TW201804961A - 彎曲的超音波外科手術刀頭 - Google Patents

Abstract

本發明是關於一種彎曲的超音波外科手術刀頭。一種超音波外科手術器械，包括：細長中心桿，該中心桿具有縱軸線和遠端；以及從中心桿的遠端延伸的刀頭，該刀頭具有長度段、遠端和彎曲部，該彎曲部包括至少五個沿著該刀頭的該長度的至少一部分縱向延伸的面。每一該面具有垂直於該中心桿的縱軸線延伸的寬度和正交於該寬度延伸的長度。其中，每一該面在其寬度上是平坦的，並且沿著其整個長度是平坦的，或沿著其長度包括一個或多個彎曲段，其中，各個面的每一該彎曲段在同一方向上彎曲。從而各個面的每一該彎曲段中的每一彎曲段的曲率軸彼此平行，並且該刀頭的該面的每一該彎曲段中的每一彎曲段的曲率軸與包括該中心桿的該縱軸線垂直的平面；並且其中，該刀頭的至少一個該面中的至少一個面包括一個該彎曲段中的一個彎曲段。

Description

彎曲的超音波外科手術刀頭

超音波驅動的外科手術刀頭在很長時間內已經用於各種醫療手術中以完成對組織的切割、凝血和/或分離。相較於常規的靜態手術刀，超音波驅動的刀頭通常需要較小的用於切割組織的力，並且還可以提供血管的凝血(特別是包括與刀頭相關的夾持構件的器械)。

超音波外科手術刀頭通常設置在中心桿的端部處，該中心桿又可操作地連接至超音波換能器。換能器通常設置為手柄的一部分或者容納在手柄內，適於將電能(通常由外部主機提供)轉換成以一定超音波頻率振動的運動(通常為縱向振動)。在很多情況下，出於該目的，換能器包括壓電片的「朗之萬堆疊(Langevin stack)」。由換能器產生的駐波從換能器傳輸至中心桿，並且沿中心桿的長度傳播到位於中心桿遠端處的刀頭。因此，刀頭以一定的超音波頻率振動。

當超音波振動刀頭抵在組織上時，例如通過操縱手柄和/或通過夾持在刀頭和夾持構件之間的組織，刀頭的機械振動能量被傳輸至組織，不僅能夠切割組織，還能夠產生摩擦熱並且引起組織的空穴現象、接合(coaptation)和凝血。

在某些情況下，刀頭是直的，並且當與縱向振動的換能器一起使用時，刀頭僅僅沿縱向(平行於中心桿的縱軸線)振動。然而，通常需要提供超音波驅動的能夠在一個或多個方向上彎曲的刀頭。彎曲刀頭具有多種優點：包括更容易接近患者的某些部位以及在使用期間提高刀頭的可見性。同時，當彎曲刀頭可操作地連接至縱向振動的換能器(例如，經由細長的中心桿)時，彎曲刀頭將通常在至少一個非縱向方向(例如，橫向地)振動，這是由於彎曲刀頭相對於中心桿的縱軸線不對稱的特性所導致的，使用時，刀頭的非縱向的振動可能是有利的。例如，在至少一個非縱向方向上振動的一些彎曲刀頭可以提供更大的刀頭位移，特別是在刀頭的遠端處提供更大的刀頭位移。

然而，彎曲刀頭可能難以製造。例如，現有技術的彎曲刀頭通常具有一個或多個面(即，表面)，該一個或多個面在兩個或更多個方向上彎曲，因此需要使用專業的設備，例如傾斜倒角的端銑刀(還被稱為銑制刀具)、多種類型的端銑刀和精確切削深度(Z軸)控制的銑床，以便獲得精確的刀頭(即，「末端效應器」)幾何形狀。儘管較簡單的、正方形截面的刀頭更易於製造，從而可使用不太複雜的機械加工工藝，但是這些刀頭無法提供彎曲刀頭的幾何形狀的優勢。

儘管可以存在多種設備和技術用於提供彎曲的、超音波驅動的刀頭，但是相信在本發明人之前沒有人已經製造或者使用如本文中描述的發明。

12、112、212、312‧‧‧中心桿

153、154、176、177‧‧‧樞軸銷

8E、9E、10E、11E、12E、12F‧‧‧剖線

A、28A、34A、432A、832A、834A、836A‧‧‧過渡段

B、28B、34B‧‧‧中間段

C、28C、34C、528C‧‧‧遠段

D、E、F、G‧‧‧曲率半徑

D'、E'、F'、G'‧‧‧曲率軸

E8A、E8C、I‧‧‧長軸

20、220、320、420‧‧‧環形支撐件

24、124、224、324、424、524、624、824‧‧‧刀頭

25、225、425、625、825‧‧‧圓柱部

26、226、826‧‧‧遠側尖端

28、228、328、428、528、628、828‧‧‧第一面

30、230、330、430、530、630、830‧‧‧第二面

32、232、332、532、632、832‧‧‧第三面

34、234、334、434、534、634、834‧‧‧第四面

36、236、336、536、636、836‧‧‧第五面

38、238、338、538、838‧‧‧第六面

29、31、33、35、37、39、229、231、233、237、 239、637、829、831、833、835、837、839‧‧‧ 切割邊緣

D8A、D8B、D8C、D8D、H‧‧‧橢圓

10、110‧‧‧超音波外科手術器械

162‧‧‧遠端壁

14‧‧‧連接部

172、175‧‧‧手柄

15‧‧‧近端壁

174‧‧‧固定手柄

16‧‧‧平坦面

179‧‧‧驅動桿

17‧‧‧螺紋孔

185‧‧‧換能器變幅桿

40‧‧‧圓柱表面

186‧‧‧遠端

42‧‧‧圓料段

191‧‧‧安裝銷

44‧‧‧端銑刀

427‧‧‧錐面

60、160‧‧‧套管

527、627‧‧‧圓柱面

61‧‧‧近側部

621‧‧‧圓周凹槽

62、86‧‧‧遠端壁

12A‧‧‧第一段

70‧‧‧套管連接件

12B‧‧‧第二段

72‧‧‧螺紋腔

12C‧‧‧第三段

74‧‧‧近端壁

17A、17B‧‧‧彈性圈

80‧‧‧主機

18A‧‧‧第一錐面

81‧‧‧對接連接器

18B‧‧‧第二錐面

82、182‧‧‧超音波換能器

18C‧‧‧第三錐面

84、184‧‧‧殼體

418C‧‧‧最遠錐面

85‧‧‧遠側部

42A‧‧‧遠側圓柱

87‧‧‧端壁

638A‧‧‧過渡面

88‧‧‧螺紋安裝螺柱

α‧‧‧夾角

89‧‧‧螺紋伸出部

G8‧‧‧圓形

117‧‧‧彈性圈

L、L8‧‧‧縱軸線

150‧‧‧夾持構件

X‧‧‧X軸

151‧‧‧襯墊

Y‧‧‧Y軸

152‧‧‧鋸齒部

Z‧‧‧Z軸

155‧‧‧凹陷區域

儘管本說明書以專利申請範圍作為結論，特別指出本發明並且明顯請求保護本發明的專利申請範圍，但是相信當結合所附附圖進行閱讀時，從本發明的某些實施方式的詳盡說明可以更好地理解本發明。除非上下文另有指出，否則附圖中使用了相似的附圖標記以識別附圖中相似的元件。此外，通過省略某些元件已經簡化了一些附圖，以便更清晰地顯示其它元件。除了如在相應的詳盡說明中明確陳述的，該省略對於說明特定元件在任何示例性實施方式中的存在或不存在不是必須的。

