[发明专利]超声外科器械及其软骨和骨成型刀片

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与下述共同拥有的与本申请同时提交的美国专利申请相 关，所述申请整体通过引用包含于此：

(1)美国专利申请序列号为11/726,620，题为SURGICAL INSTRUMENTS，代理人案件目录编号为060877/END6050USNP；

(2)美国专利申请序列号为11/726,625，题为ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENTS，代理人案件目录编号为 060878/END6051USNP；以及

(3)美国专利申请序列号为11/726,760，题为SURGICAL INSTRUMENTS，代理人案件目录编号为060879/END6052USNP。

技术领域

本发明整体涉及超声外科器械，且更特别地涉及被配置用于去 除骨和/或使软骨成型的超声外科器械和刀片。

背景技术

在多种整形外科手术中，通常需要去除小层的皮质骨。已经开 发出几种不同的工具以完成这一任务以及准备骨表面和/或使骨表面 成型。例如，通常使用槌子来向诸如凿子的医疗工具施加冲击力以 去除骨片。虽然槌子略有效用，但冲击力必须被小心地施加以防止 去除过量的骨或者不注意地错误地去除骨片。此外，施加到凿子上 的力必须以足够准确的方式施加，以避免对邻近组织和/或器官的损 坏。

同样已经开发了被称为骨钻的其他外科工具用于去除皮质骨层 以及使骨和软骨成型。但是，这些装置一般必须非常精确地使用以 保证只去除需要量的骨且周围组织没有被不合需要地损坏或损伤。 但是，这些骨钻和类似器械不能提供控制出血的措施且容易给治疗 组织留下粗糙表面。基于无线电频率的装置被开发以致力于解决这 些问题。

基于无线电频率的装置使得外科医生能够在去除、调整或雕刻 软组织的同时密封住血管。它们特别适用于主要由胶原构成且遇热 收缩的结缔组织。但是，这些基于无线电频率的装置可能造成不合 需要的组织深度热损伤。

已开发的用于有效地切割和凝结器官组织的其他器械使用以超 声频率被传递至外科端部执行器的机械振动。当超声振动被以合适 的能量水平以及使用合适的端部执行器传递至器官组织时，超声振 动能被用于切割、解剖、抬升或凝结组织或者从骨上剥离肌肉组织。 由于能够从超声换能器通过波导管传递至外科端部执行器的超声能 量的量，使用实心技术的超声器械是特别有利的。

以超声频率将这类器械的端部执行器(例如切割刀片)激活或 激发导致在邻近组织内产生局部发热的纵向振动，帮助切割和凝结。 由于超声器械的本质，特定的超声致动的端部执行器可以被设计为 执行包括诸如切割和凝结的多种功能。

由例如对换能器进行电激发而导致在外科端部执行器中形成超 声振动。换能器可以由器械手持件中的一个或多个压电或磁致伸缩 元件构成。换能器部分产生的振动通过从换能器部分延伸至外科端 部执行器的超声波导管传递到外科端部执行器。波导管和端部执行 器被设计为以与换能器同样的频率共振。因此，当端部执行器被连 接到换能器时，整个系统的频率与换能器自身的频率一致。然而， 本领域技术人员将理解，系统可以被设计为换能器和刀片以不同的 频率共振且当接合时系统以需要的频率共振。

端部执行器的尖端处的纵向超声振动的幅值d表现为以共振频 率的简单正弦曲线，如下所示：

d＝A sin(ωt)

其中：

ω为弧度频率，等于循环频率f乘以2π；且

A为零到峰值的幅值。

纵向偏移定义为峰峰(peak-to-peak)幅值，为正弦波幅值的两 倍或2A。

多年来已经开发了多种不同的超声刀片配置。倾向于擅长凝结 方面(因此将组织变成易于整形的粘性凝结物)的刀片会倾向于不 擅长切割。一些这种刀片通常具有球形的主体和基本平滑的外表面。 图2和图3示出了过去已经被使用的这类型的球形刀片10。虽然这 种刀片设计擅长于凝结方面，但由于其形状并不特别适合骨去除或 组织整形应用。其他更适于切割组织的现有刀片没有这么适合于组 织凝结和整形。这些问题在只能为目标组织或骨提供有限入口且刀 片必须在水相环境下工作的关节镜操作中被进一步加重了。