手８２２８によってランスデューサベースプレート８２２４に取り付けられている。トランスデューサベースプレート８２２４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８２２３ａ、８２２３ｂ上にＰＺＴ圧電素子を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８２２４の両側に平坦面８２２３ａ、８２２３ｂを画定する。

超音波外科器具８２２０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８２２２及びトランスデューサベースプレート８２２４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８２２２及びトランスデューサベースプレート８２２４は、別個に、平坦金属素材から作製されている。両方の構成要素のための金属は、超音波振動を伝達するのに好適であり、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金であってもよい。例えば、導波管８２２２は、チタン又はチタン合金で作製されてもよく、トランスデューサベースプレート８２２４は、アルミニウム又はアルミニウム合金で作製され、かつ締めフランジ継手８２２８によって連結されてもよい。この構成により、導波管８２２２又はトランスデューサベースプレート８２２４がフィールド内で交換することが可能になる。トランスデューサベースプレート８２２４は、アルミニウム、又は他の好適な金属材料で作製されることができる。これは、低コスト、入手の容易性、加工の容易性、及び圧電素子の熱管理のための熱伝導性に関して有利である。導波管８２２２及びトランスデューサベースプレート８２２４は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されることができる。

図３９及び４０に示すように、導波管８２２２の遠位端は、組織を処置するためのブレード８２３８を画定し、導波管８２２２の近位端は、トランスデューサベースプレート８２２４の遠位端で画定されたフランジ８２３６と整合するフランジ８２３４を画定する。この導波管フランジ８２３４は、図４１の断面図に示された、ピン８２２５のシャフト８２２８を受容するようにサイズ設計及び構成されたアパーチャ８２３０を画定し、導波管８２２２とトランスデューサベースプレート８２２４との間で締めピン継手８２２８を達成するようにサイズ設計及び構成されている。アパーチャ８２３０は、ピン８２２５のヘッド８２２６を収容できる対向孔を含む。例示された例では、トランスデューサベースプレート８２２４はまた、ピン８２２５のシャフト８２２８を受容するようにサイズ設計及び構成されたアパーチャ８２３２も含む。導波管フランジ８２１２は、トランスデューサベースプレートフランジ８２１４により画定された凹型領域８２１５と嵌合する凹型領域８２１３を画定する。ピン８２２５は、鋼、又は高剪断強度を有する他の金属で作製されてもよい。

図３９〜４１を参照すると、Ｄ３１構成内の導波管８２２２及びトランスデューサベースプレート８２２４の異種材料及び構成要素を連結することは、締まり嵌めピン継手８２２８を使って達成される。極低温における継手ピン８２２５のシャフト８２２８の直径Φ_１は、これらの構成要素が高温にある場合、導波管８２２２及びトランスデューサベースプレート８２２４内のアパーチャ８２３０、８２３２の両方の直径Φ_２と等しい。導波管８２２２及びトランスデューサベースプレート８２２４のアセンブリは、この熱の不整合条件下で実行され、導波管８２２２及びトランスデューサベースプレート８２２４構成要素が、均一な温度まで冷える／温まると、ピン８２２５は、締まり嵌め継手８２２８を達成し、導波管８２２２及びトランスデューサベースプレート８２２４の両方を連結する。ピン８２２５における締まり嵌め継手８２２８は、トランスデューサベースプレート８２２４から導波管８２２２を通ってブレード８２３８まで、長手方向軸ＬＡに沿って超音波振動を移送するように求められる材料の連続性を作り出す。

図４２は、本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管８２４２及び超音波トランスデューサベースプレート８２４４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８２４０の斜視図である。図４３は、本開示の一態様による、図４２に示された超音波外科器具８２４０の分解組立図である。図４２及び４３を参照すると、導波管８２４２が、楔継手８２４９によってトランスデューサベースプレート８２４４に取り付けられている。超音波外科器具８２４０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８２４２及びトランスデューサベースプレート８２４４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８２４２及びトランスデューサベースプレート８２４４は、別個に、平坦金属素材から作製されている。両方の構成要素のための金属は、超音波振動を伝達するのに好適であり、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金であってもよい。例えば、導波管８２４２及びトランスデューサベースプレート８２４４は、楔継手８２４９により連結された２つの別個のピースである。この構成により、導波管８２４２又はトランスデューサベースプレート８２４４がフィールド内で交換することが可能になる。トランスデューサベースプレート８２４４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面８２４３ａ、８２４３ｂ上にＰＺＴ圧電素子８２４６ａ、８２４６ｂを取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレート８２４４の両側に平坦面８２４３ａ、８２４３ｂを画定する。トランスデューサベースプレート８２４４は、アルミニウムで作製されることができる。これは、低コスト、入手の容易性、加工の容易性、及び圧電素子８２４６ａ、８２４６ｂの熱管理に対する熱伝導性に関して有利である。導波管８２４２及びトランスデューサベースプレート８２４４は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されることができる。

図４２及び４３に示すように、導波管８２４２の遠位端は、組織を処置するためのブレード８２５３を画定し、導波管８２４２の近位端は、トランスデューサベースプレート８２４４の遠位端で画定されたノッチ８２６０と整合する楔８２４７特徴を画定する。この楔８２４７は、ノッチ８２６０を画定するテーパ状側壁８２５８ａ、８２５８ｂと整合する２つのテーパ状側壁８２４８ａ、８２４８ｂを画定する。導波管８２４２は、２つのねじ８２５０ａ、８２５０ｂによってトランスデューサベースプレート８２４４にボルト締めされ、それらのねじは、導波管８２４４の近位端により画定されている楔８２４７特徴から横方向に配設されたフランジにより画定されている、皿もみされたアパーチャ８２５４ａ、８２５４ｂを通って受容されている。ねじ８２５０ａ、８２５０ｂは、ねじ付きアパーチャ８２５６ａ、８２５６ｂを介してトランスデューサベースプレート８２４４に螺合可能に締結されている。使用時には、超音波振動運動は、長手方向軸ＬＡに沿って、導波管８２４２を介したトランスデューサベースプレート８２４４から、楔８２４７及びノッチ８２６０の表面８２４８ａ、８２４８ｂ、８２５８ａ、８２５８ｂを介したブレード８２５３まで伝達される。楔８２４７及びノッチ８２６０の角度は、接触しているそれらの表面８２４８ａ、８２４８ｂ、８２５８ａ、８２５８ｂ上の圧縮が高くなるように、選択され得、これに対して、ねじ８２５０ａ、８２５０ｂは、小さい応力にさらされ、よってそれらの圧縮は、小さくなり得る。

図４４は、本開示の一態様による、２ピース超音波外科器具８２７０の超音波導波管８２７２及び超音波トランスデューサベースプレート８２７４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素の結合に好適なルアーロック継手８２８２の斜視図である。図４５は、本開示の一態様による、結合された構成内のルアーロック継手８２８２の断面図である。図４６は、図４４に示されたルアーロック継手のルアーナット８２７６構成要素であり、図４７は、本開示の一態様による、結合された構成で図４４に示されたルアーロック継手８２８２の斜視図である。