圖1描繪了具有彎曲刀頭的超音波外科手術器械的一個實施方式的局部截面圖。

圖2描繪了可以與圖1的超音波外科手術器械一起使用的超音波主機和附接的換能器的一個實施方式。

圖3A描繪了超音波剪器械的示意性側視圖。

圖3B描繪了圖3A的超音波剪器械的局部截面圖。

圖4A描繪了圖1的超音波外科手術器械的刀頭部分的透視圖。

圖4B至圖4D描繪了圖4A的刀頭的側視圖，其中，每一相繼的視圖為從前一視圖逆時針旋轉(如從刀頭的遠端觀看)。

圖5描繪了類似於圖4B的放大圖。

圖6A至圖6E描繪了刀頭的替選實施方式的類似於圖4A至圖4E的視圖。

圖7描繪了刀頭的又一實施方式的透視圖。

圖8至圖13描繪了圖5的刀頭的製造方法。

圖14描繪了刀頭的另一替選實施方式的側視圖。

圖15描繪了刀頭的又一實施方式的透視圖。

圖16和圖17描繪了圖3A和圖3B的超音波剪器械的遠側部的前透視圖和側視圖，其中圖17描繪了抵著刀頭的處於完全閉合位置中的夾持構件。

圖18和圖19描繪了另一替選刀頭的透視圖和局部切開的透視圖。

圖20描繪了具有最上面的彎曲面的刀頭的示意性圖示，其中，該面的曲率半徑沿著該面的長度連續地改變。

附圖意在示出本發明的範圍而非限制本發明的範圍。本發明的實施方式不一定以描繪在附圖中的方式來實施。因此，附圖意在僅僅協助闡述本發明。因此，本發明不限於附圖中顯示的精確佈置。

出於使相關技術領域的技術人員製造並且使用本發明的目的，以下的詳盡說明僅僅描述了本發明的多個實施方式的示例。這樣，這些實施方式的詳盡說明和圖示本質上僅僅是示意性的，絕不意在以任何方式限制本發明的範圍、或其保護範圍。還應當理解的是，附圖並非按照比例繪製，並且在某些情況下已經省略了對於理解本發明而言不是必須的細節。

本發明的實施方式提供了出於醫療目的與超音波換能器一起使用的彎曲刀頭。本文中所描述的刀頭具有彎曲部，該彎曲部包括至少五個沿著刀頭的至少一部分縱向延伸的面，這些面中的至少一者包括一個或多個彎曲段，從而刀頭具有至少一個彎曲表面和多個適於切割組織的刀頭邊緣。刀頭的面中的每一面在其寬度上是平坦的，其中，寬度垂直於中 心桿投影的縱軸線而延伸。各個面的彎曲段都在一個方向上彎曲，但是曲率在某一個面可能是正的和/或負的。彎曲刀頭設置在中心桿的遠端處，並且中心桿適於可操作地(直接或間接)與超音波換能器相連接。在某些情況下，夾持構件可操作地與彎曲刀頭相鄰設置以用於與刀頭的面和/或邊緣可選擇的接合，以便進行凝血和切割操作，從而提供一種外科手術鉗(也被稱為超音波手術剪)。無論是否具有夾持構件，切割刀頭均可用於超音波切割組織、凝血和/或分離組織。

本發明實施例所述的彎曲刀頭不僅易於加工製造，同時還提供了適於切割組織的多個刀頭邊緣。通過提供多個刀頭邊緣，本發明實施方式所述的彎曲刀頭使得外科醫生能夠更加廣泛地應用其技術和效果。此外，本發明實施例所述的彎曲刀頭還能夠實現在多個方向上切割組織，通常使得外科醫生無需重新定位器械。

圖1為超音波外科手術器械(10)的一個實施方式的局部截面圖，超音波外科手術器械(10)包括細長的中心桿(12)和彎曲的刀頭(24)。在具體實施方式中，超音波外科手術器械(10)還包括套管元件，套管元件包括中空圓柱形的套管(60)和設置在套管(60)的近端的套管連接件(70)。在其它實施方式中，該套管元件被省略。

在圖1中所示的實施方式中，中心桿(12)設置於套管(60)和套管連接件(70)內。然而，套管元件並非直接地與中心桿(12)固定連接。而是，如下文所詳細描述的，中心桿(12)在其近端處可操作地連接至超音波換能器，套管連接件(70)與換能器殼體固定連接。然而，可以理解的是，中心桿(12)也可被固定至套管組件(即，固定至套管(60) 和/或套管連接件(70))，例如，通過焊接、黏結、或本領域中已知的其它方式固定。

中心桿(12)包括設置在其近端的具有內螺紋的連接部(14)，以及與連接部(14)相接且圍繞中心桿(12)的周向排列的多個平坦面(16)。平坦面(16)在中心桿(12)上形成稜柱結構以用於將中心桿擰緊到換能器上，稍後將進行詳細闡述。儘管中心桿(12)被描繪為一體化結構，但是在替選實施方式中，中心桿(12)可包括兩個或更多個彼此接合的部分(例如，通過螺紋附接)。例如，在另一個實施方式中，連接部(14)和平坦面(16)為一體化結構，並通過螺紋與中心桿(12)的近端相連接(例如，通過具有內螺紋的孔以及與其匹配的螺柱將中心桿(12)的兩部分相連接)。類似地，儘管刀頭(24)被描繪為與中心桿(12)一體化結構，但是作為替選實施方式，刀頭(24)與中心桿(12)為分離結構，例如，刀頭(24)通過螺紋連接至中心桿(12)的遠端。

圖2示出了可以與超音波外科手術器械(10)一起使用的主機(80)和超音波換能器(82)的示例。可以理解的是，主機(80)和超音波換能器(82)僅僅是示例性的，因為超音波外科手術器械(10)可以與不同的主機和換能器一起使用。超音波換能器(82)包括殼體(84)，該殼體(84)被配置成便於被醫務從業者抓握和操作。殼體(84)的近端包括電連接器(例如，插頭或插座)，以通過對接連接器(81)可操作地連接到主機(80)上，該對接連接器(81)設置在線纜的一端，該線纜通過類似地方式連接到主機(80)上。因此，電驅動信號(包括具有超音波頻率的交流電)從主機(80)經由線纜和對接連接器(81)被提供給超音波換 能器(82)。超音波換能器(82)將驅動信號轉換成換能器中的超音波振動駐波，包括從殼體(84)的遠端伸出的換能器變幅桿(或速度變壓器，未示出)的遠側部(85)。換能器殼體(84)還包括設置在其遠端的、與換能器變幅桿的遠側部(85)相接的螺紋伸出部(89)。

螺紋安裝螺柱(88)被固定至換能器變幅桿的遠側部(85)，例如通過螺紋旋入並黏結固定在遠側部(85)中的螺紋孔(未顯示)內。因此，螺紋安裝螺柱(88)從遠側部(85)的遠端壁(86)向遠側延伸。還應當指出的是，換能器變幅桿的遠側部(85)的遠端壁(86)位於由超音波換能器(82)所產生的振動駐波的波腹處。作為示例，附圖所示的實施方式的主機(80)和超音波換能器(82)被配置成產生振動頻率大約為55kHz的振動駐波。然而，也可以採用其它超音波頻率，例如在大約20kHz和大約120kHz之間的頻率。

超音波外科手術器械(10)可以多種方式可操作地與超音波換能器(82)相連接。在所示實施方式中，中心桿(12)的近端的連接部(14)包括螺紋孔(17)，該螺紋孔(17)從連接部(14)的近端壁(15)向內(即，向遠側)延伸。螺紋孔(17)設計成能夠容納超音波換能器(82)的安裝螺柱(88)從而將中心桿(12)可操作地與超音波換能器(82)螺紋連接。當連接部(14)螺紋連接到超音波換能器(82)的安裝螺柱(88)上時，連接部(14)的近端壁(15)鄰接超音波換能器(82)的遠側部(85)的遠端壁(86)。當以這樣的方式連接時，在換能器中產生的振動駐波沿著中心桿(12)的長度傳播。平坦面(16)被用於進一步將中心桿(12)緊固到超音波換能器(82)的遠端上，以及扭力扳手(未顯示)可被用於確 保中心桿不被過度擰緊。

