[发明专利]超声外科器械刀片

说明书

背景技术

包括空芯和实芯两种器械的超声器械用于许多医疗状况的安全 和有效治疗。超声器械，特别是实芯超声器械是有利的，原因是它 们可以用于使用在超声频率下传输到外科端部执行器的机械振动的 形式的能量来切割和/或凝固器官组织。当超声振动在合适的能量级 被传输到器官组织和使用合适的端部执行器时，超声振动可以用于 切割、切除、提升或烧灼组织或从骨分离肌肉组织。由于可以从超 声换能器通过波导管传输到外科端部执行器的超声能量的大小，利 用实芯技术的超声器械是特别有利的。这样的器械可以用于开放式 手术或微创手术，例如内窥镜或腹腔镜手术，其中端部执行器穿过 套管针到达手术部位。

在超声频率下启动或激励这样的器械的端部执行器(例如切割 刀片)引起纵向振动运动，该纵向振动运动在相邻组织内生成局部 热，便于切割和凝固。由于超声器械的性质，特定的被超声致动的 端部执行器可以被设计成执行许多功能，例如包括切割和凝固。

超声振动例如通过电激励换能器在外科端部执行器中被引起。 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。由换能器部分生成的振动通过从换能器部分延伸到外科端部执 行器的超声波导管被传输到外科端部执行器。波导管和端部执行器 被设计成在与换能器相同的频率下共振。所以，当端部执行器附连 到换能器时，总系统频率是与换能器自身相同的频率。

在端部执行器的尖端处的纵向超声振动的幅值d在共振频率下 表现为由下式给出的简单正弦关系：

d＝A sin(ωt)

其中：

ω为弧度频率，等于循环频率f乘以2π；并且

A为零到峰值的幅值。

纵向振幅被定义为峰峰(p-t-p)幅值，其刚好是正弦波的幅值的两 倍或2A。

用于超声外科器械中的超声外科刀片或端部执行器的形状可以 限定器械的至少四个重要方面。这四个重要方面分别是：(1)端部执 行器和它的相关位置在手术视野中的可见性，(2)端部执行器进入或 接近靶组织的能力，(3)超声能量联结到组织用于切割和凝固的方式， 和(4)可以用超声无效端部执行器操纵组织的方式。有利的是提供一 种改进的超声外科器械刀片或端部执行器以优化器械的至少这四个 方面。

然而，当特征被加入超声外科器械刀片以实现上面列出的方面 时，刀片的形状典型地被改变，这在其中产生不对称并且导致刀片 变得不平衡，意味着刀片会有在除了沿着器械的长度的纵向方向以 外的方向(例如横向方向)上振动的趋势。在刀片和/或波导管中的 显著横向运动可以导致其中的过度生热和/或过早应力疲劳。长、细 超声波导管(例如在用于微创手术的器械中使用的那些)特别易受 由端部执行器中的不平衡或不对称引起的横向振动。

公布于2001年9月4日并且题为“METHOD OF BALANCING ASYMMETRIC ULTRASONIC SURGICAL BLADES”的美国专利 No.6,283,981、公布于2001年10月30日并且题为“CURVED ULTRASONIC BLADE HAVING A TRAPEZOIDAL CROSS SECTION”的美国专利No.6,309,400和公布于2002年8月20日并 且题为“BALANCED ULTRASONIC BLADE INCLUDING A PLURALITY OF BALANCE ASYMMETRIES”的美国专利 No.6,436,115，通过利用相邻平衡部分内的不对称解决了在刀片的治 疗部分内具有不对称的平衡刀片，上述专利的公开内容被引用于此 作为参考。尽管这样的方法证明是非常成功的，有一些应用希望在 刀片的治疗或功能部分内平衡。

实芯超声外科器械可以被分成两种类型：单一元件端部执行器装 置和多元件端部执行器。单一元件端部执行器装置包括诸如解剖刀 和球形凝固器这样的器械。当组织是软的并且松散地被支撑时，单 一元件端部执行器器械施加刀片到组织的压力的能力有限。相当大 的压力是有效地将超声能量联结到组织所必需的。无法抓紧组织进 一步导致在施加超声能量的同时不能完全接牢组织表面，导致不太 理想的止血和组织接合。多元件端部执行器(例如夹式凝固器)的 使用包括将组织压靠在超声刀片上的机构，该机构可以克服这些缺 陷。