図４４〜４７を参照すると、導波管８２７２は、ルアーロック継手８２８２によってトランスデューサベースプレート８２７４に取り付けられている。超音波外科器具８２７０は、材料廃棄物を低減するための複数のピースを備え得、導波管８２７２及びトランスデューサベースプレート８２７４の代替材料及び／又は製造方法を使用する能力を提供することができる。一態様では、導波管８２７２及びトランスデューサベースプレート８２７４は、別個に、平坦金属素材から作製されている。両方の構成要素のための金属は、超音波振動を伝達するのに好適であり、本明細書に記載されているように、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金であってもよい。例えば、導波管８２７２及びトランスデューサベースプレート８２７４は、ルアーロック継手８２８２により連結された２つの別個のピースである。この構成により、導波管８２７２又はトランスデューサベースプレート８２７４がフィールド内で交換することが可能になる。図に示していないが、トランスデューサベースプレート８２７４は、図３の例として示されたＤ３１構成と同様の各平坦面上にＰＺＴ圧電素子を取り付けて支持するのに好適なトランスデューサベースプレートの両側に平坦面を画定する。トランスデューサベースプレート８２７４は、アルミニウムで作製されることができる。これは、低コスト、入手の容易性、加工の容易性、及び圧電素子の熱管理のための熱伝導性に関して有利である。導波管８２７２及びトランスデューサベースプレート８２７４は、長手方向軸ＬＡに沿って超音波エネルギーを伝達するのに好適な同じ材料又は異なる材料で作製されることができる。

ここで、特に図４４及び４５を参照すると、ルアーナット８２７６は、内部領域８２８０を画定し、導波管８２７２とスライド可能に係合する。ルアーナット８２７６が、近位側に後退８２７５すると、ルアーナット８２７６（破線状に示されている）は、トランスデューサベースプレート８２７４の遠位端で画定された雄ルアーロックねじ８２７８と係合する。時計回りの回転８２７９を加えることにより、ねじ８２８４がルアーナット８２７６の円筒側壁８２８６によって画定されることを可能にする。ベース壁部分８２７７ａ、８２７７ｂは、ルアーナット８２７６に対する止め具として作用する。トランスデューサベースプレート８２７４又は導波管８２７２のいずれかが、その形状の中に入る雄ねじ８２７８のようなルアーを有することができる。例示された例では、半回転のルアーナット８２７６により、導波管８２７２にわたって嵌合し、かつトランスデューサベースプレート８２７４中に螺合し、２つの構成要素を互いに係止する。ルアーロックねじ８２７８は、トランスデューサベースプレート８２７４の遠位端におけるねじ側上において２次元的であり、例えば、平坦導波管８２７２のような単純な形状を用いて使用する場合に親和性がよい。

以下の説明は、３ピース超音波外科器具のための技術に関する。一態様では、超音波外科器具は、超音波トランスデューサベースプレート、超音波導波管シャフト、及び超音波トランスデューサを備える。トランスデューサベースプレートは、例えば、図４〜４７と関連して本明細書に記載された技術によって導波管シャフトと結合されることができる。この導波管シャフトは、２つの構成要素をスエージングすることによって超音波ブレードに結合されることができる。スエージングとは、物品の寸法が、その物品を圧入する金型を用いて変更される鍛造プロセスであることを理解されたい。スエージングは、通常、冷間加工プロセスであるが、それはまた、熱間加工とすることもできる。スエージという用語は、プロセス、又はそのプロセス内で使われる金型若しくはツールに適用し得る。一態様では、スエージングプロセスを用いて、トランスデューサベースプレート及び導波管シャフトを連結することができる。一般的に、トランスデューサベースプレート、導波管シャフト、及び超音波ブレードは、長手方向軸に沿って超音波振動を伝達するのに好適な異種金属から作製されてもよい。例えば、スエージングプロセスを用いて、アルミニウム（又はその合金）超音波トランスデューサベースプレートをチタン（又はその合金）超音波導波管に連結することができる。更に、スエージングプロセスを用いて、アルミニウム導波管をチタン（又はその合金）超音波ブレードに連結することができる。以下の説明は、ある特定のアルミニウム超音波導波管シャフトをある特定のチタン超音波ブレードにスエージングするのに好適な構成、治工具、及びプロセスを提供する。

極低格子間型（extra low interstitial、ＥＬＩ）グレードの鍛造Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金などの医用生体チタン合金が、その高い強度対重量比、及び優れた生体適合性により、医用生体アプリケーションにおいて使用されている。ＥＬＩは、これまでに知られているほんの容易に入手可能な実用的材料であり、この材料は、超音波ブレード及び超音波音響導波管システムの両方として超音波医療装置内で使用すること、すなわち、トランスデューサの中核として超音波エネルギーを伝送するために機能的に好適である、十分な強度、及び十分に高いＱ（共振損失係数値）の両方を有する。しかしながら、鍛造Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金は、機械鍛造Ａｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６合金と対比して、原料工場での材料の鍛造、及びその後の機能的部分の加工の両方を製造するには相対的に高価な材料であり、それらの機械鍛造合金は、それほど硬くないため、医療装置の堅牢な外科超音波ブレード先端を維持するのにそれほど好適ではない。しかしながら、鍛造Ａｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６合金は、１ピース鍛造Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩ合金ベースの超音波医療装置の材料及び生産コストの半分未満でＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩ合金とほぼ同じ好適な超音波エネルギー伝達特性を有する。

図４８は、本開示の態様による、１つの金属で作製され、かつ異種金属で作製された超音波ブレード８３０６に結合された超音波導波管シャフト８３０２を備える超音波外科器具のための超音波導波管８３００の斜視図である。導波管シャフト８３０２は、近位端においてカプラ８３０４を含み、保持性能を増大させ、かつ超音波導波管８３００の遠位側先端と導波管シャフト８３０２との間の回転を減少させる。超音波ブレード８３０６は、スエージ継手８３０９において導波管シャフト８３０２の遠位端に結合されている。超音波ブレード８３０６の近位端は、スエージングプロセスのために導波管シャフト８３０２の遠位端を受容するようにサイズ設計及び構成された円筒壁８３０９を含む。一態様では、導波管シャフト８３０２は、鍛造Ａｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６アルミニウム合金で作製されてもよく、超音波ブレード８３０６は、鍛造Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金で作製されてもよい。

図４９は、本開示の一態様による、結合器８３０４の拡大図である。カプラ８３０４は、長手方向溝の形態で保持特徴８３１８を備え、保持性能を増大させ、かつブレード８３０６と導波管シャフト８３０２との間の回転を減少させる。カプラ８３０４は、円筒壁８３１２、８３１６及び環状溝８３１３、８３１４を更に備え、例えば、図４〜４７に関連して本明細書に記載されているように、導波管シャフト８３０２を超音波ベースプレートに結合させている。カプラ８３０４は、導波管シャフト８３０２と一体形成されてもよく、又はその導波管シャフトに結合されてもよい。円筒壁８３１０は、カプラ８３０４の遠位端を受容するようにサイズ設計及び構成されている。

ここで、超音波導波管シャフト８３０２と超音波ブレード８３０６との間に、信頼できる堅牢な機械スエージ継手８３０９を達成するための特殊な永久機械スエージ継手８３０９設計及び温間絞り金型スエージングプロセスが呈示され、このスエージングプロセスは、２つの材料の間に成形されるスエージ継手８３０９による損失のない最小損失を有する超音波エネルギーを伝達する際に効率的となるチタン及びアルミニウム合金材料の両方の所望する弾性音響鍛造微晶質粒子構造を維持し、かつチタン合金（例えば、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金）超音波医療装置と同じくらい許容可能に機能的である。

この構成は、全チタン合金（例えば、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金）超音波医療装置に対して約半分の製造コストで超音波導波管８３００を提供する。固体、摩擦、慣性、超音波、電子ビームなどの他の溶接連結プロセス、及びアルミニウム導波管シャフト８３０２とチタンブレード８３０６との間のレーザ溶接が試行されたが、連結失敗がなく、必要な超音波エネルギーを伝送するのに十分な機能的強度を許容できる継手を製造することはできなかった。また、溶接部内においても、材料の微細構造が、鍛造（許容可能な高いＱ）からアニール（所望未満の低いＱ）に変化し、導波管８３００内の超音波の局所的な減衰がもたらされる。