如前面所提到的，套管元件包括圓柱形的套管(60)和套管連接件(70)，圓柱形的套管(60)和套管連接件(70)如圖所示的彼此連接。套管(60)可以多種方式連接至套管連接件(70)，例如通過焊接、黏結和/或模鍛(swaging)連接至套管連接件(70)。在圖1中所示的示例性實施方式中，套管(60)的近側部(61)被固定在連接件(70)內的合適配置的腔內、且與連接件(70)的遠端相鄰。另外，套管(60)的近側部(61)的內徑大於套管(60)的在連接件(70)以外部分的內徑，以便在近側部(61)內容納中心桿(12)的連接部(14)和平坦面(16)。

套管連接件(70)通常是中空的，並且包括從連接件(70)的近端壁(74)向內延伸的螺紋腔(72)。當中心桿(12)已經以前面所描述的方式可操作地連接至超音波換能器(82)時，將套管元件滑動套接在中心桿(12)上。具體地，首先將刀頭(24)插入螺紋腔(72)，隨後插入中心桿(12)。之後，通過將螺紋伸出部(89)旋入螺紋腔(72)內，套管連接件(70)被螺紋連接地固定至換能器殼體(84)上，其中，連接件(70)的近端壁(74)與換能器殼體(84)的端壁(87)相抵。當以這樣的方式完成裝配後，刀頭(24)的至少一部分延伸超過套管(60)的遠端壁(62)，如圖1所示。當然，可以理解的是，中心桿(12)、刀頭(24)、和/或套管元件可被配置成，與圖1中所描述的方式相比，刀頭(24)或多或少地延伸超過套管(60)的遠端壁(62)(參見，例如圖3A和圖3B)。總的來說，刀頭(24)應當超出套管(60)的遠端足夠的長度以保證在進行切割、分離和凝血操作時，刀頭長度足以可見、可接觸組織以及可操作，而同時又不能 使刀頭(24)暴露太多，否則在刀頭(24)和組織之間存在很高的非有意接觸的風險。

在圖1所示的實施方式中，刀頭(24)超出套管(60)的遠端壁(62)的長度約為0.5cm至2.5cm。在其它實施方式中，刀頭(24)超出套管(60)的遠端壁(62)的長度約為1.0cm至2.0cm。在又一實施方式中，刀頭(24)超出套管(60)遠端壁(62)的長度約為遠側1/4波長的15%至85%，或遠側1/4波長的30%至70%。該遠側1/4波長為刀頭最遠振動節點和遠側尖端(26)之間的延伸區域，即，大約為刀頭(24)從大約最遠節點到遠側尖端(26)的長度。

在使用本文所描述的超音波外科手術器械和刀頭期間，施加在刀頭(24)上的不同力將可能導致中心桿(12)在套管(60)內的橫向偏移。為了防止套管(60)內壁與刀頭(24)和中心桿(12)接觸，由此限制或防止對超音波外科手術器械(10)的潛在損害以及限制或防止駐波的衰減，在中心桿(12)和套管(60)內部之間設置一個或多個間隔件，以便將中心桿(12)保持在套管(60)的中心(即，中心桿(12)的縱軸線與套管(60)的縱軸線對齊)。在圖1所示的實施方式中，在中心桿(12)外部設置有彈性圈(17A、17B)，包括，例如，矽膠圈。由於在使用期間中心桿(12)在驅動頻率(例如，55kHz)下的縱向振動的振幅在駐波的節點處為0，故彈性圈(17A、17B)設置在中心桿(12)的振動節點處或靠近中心桿(12)的振動節點處，以便限制駐波的衰減。彈性圈(17A、17B)還能夠衰減具有其他頻率的振動，因為其它頻率的振動節點通常與具有驅動頻率的振動節點位置不一致。

彈性圈(17A、17B)可以本領域的技術人員已知的多種方式被支撐和保持定位。例如，在圖6、圖7和圖14中所示的實施方式中，用於彈性圈的環形支撐件(220、320、420)設置在中心桿上，並且彈性圈可通過諸如射出成型的方式，或以本領域的技術人員已知的其它方式(例如，黏結、接合(bonding)等)固定在環形支撐件(220、320、420)上。環形支撐件可以通過諸如車床車削方式來成型。作為另一替選實施方式，並且如在圖18和圖19所示的實施方式中看到，在中心桿上設置有圓周凹槽(621)(例如，通過車床車削的方式成型兩個鄰近的環，凹槽位於兩個相鄰環之間)。之後，可通過將彈性圈限制在圓周凹槽(621)內即實現機械定位。其他的彈性圈也可以通過類似的方式被固定在中心桿。在一些實施方式中，彈性圈(17A、17B)設置在兩個或更多個振動節點處或靠近兩個或更多個振動節點的位置，這部分取決於中心桿的長度。

如為本領域的技術人員已知的那樣，中心桿(12)還可包括多個其它特徵。例如，圖1中所示的中心桿(12)包括不同直徑的多個段，其中，錐面(18A、18B、18C)提供不同直徑的段之間的平滑過渡。在圖1中所示的示例性實施方式中，第一段(12A)位於平坦面(16)附近並且其直徑小於平坦面(16)區域的直徑，以便放大振動駐波。第一錐面(18A)位於第一段(12A)的遠端處，並且提供從較大直徑的第一段(12A)到較小直徑的第二段(12B)的平滑過渡。類似地，第二錐面(18B)位於第二段(12B)的遠端處，並且提供從較小直徑的第二段(12B)到較大直徑的第三段(12C)的平滑過渡。最後，第三錐面(18C)位於第三段(12C)的遠端處(鄰近於彈性圈(17B)、在中心桿的最遠側的振動節點處)，並且 提供從中心桿(12)較大直徑的第三段(12C)到較小直徑的刀頭(24)的平滑過渡。此外，改變直徑的大小還可調節沿中心桿長度傳播的振動波的振幅和/或頻率。然而，可以理解的是，這僅僅是中心桿的一個示例性佈置。替選實施方式包括任意數量的不同直徑的段，這部分地取決於所需要的中心桿的長度(例如，這將取決於手術器械用途)。

包括中心桿(12)和刀頭(24)的超音波外科手術器械可以由任意的各種材料製成，特別是各種醫學上和外科手術上可接受的材料，例如，鈦、鈦合金(例如，Ti6A14V)、鋁、鋁合金或不銹鋼。圖1所示的中心桿(12)和刀頭(24)為一體成型結構，即對單根金屬桿進行銑削加工後得到附圖所示的特徵。或者，中心桿和刀頭可包括兩個或更多個可分離的部件，這些可分離的部件可具有相同的或不同的成分，其中各個部件之間通過例如黏結、焊接、螺紋螺柱、和/或本領域的技術人員已知的其它合適的方式而彼此連接。例如，中心桿(12)可被配置為在平坦面(16)和第一段(12A)處或在平坦面(16)和第一段(12A)之間接合在一起的兩部件。類似地，刀頭(24)可與中心桿(12)分別成型並且接合到中心桿(12)的遠端。

還可以理解的是，包括中心桿(12)和刀頭(24)的超音波外科手術器械可以在無套管元件的情況下使用，僅僅通過將中心桿(12)的近端(即，連接部(14))可操作地與超音波換能器(82)相連接(經由螺紋安裝螺柱(89))。然而，套管(60)不僅能夠保護中心桿(12)，還能夠防止中心桿(12)與患者、醫務人員或外科手術環境之間的不經意接觸。這種不經意接觸不僅衰減中心桿(12)的振動，而且其還可能給患者或醫 務人員帶來傷害，因為中心桿(12)處於超音波振動中。

作為替選實施方式，如圖3A和圖3B所示，超音波外科手術器械(110)被配置為超音波手術剪(也被稱為夾持凝血器)，該超音波手術剪設置有夾持構件(150)，其可樞轉地被支撐在彎曲的刀頭(124)的旁邊。夾持構件(150)適於可選擇地與刀頭(124)的面或邊緣接合，以便同時完成組織切割凝血，該組織通過夾持構件(150)被抵壓在刀頭(124)的面或邊緣上。刀頭(124)可以設置成與圖1所示的刀頭(24)相類似，或者可設置成類似於本文中描述的其它彎曲刀頭的實施方式。在如圖所示的實施方式中，夾持構件(150)被設置成能夠可選擇地與刀頭(124)的上凹彎曲面接合。

