[发明专利]用于控制超声工具的系统和方法

说明书

提供了利用控制台(22)来控制超声手术工具(20)的系统(10)和方法(12)。第一驱动信号(40)被施加到所述超声手术工具(20)。采集由于将第一驱动信号(40)施加到所述超声手术工具(20)而引起的谐波信号(44)的特性。基于所述谐波信号(44)的特性来生成消除信号(70)。所述第一驱动信号(40)和所述消除信号(70)被组合以产生正弦的第二驱动信号(80)。所述第二驱动信号(80)被施加到所述超声手术工具(20)，使得由于施加所述第二驱动信号(80)而引起的所述谐波信号(44)的存在相对于由于施加所述第一驱动信号(40)而引起的所述谐波信号(44)的存在得以减少。

相关申请的交叉引用

本申请主张于2015年7月15日提交的美国临时专利申请No.62/192838的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于控制超声手术工具的系统和方法，并且更具体地，涉及减少由手术工具的操作引起的不希望的信号的存在。

背景技术

超声手术工具(例如超声抽吸器)通常包括含有超声换能器的手持件和耦合到换能器以与组织接口的端部。控制台或发生器连接到手术工具，以通过向换能器输出特定的驱动信号来控制手术工具。手术工具用于开放式或微创手术流程以提供组织的凝结等。

对于许多端部/换能器组合，换能器由具有频率分量的正弦驱动信号驱动。超声端部通常被设计为在仅具有单个主导振动模式(例如纵向)的频率分量下操作。

端部的振动运动直接与行业中被称为机械电流的相关。当机械电流与手持件电压同相时，端部以共振方式工作。由于换能器以具有频率分量的正弦信号驱动，因此到手持件的电流是具有频率分量的正弦曲线。

一些传统的超声端部和手持件组合自然地表现出引起谐波失真的一个或多个谐波信号。这种谐波信号可能导致手持件的电流相对于手持件的电压表现出可变的相移。在传统的系统中，手持件的电压和电流都存在显著的谐波失真。谐波信号导致手持件的电压和电流表现出额外的频率分量，例如谐波，导致电压和电流波形是不纯的正弦曲线。这种谐波会产生端部的不希望的振动。所述不希望的振动对手术工具的性能有负面影响。例如，这种不希望的振动增加了端部上的应力，并在某些位置产生不希望的过热。由于疲劳和对周围组织的热加热，这种不希望的过度热量减少了端部的寿命。此外，系统必须在更高的电压下操作，以克服由于过热导致的温度升高发生变化的端部声学特性的额外负载效应。反过来，控制台的性能也会降低，因为不希望的振动能量会从手持件发送回控制台。

发明内容

因此，本发明提供了一种用于控制超声手术工具以减少由驱动超声手术工具引起的谐波信号的存在的控制台。所述控制台被配置为向所述超声手术工具施加第一驱动信号。所述控制台采集由于将第一驱动信号施加到超声手术工具而引起的所述谐波信号的特性。所述控制台基于所述谐波信号的所述特性来生成消除信号。所述控制台组合所述第一驱动信号和所述消除信号以产生第二驱动信号，其中，所述第二驱动信号是正弦的。所述控制台被配置为将所述第二驱动信号施加到所述超声手术工具，使得由于施加所述第二驱动信号而引起的所述谐波信号的存在相对于由于施加所述第一驱动信号而引起的所述谐波信号的存在得以减少。

本发明还提供了一种控制超声手术工具以减少由于驱动所述超声手术工具而引起的谐波信号的存在的方法。所述方法包括用第一驱动信号来驱动所述超声手术工具。采集由于利用所述第一驱动信号驱动所述超声手术工具而引起的谐波信号的特性。所述方法包括基于所述谐波信号的所述特性来生成所述消除信号。所述第一驱动信号和所述消除信号被组合以产生第二驱动信号，其中，所述第二驱动信号是正弦的。所述方法包括利用所述第二驱动信号驱动所述超声手术工具，使得利用所述第二驱动信号驱动所述超声手术工具而引起的所述谐波信号的存在相对于利用所述第一驱动信号驱动所述超声手术工具而引起的所述谐波信号的存在得以减少。