図５０は、本開示の一態様による、１つの金属で作製された超音波導波管シャフト８３２４を備える２ピース超音波ツールと、異なる金属で作製された超音波ブレード８３２２との間のスエージ継手８３２０の断面図である。スエージングプロセスを適用する前に、導波管シャフト８３２４は、平坦垂直底部８３２８と共に円筒アパーチャを画定する。超音波ブレード８３２２は、導波管シャフト８３２４により画定された円筒アパーチャ中に受容されている円錐テーパ８３２３を画定している円錐雄端８３２６を含む。円錐雄端８３２６の近位端は、導波管シャフト８３２４により画定された平坦垂直底部８３２８に当接する必要がある平坦垂直底部８３２５を画定する。円錐雄端８３２６が、導波管シャフト８３２４により画定された円筒アパーチャに挿入された後、スエージングプロセスが適用され、図５０に示すスエージ継手８３２０を製造する。

スエージ継手８３２０は、円錐形状を画定する雄端８３２６を有する超音波ブレード８３２２の近位端を導波管シャフト８３２４の遠位端中に連結することによって達成されている。ブレード８３２２の円錐雄端８３２６の長さＬは、超音波ブレード８３２２の雄端８３２６の大きい方の直径Φ_１の長さのおおよそ２倍であり、小さい方の直径Φ_２に対して２°〜６°の円錐テーパ８３２３を有する。円錐形状雄端８３２６は、平坦垂直近位側底部８３２５を画定する。一態様では、超音波ブレード８３２２は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金で作製され、導波管シャフト８３２４は、Ａｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６アルミニウム合金で作製されている。円錐形状雄端８３２６は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金ブレード８３２２構成要素の近位端上に配置され、Ａｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６アルミニウム合金導波管シャフト８３２４構成要素により画定された、見えない円筒アパーチャ中に嵌合する。導波管シャフト８３２４内の見えない円筒アパーチャは、平坦垂直底部８３２８を画定し、ブレード８３２２の円錐雄端８３２６と同じ直径φ_１である。追加材料のカラー８３２９（図４９のカラー８３０８も参照）が、見えない円筒アパーチャの外径の周りに提供され、スエージングプロセスの間に円錐雄端８３２６の形状の周りに塑性的に流動する追加材料（２°〜６°）が存在し、ボイドを充填し、円錐雄端８３２６の平坦底部８３２５と、導波管シャフト８３２４の見えない円筒アパーチャの平坦底部８３２８との間、並びに円錐雄端８３２６の周りに保持された線形圧縮がもたらされる。しかしながら、図５０に示すスエージ継手８３２０は、ギャップｇ_１及びｇ_２を画定し、それらのギャップは、より低い性能をもたらす。図５１に例示された態様は、スエージングプロセスの間にギャップｇ_１及びｇ_２を除去している。

図５１は、本開示の一態様による、１つの金属で作製された超音波導波管シャフト８３３４を備える２ピース超音波導波管８３００（図４８、４９、５５）と、異なる金属で作製された超音波ブレード８３３２との間に達成されたスエージ継手８３３０の断面図である。図５２〜５５は、本開示の一態様による、図５１に示したスエージ継手８３３０を製造するためのステップを示しており、ここで、図５２は、切り離された構成内の導波管シャフト８３３４及び超音波ブレード８３３４の断面図であり、図５３は、スエージングプロセスを適用する前に、結合された構成内での導波管シャフト８３３４及び超音波ブレード８３３４のプリアセンブリ８３３１の断面図であり、図５４は、スエージングプロセスの適用後の結合された構成内での導波管シャフト８３３４及び超音波ブレード８３３４の断面図であり、図５５は、本開示の一態様による、超音波ブレード８３３２に結合された導波管シャフト８３３４を示す、連結された超音波導波管８３００の断面図である。超音波ブレード８３３２は、超音波ブレード８３３２の遠位端に配置された組織処置部分８３４４を備え、それは、組織に接触させるために使用される。

ここで、図５１〜５５を参照すると、スエージングプロセスを適用する前に、導波管シャフト８３３４は、平坦垂直底部８３３８を有する円筒アパーチャ８３４８を画定する。超音波ブレード８３３２は、導波管シャフト８３３４により画定された円筒アパーチャ８３４８中に受容される円錐テーパ８３３３を画定する円錐形状を画定している雄端８３３６を含む。円錐雄端８３３６の近位端は、導波管シャフト８３３４により画定された平坦垂直底部８３３８を当接する必要がある平坦垂直底部８３３５を画定する。円錐雄端８３３６が、導波管シャフト８３３４により画定された円筒アパーチャ８３４８中に挿入された後、スエージングプロセスが適用されて図５１に示すスエージ継手８３３０を製造する。２つの円周方向溝８３４０、８３４２は、ブレード８３３２の円錐雄端８３３６の周りに画定され、最小直径Φ_２の近く又はそこに配置された１つの溝８３４０、及び超音波ブレード８３３２の円錐雄端８３３６の最小直径Φ_２と最大直径Φ_１との間に配置された１つの溝８３４２である。一態様では、１つの溝８３４２は、円錐雄端８３３６の最小直径Φ_２と最大直径Φ_１との間の中間に配置されている。一態様では、超音波ブレード８３２２は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金で作製され、導波管シャフト８３２４は、Ａｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６アルミニウム合金で作製されている。円周方向溝８３４０、８３４２は、スエージングプロセス中に流動する導波管シャフト８３３４材料のための空間を画定して、図５０に示すギャップｇ_１、ｇ_２を除去し、よって、性能損失を改善し、追加の特徴を提供して導波管シャフト８３３４構成要素内の超音波ブレード８３２２構成要素の保持性能を向上させる。

超音波ブレード８３３２の円錐雄端８３６の他の特徴は、図５０と関連して説明された特徴と同様である。例えば、スエージ継手８３３０は、超音波ブレード８３３２の円錐雄端８３３６を、導波管シャフト８３３４の遠位端により画定された円筒アパーチャ８３４８８中に連結することによって、達成される。超音波ブレード８３３２の円錐雄端８３３６の長さＬは、超音波ブレード８３３２の円錐雄端８３３６の大きい方の直径Φ_１の長さの約２倍であり、小さい方の直径Φ２に対して２°〜６°の円錐テーパ８３３３を有する。円錐雄端８３３６は、平坦垂直近位側底部８３３５を画定する。一態様では、円錐雄端８３３６は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金ブレード８３２２構成要素の近位端上に配置され、Ａｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６アルミニウム合金導波管シャフト８３３４構成要素により画定された見えない円筒アパーチャ８３４８中に嵌合する。導波管シャフト８３３４内の見えない円筒アパーチャ８３４８は、平坦垂直底部８３３８を画定し、超音波ブレード８３３２の円錐雄端８３３６と同じ直径Φ_１である。追加材料のカラー８３３９（図４９のカラー８３０８も参照）が、見えない円筒アパーチャ８３４８の外径の周りに提供され、スエージングプロセスの間に円錐雄端８３３６の形状の周りに塑性的に流動する追加材料（２°〜６°）が存在し、円周方向溝８３４０、８３４２により画定された空隙を充填し、円錐雄端８３３６の平坦底部８３３５と、導波管シャフト８３３４の見えない円筒アパーチャ８３４８の平坦底部８３３８との間、並びに円錐雄端８３３６の周りに保持された線形圧縮がもたらされる。