除了刀頭(124)和夾持構件(150)之外，超音波外科手術器械(110)的設置可與美國專利No.5,322,055所公開的裝置相類似(該專利通過引用的方式併入本文)。與前述實施方式類似，彎曲的刀頭(124)設置在細長的中心桿(112)的遠端。儘管中心桿(112)和刀頭(124)被描繪為整體結構，但是在替選實施方式中，中心桿(112)可包括兩個或更多個彼此接合(例如，通過螺紋附接)的部分。類似地，儘管刀頭(124)被描繪為與中心桿(112)一體，但是在替選實施方式中，刀頭(124)可為分離的結構並且被附接至中心桿(112)的遠端，例如通過螺紋附接。超音波外科手術器械(110)還包括中空圓柱形的套管(160)，其中，中心桿(112)的至少一部分和可選擇地刀頭(124)的一部分設置於中空圓柱形的套管(160)中。

在前述實施方式中，儘管中心桿(112)的至少一部分位於 套管(160)內，但是套管(160)並非直接固定至中心桿(112)。而是，如下面所詳述的，中心桿(112)在其近端可操作地與超音波換能器(182)相連接，並且套管(160)的近端被固定在手柄(172)內。

如圖所示，超音波外科手術器械(110)還包括安裝在手柄(172)上的超音波換能器(182)。超音波換能器(182)可拆卸地安裝在手柄(172)上(例如通過與其螺紋連接)，或者被固定在手柄(172)內或被固定在手柄(172)上。超音波換能器(182)包括殼體(184)，殼體(184)被設置成能夠與手柄(172)的固定手柄(174)相配合以便於更好地抓握和操作外科手術器械(110)。換能器的殼體(184)的近端包括用於可操作地連接至主機的電連接器(例如，插頭或插座)。因此，主機輸出的具有超音波頻率的交流電驅動信號通過線纜提供給超音波換能器(182)，該線纜可操作地與換能器殼體上的電連接器相連接。在前述實施方式中，超音波換能器(182)將驅動信號轉變成換能器中的超音波振動駐波，該換能器包括換能器變幅桿(或速度變壓器)(185)。

儘管未顯示在圖3A或圖3B中，但是螺紋安裝螺柱被固定在換能器變幅桿(185)的遠端(186)，例如通過螺紋旋入並黏結地固定在換能器變幅桿(185)遠端(186)中的螺紋孔中。因此，在前述實施方式中，該螺紋螺柱從換能器變幅桿(185)的遠端(186)向遠側延伸，並且換能器變幅桿(185)的遠端(186)位於由超音波換能器(182)產生的振動駐波(例如，在55kHz下)的波腹處。類似於前面的實施方式，中心桿(112)的近端包括螺紋孔(未顯示)，該螺紋孔從中心桿(112)的近端向內延伸(即，向遠端延伸)。該螺紋孔被設計成能夠容納換能器變幅桿(185)遠 端的安裝螺柱，從而將中心桿與換能器變幅桿(185)的安裝螺柱螺紋連接固定，以可操作地使其與超音波換能器(182)相連接。當以該種方式(即，如圖3B所示)連接時，在超音波換能器(182)中產生的振動駐波沿著中心桿(112)的長度傳播。

套管(160)可通過多種本領域技術人員已知的方式與手柄(172)相連接，例如，通過焊接、黏結、機械緊固件和/或模鍛(swaging)的方式與手柄(172)相連接。在圖3A和圖3B中顯示的示例性實施方式中，套管(160)的近端和中心桿(112)通過安裝銷(191)被固定到手柄(172)內。

如圖3A所示，刀頭(124)的至少一部分延伸超過套管(160)的遠端壁(162)。可以再次理解的是，中心桿(112)、刀頭(124)、套管(160)和/或手柄(172)可被配置成比起圖3A中所描繪的，刀頭或多或少地延伸超過套管(160)的遠端。在該情況下，全部的刀頭面(即，刀頭的彎曲部分)延伸超過套管(160)的遠端壁(162)。在前述實施方式的基礎上，一個或多個彈性圈(117)(例如，矽膠圈)設置在中心桿(112)的外部並且充當間隔件，該間隔件不僅使中心桿維持與套管(160)同心，而且還位於中心桿(112)的振動節點處，以便限制具有驅動頻率的駐波的衰減，同時還對具有其他頻率的振動進行衰減。

夾持構件(150)包括安裝在夾持構件(150)上用於將組織壓抵在刀頭(124)的面或邊緣上的襯墊(151)，以便於切割組織和凝血。襯墊(151)由聚合材料或其它柔性材料(compliant material)成型，當夾持構件(150)樞轉到其完全閉合位置(圖17中所示)時，襯墊(151)與 刀頭(124)的邊緣或面相抵。襯墊(151)可以由諸如PTFE或聚醯亞胺(PI)的材料製成，添加或者不添加諸如玻璃、金屬和/或碳的填充材料。在一些實施方式中，襯墊(151)的材料包括耐高溫的材料。並且，襯墊(151)通過諸如黏結劑或機械緊固件的方式而附接至夾持構件(150)。

此外，如圖16所示，在襯墊(151)的夾持表面上成型有鋸齒部(152)，以便更好地抓持和操作組織，即使刀頭(124)未振動，在外科手術器械(110)不被用於切割組織/使組織凝血時，也可被用作常規的鉗子。鋸齒部(152)設置成兩行，兩行之間具有凹陷區域(152)。凹陷區域(152)成型並且配置成用於與刀頭(124)的鄰近面匹配接合，最佳如在圖16中所看到的。通過使凹陷區域(152)的表面匹配刀頭(124)的鄰近面的表面，當組織襯墊被夾持抵靠在刀頭的相鄰面上時，在組織襯墊(151)和刀頭之間沒有間隙，因此，確保了組織沿著刀頭的長度被完全切割。還可以注意的是，套管(160)的遠端為錐形的，以便在使用期間限制組織進入套管(160)的內部。

夾持構件(150)的近端通過樞軸銷(153)可樞轉地安裝在套管(160)上，且與套管(160)的遠端相鄰。夾持構件(150)還通過樞軸銷(154)可樞轉地安裝在驅動桿(179)的遠端。驅動桿(179)安裝在手柄(172)上且能夠平行於中心桿(112)的縱軸線做線性運動，並且位於套管(160)的上方並直接從手柄(172)向外延伸。從圖3A所示的器械的打開位置，驅動桿(179)向遠側(即，朝向刀頭(124)的方向)的線性運動帶動夾持臂朝向其閉合位置樞轉，從而使得襯墊(151)最終與刀頭(124)的面(參見圖17)相接合。類似地，從閉合位置，驅動桿(179) 向近側(即，朝向超音波換能器(182)的方向)的線性運動帶動夾持臂樞轉至圖3A的打開位置。

為了驅動驅動桿(179)線性縱向運動，如圖所示，樞轉的手柄(175)可樞轉地安裝在手柄(172)上。手柄(175)通過樞軸銷(176)可樞轉地固定在手柄(172)內，並且在手柄(172)內，手柄(175)的遠端通過樞軸銷(177)可樞轉地與驅動桿(179)的近端相連接。因此，手柄(175)遠離手柄(172)的樞轉運動將帶動夾持構件(150)朝向其打開位置(圖3A)樞轉，而手柄(175)朝向手柄(172)的樞轉運動將帶動夾持構件(150)朝向其閉合的、夾持組織的位置樞轉。

如前面所提到的，本文中所描繪和描述的刀頭具有至少一個彎曲表面以及多個適於切割組織的刀頭邊緣。這些刀頭可以僅僅利用端銑刀而無需Z軸銑削地由車削料(例如，圓料)製成，同時仍然提供多個適於切割組織的刀頭邊緣。