ここで、本明細書は、温間金型スエージングプロセスを用いて図５１〜５５に関連して考察したように、本開示の一態様による、スエージ継手８３３０を作り出すことによって超音波導波管８３００を製造する方法について述べる。図５６は、本開示の一態様による、熱間絞り金型ツール８４００の断面図であり、図５７は、図５６に示した絞り金型ツール８４００の詳細断面図である。ここで、図５６及び５７を参照すると、熱間絞り金型ツール８４００は、プリアセンブリ８３３１を把持ためのベースクランプ８４０２を含む（図５３）。絞り金型８４０４は、ベースクランプ８４０２の上方に配置されている。この絞り金型８４０４は、プリアセンブリ８３３１を受容するように、アパーチャ８４０６を画定している（図５３）。加熱素子８４１０に熱的に結合されたシリンダ８４０８は、絞り金型８４０４を加熱するように、絞り金型８４０４を取り囲む。円形金型ツールシリンダ８４１２は、試料室８４１４を画定する。プリアセンブリ８３３１の遠位端は、試料室８４１４内に配置されている。荷重Ｆが、円形金型ツールシリンダ８４１２に加えられ、絞り金型８４０４を通ってプリアセンブリ８３３１を押圧する。

図５２〜５７を参照すると、熱間絞り金型プロセスは、熱間絞り金型ツール８４００を通ってプリアセンブリ８３３１を挿入することから開始し、そのツールは、機械的な位置停止を組み込み、互いに対して直線真直度を有するプリアセンブリ８３３１を正確に配置し、絞り金型８４０４の位置と整合させる。円形金型ツールシリンダ８４１２は、絞り金型８４０４を介してプリアセンブリ８３３１を押圧し、圧力を等しく生成させることによって、見えない円筒孔８３４８、及び超音波ブレード８３３２のＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金円錐雄端８３３６の正確な位置において、プリアセンブリ８３３１の外部円周の周りの導波管シャフト８３３４のＡｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６アルミニウム合金材料を圧縮し、Ａｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６アルミニウム合金材料がプラスチックになり、帯鋼エリアを一様に減少させ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金円錐雄端８３３６の長さ及び円周の周りに恒久的に成形されるように、材料にばね反発を適用し、導波管シャフト８３３４及び超音波ブレード８３３２構成要素を固定かつ恒久的に保持する。更に、導波管シャフト８３３４のＡｌ６０６１−Ｔ６又はＡｌ７０７５−Ｔ６アルミニウム合金材料は、加熱素子８４１０及びシリンダ８４０８により最高４００°Ｆまで加熱され、鍛造材料特性の損失、又は材料の亀裂／断裂のない塑性流動を容易にする。

このスエージングプロセスによって製造された超音波導波管８３００は、導波管シャフト８３０２及び超音波ブレード８３０６を備える２ピースアセンブリを生成し、その機能は、単一同種の構成要素材料で生成された超音波外科器具構成要素と同様である。一態様では、２ピーススエージ超音波導波管８３００は、著しい熱的な自己加熱なしに電力要件内で良好に機能し、許容可能な周波数ロックを達成し、破損のない機能的な横断方向及び長手方向の変位を達成する。Ａｌ７０７５−Ｔ６／Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩアルミニウム合金／チタン合金２ピーススエージ導波管８３００は、１ピース鍛造Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ ＥＬＩチタン合金導波管と実質的に同じように機能する。

図５８は、本開示の一態様による、図４８〜５７と関連して説明されたスエージングプロセスを使ったスエージ継手８３７０により超音波ブレード８３５２に結合された導波管シャフト８３５４を備える２ピース超音波導波管８３５０の側面図である。図５９は、本開示の一態様による、導波管シャフト８３５４と超音波ブレード８３５２との間に形成されたスエージ継手８３７０の断面図である。導波管シャフト８３５４の側面図が、図６０に示されている。超音波ブレード８３５２の側面図は、図６１に示され、超音波ブレード８３５２の平面図は、図６２に示されている。超音波ブレード８３５２の遠位端は、組織を処置するための処置部分８３６０を画定し、その組織と接触する。超音波ブレード８３５２の近位端は、導波管シャフト８３５４の遠位端に配置された円筒アパーチャの周りのカラー８３５８部分において導波管シャフト８３５４に連結されている。超音波ブレードの遠位端は、雄円錐端８３５６を画定し、それは、シャフト８３５４のカラー部分８３５９により画定された円筒アパーチャ８３６２の内側に受容されている。雄円錐端８３５６は、２つの円周方向溝８３６４、８３６６を画定し、導波管シャフト８３５４構成要素内の超音波ブレード８３５２構成要素の性能損失及び保持性能を改善する。

図６３は、本開示の一態様による、オフセットされた超音波トランスデューサベースプレート８５０４に結合された超音波導波管８５０２を備える超音波外科器具８５００を例示する。トランスデューサベースプレート８５０４は、各側面上に平坦面８５０３ａを画定し、各側面上のＰＺＴ圧電素子８５０６ａを受容する。トランスデューサベースプレート８５０４は、第１の長手方向軸ＬＡ１を画定し、導波管８５０２は、第２の長手方向軸ＬＡ画定し、長手方向軸は、互いに対してオフセットされている。

図６４は、本開示の一態様による、スタンピング又はパンチング用相補的配向に整列された、図６３に示された超音波外科器具８５００の２つの金属基板８５１０構成要素を例示する。超音波外科器具の近位側トランスデューサベースプレート８５０４端をオフセットすることにより、基板８５１０が、相補的配向の向きに配置され、基板がシート状金属から打ち抜かれ、又は押し抜かれる場合、材料廃棄物を最小限に抑え、又は材料の効率を最大限に利用することが可能になる。様々な態様では、シート状金属は、とりわけ、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金である。

図６５は、本開示の一態様による、結合された構成で示された別個の超音波導波管８６０２及び超音波トランスデューサベースプレート８６０４（例えば、トランスデューサ搭載部）構成要素を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８６００である。図６６は、本開示の一態様による、超音波ブレード８６０２の側面図である。図６５及び６６を参照すると、超音波ブレード８６０２は、旋回点８６１６を中心に旋回し、それが回転するにつれ８６１０、締めを増大させながらトランスデューサベースプレート８６０４内に形成された溝８６０８の中に入る。超音波ブレード８６０２は、スロット８６１４を画定する窓８６１２を含み、溝８６０８内のピン８６０６と係合する。超音波ブレード８６０２は、角度θでトランスデューサベースプレート８６０４に組み付けられ、次いで回転され８６１０、一方、境界面を回転するブレード８６０２は、トランスデューサベースプレート８６０４内の溝８６０８に伴ってブレード８６０２の近位端において増大する。

図６７は、本開示の一態様による、超音波トランスデューサＰＺＴ圧電素子８７０６ａ、８７０６ｂを支持するための別個の超音波導波管８７０２及び対称２ピースクラムシェルハウジング構成要素８７０４ａ、８７０４ｂを備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８７００の分解組立図である。図６８は、本開示の一態様による、図６７に示された超音波外科器具８７００の組立図である。図６７及び６８を参照すると、超音波ブレード６７０２の近位端は、Ｔ字状雄コネクタ８７１２を画定し、そのコネクタは、それぞれの上部及び底部クラムシェルハウジング構成要素８７０４ａ、８７０４ｂ内に画定された対応するＴ字状ポケット８７１４ａ、８７１４ｂ内に受容されている。対称２ピースクラムシェルハウジング構成要素８７０４ａ、８７０４ｂは、凹型ポケット８７１６ａ、８７１６ｂを画定し、ＰＺＴ圧電素子８７０６ａ、８７０６ｂを保持する。Ｔ字状ポケット８７１４ａ、８７１４ｂは、２ピースクラムシェルハウジング構成要素８７０４ａ、８７０４ｂが一緒に押圧されたときに、超音波ブレード８７０２のＴ字状雄コネクタ８７１２にプレス嵌めされる。電極８７０８は、ＰＺＴ圧電素子８７０６ａ、８７０６ｂの間に配設され、導電性素子（例えば、ワイヤテール）が、上部クラムシェルハウジング構成要素８７０４ａ内に画定されたアパーチャ８７１８を通って配設されている。２ピースクラムシェルハウジング構成要素８７０４ａ、８７０４ｂの各々は、導電性材料で作製され、他方の電極として作用する。クラムシェルハウジング構成要素８７０４ａ、８７０４ｂは、また、熱伝導性があり、ヒートシンクとしても作用する。クラムシェルハウジング構成要素８７０４ａ、８７０４ｂは、押圧され、ボルト止めされ、バンド止めされ、又は一緒に溶接されるかのいずれかである。

図６９は、本開示の一態様による、別個の超音波導波管８８０２、及びＰＺＴ圧電素子８８０８ａ、８８０８ｂを支持するための２ピース超音波トランスデューサベースプレート８８０４ａ、８８０４ｂ（例えば、トランスデューサ搭載部）を備えるＤ３１トランスデューサ構造内に構成された超音波外科器具８８００の斜視図である。図７０は、本開示の一態様による、図６９に示された超音波外科器具８８００の分解組立図である。ここで、図６９及び７０を参照すると、超音波導波管８８０２の遠位端は、一緒に接触する組織を処置するためのブレード８８０６を画定する。超音波外科器具８８００は、結合、樹脂、又はろう付けによって共に連結された３つの部分を備える。中央部は、導波管８８０２であり、側部８８０４ａ、８８０４ｂが、追加されて、必要な幅を増やし、ＰＺＴ圧電素子８８０８ａ、８８０８ｂを支持する。この技術は、単一の材料素材から導波管及びトランスデューサベースプレートを加工する方法と比較して、材料を節約し、高価なチタン又はチタン合金を節約する。

本明細書に開示されるデバイスは、１回の使用後に廃棄されるように設計することができ、又は複数回使用されるように設計することができる。しかしながら、いずれの場合も、装置は、少なくとも１回の使用後に再使用のために再調整することができる。再調整には、装置の分解工程、それに続く特定の部品の洗浄工程又は交換工程、及びその後の再組立工程の任意の組み合わせを含むことができる。特に、装置は分解することができ、装置の任意の数の特定の部品又は部分を、任意の組み合わせで選択的に交換するか又は取り外すことができる。特定の部分を洗浄及び／又は交換した後、装置を後の使用のために、再調整施設で、又は外科処置の直前に外科チームによって再組み立てることができる。当業者であれば、デバイスの再調整が、分解、洗浄／交換、及び再組立のための様々な技術を利用できることを理解するであろう。このような技術の使用、及び結果として得られる再調整されたデバイスは、すべて本出願の範囲内にある。

様々な態様が本明細書で説明されてきたが、それらの態様に対して多くの修正及び変形形態を実施することができる。例えば、種々のタイプのエンドエフェクタが用いられてもよい。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。以上の説明及び以下の特許請求の範囲は、そのような修正及び変形形態をすべて包含することが意図される。

全体又は部分的に、参照により本明細書に組み込まれると言及されるいずれの特許、刊行物又はその他の開示物も、組み込まれる内容が既存の定義、記述、又は本開示に記載されているその他の開示物と矛盾しない範囲でのみ本明細書に組み込まれるものとする。そのようなものであるから、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参考として本明細書に組み込まれているあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載される他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。

本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。

実施例１．超音波外科器具であって、ブレードとして構成された遠位端、及びトランスデューサベースプレートに結合するように構成された近位端を含む導波管と、導波管とトランスデューサベースプレートとの間の境界面において継手を画定するように、導波管の近位端に結合された遠位端を含むトランスデューサベースプレートであって、トランスデューサベースプレートが、対応する第１及び第２の平坦面を画定する第１及び第２の側面を含み、第１の平坦面が第１の圧電素子を受容するように構成され、第２の平坦面が第２の圧電素子を受容するように構成され、第１及び第２の圧電素子が、Ｄ３１モードで動作するように構成されている、トランスデューサベースプレートと、を備える、超音波外科器具である。

実施例２．導波管が、第１の材料で作製され、トランスデューサベースプレートが、第１の材料と異なる第２の材料で作製されている、実施例１に記載の超音波外科器具である。

実施例３．第１の材料が、チタン又はチタン合金を含み、第２の材料が、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む、実施例１又は実施例２に記載の超音波外科器具である。

実施例４．導波管の近位端が、ジグソーパズルピースを画定し、トランスデューサベースプレートの遠位端が、導波管の近位端により画定されたジグソーパズルピースを受容するように構成された相補的嵌合ジグソーパズルピースを画定する、実施例１〜実施例３のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例５．導波管の近位端が、テーパ状端を画定し、トランスデューサベースプレートの遠位端が、テーパ状壁を画定するアパーチャを画定し、アパーチャが、テーパ状端を受容して締まり継手を形成するように構成されている、実施例４に記載の超音波外科器具である。

実施例６．導波管が、第１の側面上に少なくとも１つの雌ジグソーパズルピースを画定し、トランスデューサベースプレートが、少なくとも１つの雌ジグソーパズルピースを受容して熱膨張継手を形成するように構成された少なくとも１つの雄ジグソーパズルピースを画定する、実施例４〜実施例５のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例７．導波管の近位端とトランスデューサベースプレートの遠位端との間にプレス嵌めされたＣ字状ピンを更に備える、実施例４〜実施例６のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例８．導波管の近位端が、少なくとも２つのバンプを画定し、トランスデューサベースプレートの遠位端が、少なくとも２つのアパーチャを画定するアパーチャを画定し、アパーチャが、導波管の近位端を受容するように構成され、導波管の近位端上に画定された少なくとも２つのバンプが、アパーチャにより画定された少なくとも２つのバンプと一緒に締まり嵌めを形成する、実施例１〜実施例７のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例９．導波管の近位端が、雄ねじ端を画定し、トランスデューサベースプレートの遠位端が、導波管の近位端により画定された雄ねじ端を受容するように構成された相補的雌ねじ端を画定する、実施例１〜実施例８のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例１０．導波管の近位端が、雌ねじ端を画定し、トランスデューサベースプレートが、内部を通るねじを受容し、かつ導波管の雌ねじ端と螺合するアパーチャを画定する、実施例１〜実施例９のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例１１．導波管の近位端が、トランスデューサベースプレートの遠位端により画定された相補的円錐チャネルと整合する円錐特徴を画定する、実施例１０に記載の超音波外科器具である。