本文中所描繪和描述的彎曲刀頭設置在中心桿的遠端，並且具有彎曲部，該彎曲部包括至少五個面，該至少五個面沿著刀頭長度的至少一部分縱向延伸。刀頭的每一面在其寬度上是平坦的，該寬度垂直於中心桿的投影縱軸線(L)而延伸。沿著其各個長度方向(即，正交於其各個寬度的方向)，刀頭的每一面可以是平坦的，或者包括一個或多個彎曲段(具有或不具有一個或多個平坦段)，單個面的每一個彎曲段同向彎曲(然而，曲率可以為正的和/或負的)。刀頭的至少一個面包括至少一個該彎曲段。在一些實施方式中，刀頭的彎曲部包括偶數個面(例如，6個)，其中兩個相對的面(即，刀頭的相對側上的面)具有至少一個彎曲段。單個面的彎曲 段彎曲的方向沿著其長度方向不會改變，每個面彎曲段的表面曲率導數在一個方向上非零，而在垂直方向(即，跨越其寬度)上為零。因此，單個面的每一彎曲段的曲率軸彼此平行(例如，如圖5所示)。此外，刀頭的面的每一彎曲段的曲率軸垂直於中心桿的縱軸線(L)所在的平面(即，刀頭的面不包括那些曲率軸不垂直於中心桿縱軸線所在平面的彎曲段)。因此，相鄰面之間的夾角沿刀頭彎曲部的長度方向數值恆定。

相應地，刀頭的彎曲部的每一面包括可展曲面，由此便於在車削料(例如，圓料)的基礎上，利用端銑刀以及在X軸和Y軸做相對運動的工件(即，刀頭材料，例如，圓料)加工得到刀頭。在銑削期間不需要Z軸運動或切割，這由於刀頭的每一面是平坦的和/或包括一個或多個直立圓柱面(圓形表面或橢圓柱面)或在單一方向上彎曲的其它表面。可以理解的是，本文中所描述的刀頭可以由任何車削料加工而成，車削料不僅包括圓柱料或圓錐料，還包括橢圓柱料或橢圓錐料(通過參考由圓料製造刀頭面的方法能夠更好地理解前述刀頭面的設置，稍後詳述)。

刀頭彎曲部的每一對相鄰面的交線限定了切割邊緣，該切割邊緣沿刀頭的長度段(即，刀頭的彎曲部的長度段)的至少一部分延伸。因為每一相鄰面不必以相同的方式彎曲，故同一刀頭可以提供多種切割邊緣形狀和配置，以便給醫務工作者更多的切割選擇。

在一些實施方式中，刀頭的五個或更多個面，由此在其之間形成的五個或更多個切割邊緣，延伸至刀頭的遠側尖端(26)(例如，圖6)。在其它實施方式中(例如，圖15)，刀頭的一個或多個面終止於圓柱面(527)(或其它車削表面)。圓柱面(527)的產生是由於兩個相鄰面沿刀頭長度 相交時，其遠端相交點超出了用於加工刀頭的車削料的外輪廓。在圖15中所示的實施方式中，圓柱面(527)包括用於加工刀頭(524)的圓柱料的一部分。然而，可以理解的是，本文中所描述的刀頭可以由任何車削料製造，該車削料不僅包括圓柱料還包括例如橢圓車削料。

在一些實施方式中，刀頭的彎曲部具有六個面，該六個面被佈置成三對相對的面，從而在與中心桿至刀頭彎曲部縱軸線相垂直的的任何平面內(除了穿過一些過渡段，稍後詳述)，刀頭的橫截面形狀都是六邊形。在這些實施方式中，相鄰面之間的夾角沿著刀頭彎曲部的長度是恆定的，並且每一夾角在大約100°和大約140°之間。在一個具體實施方式中，在具有彎曲部(彎曲部具有六個面)的刀頭的相鄰面之間的所有夾角大約120°(例如，圖14中的刀頭424)。

在一些實施方式中，刀頭的近端包括在中心桿的遠端和刀頭的多個面之間的圓柱部。例如，刀頭(24)包括圓柱部(25)，該圓柱部(25)設置在與中心桿(12)最遠節點相鄰的錐面(18C)和刀頭面(28、30、32、34、36、38)近端之間(見圖1和圖4A)。在其它實施方式中，特別是當錐面未被設置在最遠節點處時(即，當在最遠節點和刀頭之間沒有錐面時)，刀頭包括設置在中心桿的最遠節點和多個面之間的圓柱部。另外，在又一實施方式中，在刀頭的近端上不包括這樣的圓柱部。

圖4A至圖4E描繪了刀頭(24)的各個視圖，在該實施方式中，該刀頭包括具有六個面(28-38)的彎曲部，該六個面(28-38)從圓柱部(25)向遠側延伸到遠側尖端(26)。在該具體實施方式中，每一面(28-38)包括彎曲的過渡段(A)、平坦的中間段(B)和彎曲的遠段(C)。每一面 的過渡段(A)提供了從圓柱部(25)到刀頭的彎曲部的中間段(B)和彎曲的遠段(C)的平滑過渡，並且在遠側方向上(即，朝向遠側尖端(26))寬度逐漸增大。過渡段(A)不僅在使用端銑刀將車削料加工成刀頭面時是必須的，而且過渡段(A)幫助減小面和圓柱部(25)的相交區域的應力。不過，過渡段(A)以及過渡段(A)和相鄰面(例如，鄰近過渡段)之間的邊緣也是刀頭的可使用部分。因此，這些過渡段的每一邊緣都可用於切割和/或燒灼組織。

刀頭的每一面的過渡段(A)在其寬度上是平坦的，並且沿著其長度朝一個方向彎曲。另一方面，在圖4和圖5中所示的實施方式中，刀頭每一面的中間段(B)在其寬度上是平坦的，並且沿著其長度也是平坦的，中間段(B)相對於中心桿的縱軸線以一定角度延伸，從而，刀頭(24)沿著中間段(B)逐漸變細。在替選實施方式中，一個或多個中間段(B)向與中心桿的縱軸線(L)平行的方向延伸。最後，刀頭(24)的每一面的每一遠段(C)在其寬度上是平坦的並且沿著其長度(在一個方向上)彎曲。在替選實施方式中，一個或多個(但非所有)遠段(C)沿著其各自的長度是平坦的。

如上面所提到的，刀頭(24)的彎曲部具有六個面(28-38)，該六個面(28-38)從圓柱部(25)向遠側延伸到遠側尖端(26)。刀頭(24)的面佈置成三對相對的面，從而在垂直於中心桿的縱軸線(L)且穿過中間段(B)或遠段(C)的任意點的任意平面內，刀頭的橫截面形狀都是六邊形。相鄰面之間的夾角沿著刀頭的長度方向恆定，並且每一夾角在大約100°和大約140°之間。在圖4所示的實施方式中，相鄰面之間的所有夾角為約 120°，從而與中心桿的縱軸線(L)垂直的且穿過中間段(B)或遠段(C)的任何任意點任一平面內，刀頭的橫截面形狀都是等角六邊形。

應當注意的是，等角六邊形僅意味著夾角(即，內角)是相等的，並且六邊形的相對邊彼此平行。然而，由於上面所描述的等角六邊形的橫截面形狀限定在與中心桿的縱軸線(L)垂直的平面中，並且相對面(儘管在其寬度上平行並且僅在一個方向上彎曲)可以具有不同的曲率值，故該等角六邊形的相對面不必有相同的長度。因此，儘管本文中所描述的刀頭能夠僅利用常規的端銑刀而無需Z軸銑削來加工，但是該刀頭可以具有多個不必在一個方向上彎曲的彎曲切割邊緣(儘管如此，事實是每一單個面僅在一個方向上彎曲)。

當然，可以理解的是，在替選實施方式中在相鄰面之間的夾角將部分取決於有多少個面設置在刀頭上。例如，在一些實施方式中，刀頭具有五個面，因此相鄰面之間的每一夾角在大約88°和大約128°之間，或在一些情況下，每一夾角為大約108°，從而在與中心桿的縱軸線垂直的穿過刀頭的彎曲部的任何面內(除了穿過一些過渡段，當存在時)，刀頭的橫截面形狀都是等角五邊形。類似地，在一些實施方式中，刀頭具有七個面，每一夾角在大約108°和大約148°之間，或在一些情況下，每一夾角為大約128°，從而在與中心桿的縱軸線垂直的穿過刀頭的彎曲部的任何面內(除了穿過一些過渡段，當存在時)，刀頭的橫截面形狀都是等角七邊形。在一些實施方式中，刀頭具有八個面，每一夾角在大約115°和大約155°之間，或在一些情況下，每一夾角為大約135°，從而在與中心桿的縱軸線垂直的穿過刀頭的彎曲部的任何面內(除了穿過一些過渡段，當存在時)，刀頭的橫 截面形狀都是等角八邊形。

在又一實施方式中，比起前面段落中所限定的那些刀頭，其夾角可具有更大的變型。例如，圖18和圖19中所示的刀頭(624)具有五個面，從而在垂直於中心桿的縱軸線的穿過刀頭(624)的彎曲遠段(C)的任何面內，刀頭的橫截面形狀都是五邊形。然而，儘管相鄰面之間的夾角中的四個角為大約120°，但是第五個夾角(α)為大約60°。因此，切割邊緣(637)比其它四個切割邊緣更鋒利。

繼續如圖4和圖5所示，由於面(28、30、32、34、36、38)的過渡段(A)並非都具有相同長度，故在垂直於中心桿的縱軸線(L)的穿過過渡段(A)的一些部分的面內，刀頭的橫截面形狀將包括對應於製造刀頭的圓料的圓柱表面(40)的部分(參見，例如圖12F，其中，28A表示刀頭(24)的彎曲部的第一面(28)的過渡段)。在一些實施方式中，過渡段(A)的長度小於刀頭彎曲部長度的一半，或甚至小於刀頭彎曲部長度的三分之一。

在替選實施方式中，如圖18和圖19所示，儘管彎曲遠段(C)包括五個面，但過渡段(A)可進一步包括過渡面(638A)以便於在遠段的兩個面之間提供更小夾角(α)。不管怎樣，每一面(628、630、632、634、636)均包括彎曲過渡段(A)、平坦中間段(B)和彎曲遠段(C)。如之前所述，每一面的過渡段(A)提供了從圓柱部(625)到刀頭中間段(B)和遠段(C)之間的平滑過渡。刀頭的每一面的每一過渡段(A)、以及過渡面(638A)在其寬度上是平坦的並且沿著其長度在一個方向上彎曲。另一方面，刀頭的每一面的中間段(B)在其寬度上是平坦的，並且沿著其 長度也是平坦的，中間段(B)平行於中心桿的縱軸線而延伸。最後，刀頭的每一面的遠段(C)在其寬度上是平坦的，並且沿著其長度(在一個方向上)彎曲。同樣，類似於圖15中的刀頭(524)，第一面(628)、第二面的部分以及第五面的部分(630，636)終止於圓柱面(627)。

最佳如圖4A、圖4B和圖5所示，第一面(28)沿著穿過刀頭(24)的過渡段(A)、中間段(B)和遠段(C)的切割邊緣(29)與第二面(30)相交。類似地，第二面(30)沿著切割邊緣(31)與第三面(32)相交，第三面(32)沿著切割邊緣(33)與第四面(34)相交，第四面(34)沿著切割邊緣(35)與第五面(36)相交，第五面(36)沿著切割邊緣(37)與第六面(38)相交，以及第六面(38)沿著切割邊緣(39)與第一面(28)相交。如需要，切割邊緣可被拋光以使邊緣鈍化或被打磨以使邊緣鋒利。還可以對整個刀頭進行拋光處理，以提高表面光潔度，延長刀頭的使用壽命(防止疲勞磨損)和/或調節切割的速度。關於刀頭(24)的三對相對面，第一面(28)與第四面(34)相對，第二面(30)與第五面(36)相對，以及第三面(32)與第六面(38)相對。由於相鄰面之間的每一夾角沿著刀頭(24)彎曲部的長度方向恆定，並且為大約120°，故每一對相對面的彎曲段的曲率軸彼此平行，即，每一對相對面僅在同一方向上彎曲(儘管曲率可能為正或為負)。例如，圖5所示，為刀頭(24)的側平面視圖(並且與圖4B是相同視圖)。

如圖5所示，相對的第一面(28)和第四面(34)的過渡段(28A、34A)沿著其長度彎曲，中間段(28B、34B)是平坦的(沿著其長度和寬度)，並且遠段(28C、34C)沿著其長度是彎曲的。這些段(28A-28C、 34A-34C)中的每一段在其寬度上是平坦的，其中，寬度垂直於中心桿(12)的縱軸線(L)延伸(即，垂直於圖5的平面)。彎曲的段(28A、28C、34A、34C)均在同一方向上彎曲，從而其曲率軸(D'、E'、F'、G')彼此平行，並且垂直於包括了中心桿的縱軸線(L)的平面(即，垂直於圖5所在的平面)。當然，儘管彎曲的段(28A、28C、34A、34C)均在同一方向上彎曲，但是第四面(34)的遠段(34C)是反向彎曲的(負的曲率半徑(F))，同時，其它彎曲段(28A、28C、34A)是正向彎曲的(正的曲率半徑(D、E、F))。如在本文中所使用的，凹面的曲率半徑為正數，而凸面(例如，第四面(34)的遠段(34C))的曲率半徑為負數。

在本文中所描述的刀頭的一些實施方式中，每一面的過渡段均是凹的(例如，圖5所示的28A和34A)。因此，過渡段有效地提供了錐面，從而減小了刀頭橫截面的尺寸。同樣，在本文中所描述的刀頭(例如，刀頭(24、124、224))的一些實施方式中，當每一對相對面中的一個中間段或遠段為凹面時(例如，圖5中的28C)，則其相對面的對應的中間段或遠段為凸面(例如，圖5中的34C)。此外，在這些實施方式中，刀頭面的具有凹面的中間段或遠段的曲率半徑等於或大於其相對面所對應的中間段或遠段的曲率半徑。例如，在圖5中所示的實施方式中，第一面(28)的具有凹面的遠段(28C)的曲率半徑(E)大於第四面(34)的具有凸面的遠段(34C)的曲率半徑(G)。以這樣的方式，這些實施方式所述的刀頭彎曲部的截面面積將不會沿著其長度的任何部分增大。而是，刀頭彎曲部的截面面積將在其近端和遠端之間減小，從而刀頭沿著其長度方向逐漸變細，並且刀頭在遠側尖端(26)處最細。

儘管刀頭(24)的六個面(28-38)中的每一面包括單個的中間段(28B-38B)，但是在過渡段(28A-38A)和遠段(28C-38C)之間也可設置有任意數量的中間段，這些中間段可以具有不同曲率(包括曲率為零)。在圖5中所示的實施方式中，儘管所有面(28-38)的中間段均不彎曲，但是它們成錐面，從而相對中間段之間的距離在遠側的方向上越來越小。

可以理解的是，刀頭彎曲部的任意面均可設置任意數量的平坦段和彎曲段。例如，在一些實施方式中，每一面的至少一個段是彎曲的，例如，每一面具有彎曲遠段，該面可具有或不具有過渡段和中間段，每一過渡段和中間段可沿其長度方向為直的或彎曲的。在其它實施方式中，一個面或多個面的整體是彎曲的，該面在整個長度上曲率半徑不變(例如，圖6中的刀頭(224)的第一面(228))。