実施例１２．導波管の近位端が、楔を画定し、トランスデューサベースプレートの遠位端が、楔を受容する相補的嵌合ノッチを画定し、トランスデューサベースプレートの遠位端が、ノッチから横方向に配設された雌ねじ付きアパーチャを画定し、導波管の近位端が、楔から横方向に配設されたフランジを含み、フランジが、アパーチャを画定し、結合された構成で、アパーチャが、トランスデューサベースプレートの遠位端により画定された雌ねじ付きアパーチャと整合する、実施例１〜実施例１１のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例１３．トランスデューサベースプレートの遠位端が、ルアー雄ねじを画定し、導波管が、ルアー雄ねじと係合して導波管とトランスデューサベースプレートとの間にルアーロック継手を画定するように構成されたスライド可能なルアーナットを含む、実施例１〜実施例１２のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例１４．導波管の近位端が、トランスデューサベースプレートの遠位端に画定された第２のフランジと相補的であり、かつそれと嵌合する第１のフランジを画定し、第１のフランジが、導波管とトランスデューサベースプレートとの間で締まりフランジ継手を達成するようにサイズ設計及び構成された第２のフランジにより画定されたピンを受容するようにサイズ設計及び構成されたアパーチャを画定する、実施例１〜実施例１３のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例１５，導波管の近位端が、トランスデューサベースプレートの遠位端に画定された第２のフランジと相補的であり、かつそれと嵌合する第１のフランジを画定し、第１及び第２のフランジが、内部を通るピンを受容するようにサイズ設計及び構成された第１及び第２のアパーチャを画定し、ピン並びに第１及び第２のアパーチャが、導波管とトランスデューサベースプレートとの間で締まり継手を達成するようにサイズ設計及び構成されている、実施例１〜実施例１４のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例１６，導波管の近位端が、少なくとも２つのアパーチャを画定し、トランスデューサベースプレートの遠位端が、導波管の近位端のプロファイルを受け入れるように構成された凹型レセプタクルを画定し、凹型レセプタクルが、少なくとも２つのアパーチャを画定し、超音波外科器具が、平行タング取り付け継手により導波管及びトランスデューサベースプレートを適所に係止するように、導波管により画定された少なくとも２つのアパーチャ、及びトランスデューサベースプレートの凹型レセプタクルにより画定された少なくとも２つのアパーチャを通って配設された少なくとも２つの締結具を更に備える、実施例１〜実施例１５のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例１７，トランスデューサベースプレートの遠位端が、導波管の近位端を受容するためのノッチを画定し、トランスデューサベースプレートの遠位端が、横断方向のピン開口部を画定し、導波管の近位端が、横断方向のピン開口部を画定し、ピンが、トランスデューサベースプレートの遠位端及び導波管の近位端により画定された横断方向のピン開口部を通ってプレス嵌めされて、締まりピン継手を達成する、実施例１〜実施例１６のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例１８．導波管が、第１の長手方向軸を画定し、トランスデューサベースプレートが、第２の長手方向軸を画定し、第１の長手方向軸が、第２の長手方向軸からオフセットされている、実施例１〜実施例１７のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波外科器具である。

実施例１９．超音波導波管であって、近位端及び遠位端を含むシャフトであって、近位端が、超音波トランスデューサに結合するように構成され、遠位端が、ブレードの近位端を受容するように構成された平坦垂直底部を有する円筒アパーチャを画定する、シャフトと、シャフトに取り付けられたブレードであって、ブレードが、組織を処置するための遠位端、及び平坦垂直底部を画定する円錐雄端を画定する近位端を含み、円錐雄端が、近位側の直径及び遠位側の直径を画定し、近位側の直径が、遠位側の直径よりも大きく、円錐雄端が、シャフトの遠位端により画定された円筒アパーチャ中に受容されている、ブレードと、を備える、超音波導波管である。

実施例２０．ブレードが、スエージ継手によって、シャフトに連結されている、実施例１９に記載の超音波導波管である。

実施例２１．スエージ継手が、温間金型スエージングプロセスによって形成されている、実施例２０に記載の超音波導波管である。

実施例２２．円錐雄端が、遠位側の直径で、又はその近傍で、第１の円周方向溝を画定し、近位側の直径と遠位側の直径との間に第２の円周方向溝を画定する、実施例１９〜実施例２１のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波導波管である。

実施例２３．シャフトの遠位端が、円筒アパーチャの周りのカラーにおいて画定する、実施例１９〜実施例２２のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波導波管である。

実施例２４．シャフトが、第１の材料で作製され、ブレードが、第２の材料で作製されている、実施例１９〜実施例２３のうちの１つ又は２つ以上に記載の超音波導波管である。

実施例２５．超音波外科器具であって、近位端においてＴ字状雄コネクタを画定する超音波導波管と、対称２ピースクラムシェルハウジングであって、Ｔ字状雄コネクタを受容するように構成された第１及び第２のＴ字状ポケットであって、Ｔ字状ポケットが、Ｔ字状雄コネクタにプレス嵌めされている、Ｔ字状ポケット、並びに第１及び第２の圧電素子を支持するように構成された第１及び第２の凹型ポケットであって、第１及び第２の圧電素子が、Ｄ３１モードで動作するように構成されている、凹型ポケットを含む、対称２ピースクラムシェルハウジングと、を備える、超音波外科器具である。

実施例２６．第１及び第２の圧電素子の間に配設された第１の電極と、２ピースクラムシェルハウジングのうちの一方に画定されたアパーチャを通って配設された導電性素子と、を更に備える、実施例２５に記載の超音波外科器具である。

実施例２７．２ピースクラムシェルハウジング構成要素の各々が、第２の電極として作用するための導電性材料で作製されている、実施例２５又は実施例２６に記載の超音波外科器具である。

実施例２８．２ピースクラムシェルハウジング構成要素の各々が、ヒートシンクとして作用するための熱伝導性材料で作製されている、実施例２５又は実施例２６に記載の超音波外科器具である。

〔実施の態様〕
（１） 超音波外科器具であって、
ブレードとして構成された遠位端、及びトランスデューサベースプレートに結合するように構成された近位端を含む導波管と、
前記導波管と前記トランスデューサベースプレートとの間の境界面において継手を画定するように、前記導波管の前記近位端に結合された遠位端を含む前記トランスデューサベースプレートであって、前記トランスデューサベースプレートが、対応する第１及び第２の平坦面を画定する第１及び第２の側面を含み、前記第１の平坦面が第１の圧電素子を受容するように構成され、前記第２の平坦面が第２の圧電素子を受容するように構成され、前記第１及び第２の圧電素子が、Ｄ３１モードで動作するように構成されている、前記トランスデューサベースプレートと、を備える、超音波外科器具。
（２） 前記導波管が、第１の材料で作製され、前記トランスデューサベースプレートが、前記第１の材料と異なる第２の材料で作製されている、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（３） 前記第１の材料が、チタン又はチタン合金を含み、前記第２の材料が、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む、実施態様２に記載の超音波外科器具。
（４） 前記導波管の前記近位端が、ジグソーパズルピースを画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記導波管の前記近位端により画定された前記ジグソーパズルピースを受容するように構成された相補的嵌合ジグソーパズルピースを画定する、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（５） 前記導波管の前記近位端が、テーパ状端を画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、テーパ状壁を画定するアパーチャを画定し、前記アパーチャが、前記テーパ状端を受容して締まり継手（interference joint）を形成するように構成されている、実施態様４に記載の超音波外科器具。

（６） 前記導波管が、第１の側面上に少なくとも１つの雌ジグソーパズルピースを画定し、前記トランスデューサベースプレートが、前記少なくとも１つの雌ジグソーパズルピースを受容して熱膨張継手を形成するように構成された少なくとも１つの雄ジグソーパズルピースを画定する、実施態様４に記載の超音波外科器具。
（７） 前記導波管の前記近位端と前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端との間にプレス嵌めされたＣ字状ピンを更に備える、実施態様４に記載の超音波外科器具。
（８） 前記導波管の前記近位端が、少なくとも２つのバンプを画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、少なくとも２つのアパーチャを画定するアパーチャを画定し、前記アパーチャが、前記導波管の前記近位端を受容するように構成され、前記導波管の前記近位端上に画定された前記少なくとも２つのバンプが、前記アパーチャにより画定された前記少なくとも２つのバンプと一緒に締まり嵌めを形成する、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（９） 前記導波管の前記近位端が、雄ねじ端を画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記導波管の前記近位端により画定された前記雄ねじ端を受容するように構成された相補的雌ねじ端を画定する、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（１０） 前記導波管の前記近位端が、雌ねじ端を画定し、前記トランスデューサベースプレートが、内部を通るねじを受容し、かつ前記導波管の前記雌ねじ端と螺合するアパーチャを画定する、実施態様１に記載の超音波外科器具。