圖6A至圖6E描繪了刀頭(224)的替選實施方式，刀頭(224)具有從圓柱部(225)向遠側延伸到遠側尖端(226)的六個面(228-238)。在該具體實施方式中，每一面(228-238)包括過渡段(A)和遠段(C)(在六個面的任何一面上都沒有平坦的中間段)。每一面的過渡段(A)提供從圓柱部(225)到刀頭遠段(C)的過渡。類似於前面的實施方式，由於過渡段(A)逐漸變細，因此減小了刀頭從圓柱部(225)到刀頭彎曲部的剩餘部分的橫截面面積，過渡段(A)在向遠側的方向上(即，朝向遠側尖端(226))寬度逐漸增大。不同於刀頭(24)，過渡段(A)的遠端位於距中心桿(212)的遠端不同距離處。再一次，刀頭每一面的過渡段(A)在其寬度上是平坦的並且沿著其長度在一個方向上彎曲，其中，每一過渡段(A)是凹的。類似地，刀頭每一面的遠段(C)在其寬度上是平坦的並且沿著其 長度(在一個方向上)彎曲。然而，在該實施方式中，刀頭面的每一遠段包括連續改變曲率半徑的複合曲面，然而，曲率仍然沿著遠段的長度在一個方向上(例如，如在圖20中示意性描述的)。

如前面所述，刀頭(224)的六個面(228-238)佈置為三對相對的面，從而在與中心桿的縱軸線(L)垂直且穿過遠段(C)的任意點的任意平面內，刀頭的橫截面形狀都是六邊形。相鄰面之間的夾角沿著刀頭的長度是恆定的，並且每一夾角為大約120°，從而在與中心桿的縱軸線(L)垂直且穿過遠段(C)的任意點的任意平面內，刀頭的橫截面形狀都是等角六邊形。

第一面(228)沿著切割邊緣(229)與第二面(230)相交，第二面(230)沿著切割邊緣(231)與第三面(232)相交，第三面(232)沿著切割邊緣(233)與第四面(234)相交，第四面(234)沿著切割邊緣(235)與第五面(236)相交，第五面(236)沿著切割邊緣(237)與第六面(238)相交，以及第六面(238)沿著切割邊緣(239)與第一面(228)相交。關於刀頭(224)的三對相對面，第一面(228)與第四面(234)相對，第二面(230)與第五面(236)相對，以及第三面(232)與第六面(238)相對。由於相鄰面之間的每一夾角沿著刀頭(224)的長度是恆定的，並且為大約120°，故每一對相對面的彎曲部的曲率軸彼此平行，即，每一對相對面僅在同一方向上彎曲(儘管曲率可能為正或可能為負，如之前實施方式該)。正如刀頭(24)一樣，當面(228、230、232、234、236、238)的一個遠段(C)為凹面時，其相對面的遠段(C)為凸面(例如，第一面(228)的遠段是凹面，而與其相對的第四面(234)的遠段是凸面)。

圖7描繪了刀頭(234)的又一替選實施方式，刀頭(324)具有六個面(328-338)，這六個面(328-338)以大約120°的夾角彼此相交。並且，每一面包括過渡段(A)、中間段(B)和遠段(C)。如前述，過渡段(328A-338A)在其各自的寬度上是平坦的，並且沿著其各自長度在一個方向上彎曲(凹向地)。然而，在該實施方式中，相對的第二面(330)和第五面(336)的中間段(B)和遠段(C)沿著其整個長度是平坦的。面(328、332、334、338)在中間段(B)處沿著其各自的長度是平坦的，但是在遠段(C)處沿著其各自的長度在一個方向上彎曲。同樣在該實施方式中，沿著其遠段(C)彎曲的每一對相對面具有相同的曲率半徑，從而在與中心桿的縱軸線(L)垂直且穿過中間段(B)或遠段(C)的任何點的任意平面內，刀頭(324)的橫截面形狀都是等角不等邊六邊形(semi-regular hexagon)(六邊形的相對邊長度相等)。因此，除了過渡段(A)，刀頭(324)的橫截面尺寸並不隨著遠離過渡段(A)而逐漸變小。此外，中間段(B)的軸線平行於中心桿(312)的縱軸線。

圖8至圖12示出了由圓料(42)的段加工成刀頭(24)的方法，其中，出於簡潔的目的，從圖8至圖12省略了在中心桿(12)的遠端處的錐面(18C)。中心桿(12)和刀頭(24)由單個圓料機械加工而成，並且中心桿(12)的省略特徵(例如，錐面(18))可以由本領域技術人員已知的方法成型。具體地，圓料(42)段的直徑(如圖8所示)在圖9中已經被縮小，從而不僅為中心桿(12)第三段(12C)提供所需的直徑，還提供用於加工彈性圈(17B)環形支撐件(20)的直徑，彈性圈(17B)可以通過本領域技術人員已知的其它方式，例如，射出成型在環形支撐件(20) 上或施加在環形支撐件(20)上。例如，環形支撐件(20)和遠側圓柱(42A)可以通過在車床上對圓料進行車削以減小其直徑來成型，將圓料的端部保留為遠側圓柱(42A)，該遠側圓柱(42A)的直徑與原始圓料(42)的直徑相同(或小於原始圓料(42)的直徑)。遠側圓柱(42A)對應於最終的刀頭(24)的中間段(B)和遠段(C)。可替選地，刀頭面也可由全直徑的圓料銑削而成。

當圓料的尺寸被加工減小到圖9所示的結構時，通過一個或者多個端銑刀對其進行機械加工，以得到刀頭(24)的六個面使之成型為圖10中所示的結構。不管怎樣，都不需要Z軸銑削，而是僅僅利用圓料的三個方向就可銑削出所有的六個面。例如，如圖10和圖13中所示，通過端銑刀(44)對圓料進行銑削以得到第一面(28)和第四面(34)。如圖13A和圖13B所示，工件(圓料，可選擇地被加工減小至圖9所示的結構)放置在銑床的X-Y工作臺上。然後，隨著端銑刀旋轉(圍繞Z軸)，使工件在X方向和Y方向上進給，但不旋轉工件。因此，工件被銑削形成第一面(28)，其中，第一面(28)在其寬度上(即，在圖13B中的Z向上)是平坦的。無需繞其縱軸線(L)旋轉工件，而是在銑削第四面(34)之前，僅僅在Y方向上移動工件以對其進行重新定位，並採用同樣的方式銑削出第四面(34)(可替選地，工件可以從圖13A中所示的位置圍繞其縱軸線旋轉180°以便機械加工(銑削)第四面(34))。

接著，參見圖11，將工件圍繞其縱軸線(L)旋轉60°(當從遠端觀看時，順時針方向)，利用一個或多個端銑刀以相同的方式(即，相對於圍繞Z軸旋轉的端銑刀，工件僅有X向運動和Y向運動)銑削出第三面 (32)和第六面(38)。最後，參見圖12，工件圍繞其縱軸線(L)再旋轉60°，利用一個或多個端銑刀以與前面相同的方式(即，相對於旋轉的端銑刀，工件僅有X向運動和Y向運動)銑削出第二面(30)和第五面(36)。當然，可以理解的是，切割這些成對的相對面的順序是可以改變的。類似地，通過使旋轉的端銑刀相對於靜止的工件在X方向和Y方向上移動也可以銑削出相對面，或者甚至通過將工件X向運動和Y向運動以及旋轉端銑刀的X向運動和Y向運動相結合，以銑削出相對面。

圖14描繪了具有六個面的刀頭(424)的又一替選實施方式，該六個面以大約120°的夾角相交。類似於前面的實施方式，每一面在其寬度上是平坦的，並且沿著其長度在一個方向上彎曲。然而，在該實施方式中，第一面(428)、第二面(430)和與第一面(428)相鄰的第六面(在圖14中未示出)沿著其整個長度連續彎曲，具有正的橢圓曲率(即，凹面)。還如在本文中所使用的，凹面具有正的曲率，而凸面具有負的曲率半徑。還如在本文中所使用的，橢圓彎曲表面(例如第一面(428)，其曲率由圖14中的橢圓(H)限定)的曲率軸限定為平行於刀頭面的寬度並且垂直於縱軸線(L)的、穿過橢圓的中心點延伸的線。其它複合彎曲的旋轉軸可以類似地限定。