（１１） 前記導波管の前記近位端が、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端により画定された相補的円錐チャネルと整合する円錐特徴を画定する、実施態様１０に記載の超音波外科器具。
（１２） 前記導波管の前記近位端が、楔を画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記楔を受容する相補的嵌合ノッチを画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記ノッチから横方向に配設された雌ねじ付きアパーチャを画定し、前記導波管の前記近位端が、前記楔から横方向に配設されたフランジを含み、前記フランジが、アパーチャを画定し、結合された構成で、前記アパーチャが、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端により画定された前記雌ねじ付きアパーチャと整合する、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（１３） 前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、ルアー雄ねじを画定し、前記導波管が、前記ルアー雄ねじと係合して前記導波管と前記トランスデューサベースプレートとの間にルアーロック継手を画定するように構成されたスライド可能なルアーナットを含む、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（１４） 前記導波管の前記近位端が、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端に画定された第２のフランジと相補的であり、かつそれと嵌合する第１のフランジを画定し、前記第１のフランジが、前記導波管と前記トランスデューサベースプレートとの間で締まりフランジ継手を達成するようにサイズ設計及び構成された第２のフランジにより画定されたピンを受容するようにサイズ設計及び構成されたアパーチャを画定する、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（１５） 前記導波管の前記近位端が、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端に画定された第２のフランジと相補的であり、かつそれと嵌合する第１のフランジを画定し、前記第１及び第２のフランジが、内部を通るピンを受容するようにサイズ設計及び構成された第１及び第２のアパーチャを画定し、前記ピン並びに前記第１及び第２のアパーチャが、前記導波管と前記トランスデューサベースプレートとの間で締まり継手を達成するようにサイズ設計及び構成されている、実施態様１に記載の超音波外科器具。

（１６） 前記導波管の前記近位端が、少なくとも２つのアパーチャを画定し、前記トランスデューサベースプレートの遠位端が、前記導波管の前記近位端のプロファイルを受け入れるように構成された凹型レセプタクルを画定し、前記凹型レセプタクルが、少なくとも２つのアパーチャを画定し、前記超音波外科器具が、平行タング取り付け継手により前記導波管及び前記トランスデューサベースプレートを適所に係止するように、前記導波管により画定された前記少なくとも２つのアパーチャ、及び前記トランスデューサベースプレートの前記凹型レセプタクルにより画定された前記少なくとも２つのアパーチャを通って配設された少なくとも２つの締結具を更に備える、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（１７） 前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記導波管の前記近位端を受容するためのノッチを画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、横断方向のピン開口部を画定し、前記導波管の前記近位端が、横断方向のピン開口部を画定し、ピンが、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端及び前記導波管の前記近位端により画定された前記横断方向のピン開口部を通ってプレス嵌めされて、締まりピン継手を達成する、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（１８） 前記導波管が、第１の長手方向軸を画定し、前記トランスデューサベースプレートが、第２の長手方向軸を画定し、前記第１の長手方向軸が、前記第２の長手方向軸からオフセットされている、実施態様１に記載の超音波外科器具。
（１９） 超音波導波管であって、
近位端及び遠位端を含むシャフトであって、前記近位端が、超音波トランスデューサに結合するように構成され、前記遠位端が、ブレードの近位端を受容するように構成された平坦垂直底部を有する円筒アパーチャを画定する、シャフトと、
前記シャフトに取り付けられたブレードであって、前記ブレードが、組織を処置するための遠位端、及び平坦垂直底部を画定する円錐雄端を画定する近位端を含み、前記円錐雄端が、近位側の直径及び遠位側の直径を画定し、前記近位側の直径が、前記遠位側の直径よりも大きく、前記円錐雄端が、前記シャフトの前記遠位端により画定された前記円筒アパーチャ中に受容されている、ブレードと、を備える、超音波導波管。
（２０） 前記ブレードが、スエージ継手によって、前記シャフトに連結されている、実施態様１９に記載の超音波導波管。

（２１） 前記スエージ継手が、温間金型スエージングプロセスによって形成されている、実施態様２０に記載の超音波導波管。
（２２） 前記円錐雄端が、前記遠位側の直径で、又はその近傍で、第１の円周方向溝を画定し、前記近位側の直径と前記遠位側の直径との間に第２の円周方向溝を画定する、実施態様１９に記載の超音波導波管。
（２３） 前記シャフトの前記遠位端が、前記円筒アパーチャの周りのカラーにおいて画定する、実施態様１９に記載の超音波導波管。
（２４） 前記シャフトが、第１の材料で作製され、前記ブレードが、第２の材料で作製されている、実施態様１９に記載の超音波導波管。
（２５） 超音波外科器具であって、
近位端においてＴ字状雄コネクタを画定する超音波導波管と、
対称２ピースクラムシェルハウジングであって、
前記Ｔ字状雄コネクタを受容するように構成された第１及び第２のＴ字状ポケットであって、前記Ｔ字状雄コネクタにプレス嵌めされている、Ｔ字状ポケット、並びに
第１及び第２の圧電素子を支持するように構成された第１及び第２の凹型ポケットであって、前記第１及び第２の圧電素子が、Ｄ３１モードで動作するように構成されている、凹型ポケットを含む、対称２ピースクラムシェルハウジングと、を備える、超音波外科器具。

（２６） 前記第１の圧電素子と第２の圧電素子との間に配設された第１の電極と、前記２ピースクラムシェルハウジングのうちの一方に画定されたアパーチャを通って配設された導電性素子と、を更に備える、実施態様２５に記載の超音波外科器具。
（２７） 前記２ピースクラムシェルハウジング構成要素の各々が、第２の電極として作用するように導電性材料で作製されている、実施態様２６に記載の超音波外科器具。
（２８） 前記２ピースクラムシェルハウジング構成要素の各々が、ヒートシンクとして作用するように熱伝導性材料で作製されている、実施態様２６に記載の超音波外科器具。

Claims (28)

1. 超音波外科器具であって、
   ブレードとして構成された遠位端、及びトランスデューサベースプレートに結合するように構成された近位端を含む導波管と、
   前記導波管と前記トランスデューサベースプレートとの間の境界面において継手を画定するように、前記導波管の前記近位端に結合された遠位端を含む前記トランスデューサベースプレートであって、前記トランスデューサベースプレートが、対応する第１及び第２の平坦面を画定する第１及び第２の側面を含み、前記第１の平坦面が第１の圧電素子を受容するように構成され、前記第２の平坦面が第２の圧電素子を受容するように構成され、前記第１及び第２の圧電素子が、Ｄ３１モードで動作するように構成されている、前記トランスデューサベースプレートと、を備える、超音波外科器具。
2. 前記導波管が、第１の材料で作製され、前記トランスデューサベースプレートが、前記第１の材料と異なる第２の材料で作製されている、請求項１に記載の超音波外科器具。
3. 前記第１の材料が、チタン又はチタン合金を含み、前記第２の材料が、アルミニウム又はアルミニウム合金を含む、請求項２に記載の超音波外科器具。
4. 前記導波管の前記近位端が、ジグソーパズルピースを画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記導波管の前記近位端により画定された前記ジグソーパズルピースを受容するように構成された相補的嵌合ジグソーパズルピースを画定する、請求項１に記載の超音波外科器具。
5. 前記導波管の前記近位端が、テーパ状端を画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、テーパ状壁を画定するアパーチャを画定し、前記アパーチャが、前記テーパ状端を受容して締まり継手を形成するように構成されている、請求項４に記載の超音波外科器具。
6. 前記導波管が、第１の側面上に少なくとも１つの雌ジグソーパズルピースを画定し、前記トランスデューサベースプレートが、前記少なくとも１つの雌ジグソーパズルピースを受容して熱膨張継手を形成するように構成された少なくとも１つの雄ジグソーパズルピースを画定する、請求項４に記載の超音波外科器具。
7. 前記導波管の前記近位端と前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端との間にプレス嵌めされたＣ字状ピンを更に備える、請求項４に記載の超音波外科器具。
8. 前記導波管の前記近位端が、少なくとも２つのバンプを画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、少なくとも２つのアパーチャを画定するアパーチャを画定し、前記アパーチャが、前記導波管の前記近位端を受容するように構成され、前記導波管の前記近位端上に画定された前記少なくとも２つのバンプが、前記アパーチャにより画定された前記少なくとも２つのバンプと一緒に締まり嵌めを形成する、請求項１に記載の超音波外科器具。
9. 前記導波管の前記近位端が、雄ねじ端を画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記導波管の前記近位端により画定された前記雄ねじ端を受容するように構成された相補的雌ねじ端を画定する、請求項１に記載の超音波外科器具。
10. 前記導波管の前記近位端が、雌ねじ端を画定し、前記トランスデューサベースプレートが、内部を通るねじを受容し、かつ前記導波管の前記雌ねじ端と螺合するアパーチャを画定する、請求項１に記載の超音波外科器具。
11. 前記導波管の前記近位端が、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端により画定された相補的円錐チャネルと整合する円錐特徴を画定する、請求項１０に記載の超音波外科器具。
12. 前記導波管の前記近位端が、楔を画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記楔を受容する相補的嵌合ノッチを画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記ノッチから横方向に配設された雌ねじ付きアパーチャを画定し、前記導波管の前記近位端が、前記楔から横方向に配設されたフランジを含み、前記フランジが、アパーチャを画定し、結合された構成で、前記アパーチャが、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端により画定された前記雌ねじ付きアパーチャと整合する、請求項１に記載の超音波外科器具。
13. 前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、ルアー雄ねじを画定し、前記導波管が、前記ルアー雄ねじと係合して前記導波管と前記トランスデューサベースプレートとの間にルアーロック継手を画定するように構成されたスライド可能なルアーナットを含む、請求項１に記載の超音波外科器具。
14. 前記導波管の前記近位端が、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端に画定された第２のフランジと相補的であり、かつそれと嵌合する第１のフランジを画定し、前記第１のフランジが、前記導波管と前記トランスデューサベースプレートとの間で締まりフランジ継手を達成するようにサイズ設計及び構成された第２のフランジにより画定されたピンを受容するようにサイズ設計及び構成されたアパーチャを画定する、請求項１に記載の超音波外科器具。
15. 前記導波管の前記近位端が、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端に画定された第２のフランジと相補的であり、かつそれと嵌合する第１のフランジを画定し、前記第１及び第２のフランジが、内部を通るピンを受容するようにサイズ設計及び構成された第１及び第２のアパーチャを画定し、前記ピン並びに前記第１及び第２のアパーチャが、前記導波管と前記トランスデューサベースプレートとの間で締まり継手を達成するようにサイズ設計及び構成されている、請求項１に記載の超音波外科器具。
16. 前記導波管の前記近位端が、少なくとも２つのアパーチャを画定し、前記トランスデューサベースプレートの遠位端が、前記導波管の前記近位端のプロファイルを受け入れるように構成された凹型レセプタクルを画定し、前記凹型レセプタクルが、少なくとも２つのアパーチャを画定し、前記超音波外科器具が、平行タング取り付け継手により前記導波管及び前記トランスデューサベースプレートを適所に係止するように、前記導波管により画定された前記少なくとも２つのアパーチャ、及び前記トランスデューサベースプレートの前記凹型レセプタクルにより画定された前記少なくとも２つのアパーチャを通って配設された少なくとも２つの締結具を更に備える、請求項１に記載の超音波外科器具。
17. 前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、前記導波管の前記近位端を受容するためのノッチを画定し、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端が、横断方向のピン開口部を画定し、前記導波管の前記近位端が、横断方向のピン開口部を画定し、ピンが、前記トランスデューサベースプレートの前記遠位端及び前記導波管の前記近位端により画定された前記横断方向のピン開口部を通ってプレス嵌めされて、締まりピン継手を達成する、請求項１に記載の超音波外科器具。
18. 前記導波管が、第１の長手方向軸を画定し、前記トランスデューサベースプレートが、第２の長手方向軸を画定し、前記第１の長手方向軸が、前記第２の長手方向軸からオフセットされている、請求項１に記載の超音波外科器具。
19. 超音波導波管であって、
    近位端及び遠位端を含むシャフトであって、前記近位端が、超音波トランスデューサに結合するように構成され、前記遠位端が、ブレードの近位端を受容するように構成された平坦垂直底部を有する円筒アパーチャを画定する、シャフトと、
    前記シャフトに取り付けられたブレードであって、前記ブレードが、組織を処置するための遠位端、及び平坦垂直底部を画定する円錐雄端を画定する近位端を含み、前記円錐雄端が、近位側の直径及び遠位側の直径を画定し、前記近位側の直径が、前記遠位側の直径よりも大きく、前記円錐雄端が、前記シャフトの前記遠位端により画定された前記円筒アパーチャ中に受容されている、ブレードと、を備える、超音波導波管。
20. 前記ブレードが、スエージ継手によって、前記シャフトに連結されている、請求項１９に記載の超音波導波管。
21. 前記スエージ継手が、温間金型スエージングプロセスによって形成されている、請求項２０に記載の超音波導波管。
22. 前記円錐雄端が、前記遠位側の直径で、又はその近傍で、第１の円周方向溝を画定し、前記近位側の直径と前記遠位側の直径との間に第２の円周方向溝を画定する、請求項１９に記載の超音波導波管。
23. 前記シャフトの前記遠位端が、前記円筒アパーチャの周りのカラーにおいて画定する、請求項１９に記載の超音波導波管。
24. 前記シャフトが、第１の材料で作製され、前記ブレードが、第２の材料で作製されている、請求項１９に記載の超音波導波管。
25. 超音波外科器具であって、
    近位端においてＴ字状雄コネクタを画定する超音波導波管と、
    対称２ピースクラムシェルハウジングであって、
    前記Ｔ字状雄コネクタを受容するように構成された第１及び第２のＴ字状ポケットであって、前記Ｔ字状雄コネクタにプレス嵌めされている、Ｔ字状ポケット、並びに
    第１及び第２の圧電素子を支持するように構成された第１及び第２の凹型ポケットであって、前記第１及び第２の圧電素子が、Ｄ３１モードで動作するように構成されている、凹型ポケットを含む、対称２ピースクラムシェルハウジングと、を備える、超音波外科器具。
26. 前記第１の圧電素子と第２の圧電素子との間に配設された第１の電極と、前記２ピースクラムシェルハウジングのうちの一方に画定されたアパーチャを通って配設された導電性素子と、を更に備える、請求項２５に記載の超音波外科器具。
27. 前記２ピースクラムシェルハウジング構成要素の各々が、第２の電極として作用するように導電性材料で作製されている、請求項２６に記載の超音波外科器具。
28. 前記２ピースクラムシェルハウジング構成要素の各々が、ヒートシンクとして作用するように熱伝導性材料で作製されている、請求項２６に記載の超音波外科器具。

Images