如圖14所示，沿著其寬度，第一面(428)為橢圓(H)的一部分，該橢圓(H)相對於中心桿的縱軸線(L)傾斜。因此，如圖14所示，橢圓(H)的長軸(I)不平行於縱軸線(L)，而是以大約5°的夾角傾斜。當然，第一面(428)的橢圓軌跡可以不需要相對於縱軸線(L)傾斜或可以傾斜到不同度數(例如，傾斜大約20°、或在大約2°和大約10°之間傾 斜)。由於第一面(428)沿著其整個長度的橢圓軌跡連續彎曲，故第一面(428)不包括過渡段。儘管不必遵循與橢圓(H)相同的橢圓曲線(例如，然後傾斜或非傾斜，具有不同偏心率和/或不同半徑)，但是刀頭(424)的第二面(430)和第六面以類似的橢圓彎曲。因此，刀頭(424)的第二面和第六面同樣不具有過渡段。

相對面(即，第三面(432)與第六面是相對關係，第四面(434)與第一面(428)是相對關係，以及第五面與第二面(430)是相對關係)的遠段(C)同樣以相同的方式橢圓彎曲，並且因此包括凸的橢圓曲面。這些相對面也具有過渡段(A)(例如，第三面(432)的過渡段(432A))，該過渡段為凹橢圓曲面，如本文中前面所討論的。在該具體實施方式中，類似於其相對凹面，相對的凸面遠段為傾斜橢圓的部分。因此，每一對相對面在同一個方向上沿著其長度彎曲，其中每一對相對面中的一個面沿著其整個長度內凹，並且每一對相對面中的另一相對面具有凸面遠段和凹面過渡段。

此外，刀頭(424)還相對於中心桿的縱軸線(L)所在的平面(即，平行於圖14中縱軸線(L)所在平面的平面)對稱。由於這一特徵以及刀頭的曲率，刀頭將在縱向和橫向上振動(即，在圖13A的X方向和Y方向上，但是不在Z方向上)。

當然，可以理解的是，刀頭(424)的面可以任何多種方式彎曲，例如具有一個不變的曲率半徑(即，遵循圓形軌跡的一部分的表面)、沿著其整個長度(或長度的一部分)不斷改變的曲率半徑、或者不同彎曲形狀和/或不同曲率的段，該段包括一個或多個在其寬度和長度上均是平坦 的段。然而，六個面中每一面的彎曲的方向沿著其各自的長度不變，並且多對相對面中的每一對(例如，第一面(428)和第四面(434))的曲率軸彼此平行並且垂直於中心桿的縱軸線(L)所在的平面。此外，刀頭(424)在穿過刀頭(424)的遠端到過渡段的任何部分的橫截面形狀都為等角六邊形。

從圖14還可以注意到的是，儘管圓柱部(425)從中心桿的最遠錐面(418C)(位於中心桿的最遠節點處)向遠側延伸，但是在圓柱部(425)和刀頭面的過渡段(A)之間還設置有向遠側增大的錐面(427)。

圖15描繪了具有六個面(528-538)的刀頭(524)的又一替選實施方式，該六個面(528-538)以大約120°的夾角相交。在此，因為第一面(528)的遠段(528C)的曲率半徑足夠小(即，更大的曲率)，故第一面(528)在工件的遠端前截止(工件的遠端已加工成型)。因此，第一面(528)和部分的第二面(530)以及部分的第六面(538)截止於圓柱面(527)，圓柱面(527)為通過車床將原始圓料車削形成的遠側圓柱(例如，圖9中的42A)的剩餘部分。因此，在圖15中所示的實施方式中，當刀頭(524)的彎曲部再次具有佈置成三對相對面的六個面時，除了穿過過渡段的最近端部分的面和除了穿過圓柱面(527)的面，在與中心桿的縱軸線垂直且穿過刀頭的彎曲部的任意平面內，刀頭的橫截面形狀都是六邊形。

儘管前面詳盡地描述了超音波外科手術器械和其刀頭的各種實施方式，但是可以理解的是，部件、特徵和配置，以及製造器械的方法和本文中描述的方法不限於本文中描述的具體實施方式。

10‧‧‧超音波外科手術器械

12‧‧‧中心桿

14‧‧‧連接部

15‧‧‧近端壁

16‧‧‧平坦面

17‧‧‧螺紋孔

24‧‧‧刀頭

25‧‧‧圓柱部

26‧‧‧遠側尖端

60‧‧‧套管

61‧‧‧近側部

62‧‧‧遠端壁

70‧‧‧套管連接件

72‧‧‧螺紋腔

74‧‧‧近端壁

12A‧‧‧第一段

12B‧‧‧第二段

12C‧‧‧第三段

17A、17B‧‧‧彈性圈

18A‧‧‧第一錐面

18B‧‧‧第二錐面

18C‧‧‧第三錐面

Claims (16)

1. 一種超音波外科手術器械，包括：細長中心桿，該中心桿具有縱軸線和遠端；以及從該中心桿的該遠端延伸的刀頭，該刀頭具有長度段、遠端和彎曲部，該彎曲部包括至少五個沿著該刀頭的該長度段的至少一部分縱向延伸的面，每一該面具有垂直於該中心桿的縱軸線延伸的寬度和正交於該寬度延伸的長度，其中，每一該面在其寬度上是平坦的，並且沿著其整個長度是平坦的，或沿著其長度包括一個或多個彎曲段，其中，單個面的每一該彎曲段在同一方向上彎曲，從而單個面的每一該彎曲段的曲率軸彼此平行，並且該刀頭的該面的每一該彎曲段的曲率軸垂直於該中心桿的該縱軸線所在的平面；以及該刀頭的至少一個該面包括一個該彎曲段。
2. 如請求項1所述的超音波外科手術器械，其中，每一對相鄰面的交線形成切割邊緣，該切割邊緣沿著該刀頭的該長度段的至少一部分延伸，並且相鄰面之間的夾角在大約100°和140°之間。
3. 如請求項1或2所述的超音波外科手術器械，其中，該刀頭具有至少六個該面。
4. 如任一項前述請求項所述的超音波外科手術器械，其中，該刀頭具有佈置成三對相對面的六個面，其中，相鄰面的夾角為大約120°，從而在與該中心桿的縱軸線垂直的平面內該刀頭的該彎曲部的橫截面形狀為等角六邊形。
5. 如任一項前述請求項所述的超音波外科手術器械，其中，該中心桿和該刀頭為一體成型結構。
6. 如請求項5所述的超音波外科手術器械，其中，該刀頭的每一該面包括在其近端處的彎曲過渡段和在其遠端處的遠段。
7. 如任一項前述請求項所述的超音波外科手術器械，還包括樞轉支撐的夾持構件，該夾持構件適於與該刀頭選擇性地接合以便將組織夾持在該夾持構件和該刀頭之間。
8. 如任一項前述請求項所述的超音波外科手術器械，還包括套管，其中，該中心杆的至少一部分位於該套管內。
9. 如請求項8所述的超音波外科手術器械，還包括適於將該套管聯接至換能器的殼體的套管連接件。
10. 如請求項5所述的超音波外科手術器械，其中，該過渡段中的每一過渡段是凹的。
11. 如任一項前述請求項所述的超音波外科手術器械，其中，該彎曲段中的至少一個彎曲段是凸的。
12. 如請求項1-3或5-11中任一項所述的超音波外科手術器械，其中，該刀頭具有佈置成三對相對面的六個面，每一該面具有遠段，其中，至少一個該遠段沿著其長度具有凸的彎曲，並且與該至少一個凸的遠段相對的面的遠段沿著其長度具有凹的彎曲。
13. 如請求項12所述的超音波外科手術器械，其中，該至少一個凸的遠段的曲率半徑等於或大於相對面的凹的遠段的曲率半徑。
14. 如請求項12所述的超音波外科手術器械，其中，該至少一個凸的遠段的曲率半徑大於相對面的凹的遠段的曲率半徑。
15. 如任一項前述請求項所述的超音波外科手術器械，其中，每一該面具有凹的過渡段、中間段和遠段，至少一個該遠段中沿著其長度具有凸的彎曲，並且與該至少一個凸的遠段相對的面的遠段具有凹的彎曲。
16. 如請求項15所述的超音波外科手術器械，其中，該中間段沿著其整個長度是平坦的。