[发明专利]超声手术器械

说明书

背景技术

包括空芯器械和实芯器械在内的超声器械用于安全有效地治疗许多病 症。超声器械尤其是实心超声器械具有优势，因为它们可以利用以超声频 率传输到外科手术端部执行器的机械振动形式的能量来切割和/或凝固组 织。当以合适的能量级并使用合适的端部执行器将超声振动传输到有机组 织时，超声振动可以用于切割、解剖、凝固组织或者将肌组织从骨上分 离。超声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针到达外科手术部位。

超声频率激活或激发此类器械的单元件或多元件端部执行器(例如切 割刀片、球形凝固器)产生纵向、横向或扭转振动，这些振动在相邻组织 产生局部热量，既可用于切割也可用于凝固。由于超声器械的特性，可设 计特殊的超声致动端部执行器来完成多种功能，其中包括例如切割和凝 固。

通过例如电激励换能器，可以在外科手术端部执行器内引发超声振 动。换能器可由器械手把内的一个或多个压电元件或磁致伸缩元件构成。 转换器部分产生的振动经由从转换器部分延伸至外科手术端部执行器的超 声波导传输至外科手术端部执行器。可以将波导和端部执行器设计成以与 换能器相同的频率进行共振。因此，当把端部执行器连接到换能器时，整 个系统的频率将与换能器自身的频率相同。

转导子和端部执行器可设计成在两个不同的频率共振，当接合或连接 到一起时，可以第三个频率共振。端部执行器在顶端处的纵向超声振动的 零至峰振幅d表现为共振频率的简单正弦曲线，用以下公式表示：

d＝Asin(ωt)

其中：

ω＝角频率，它等于循环频率f的2π倍；并且

A＝零至峰振幅。

纵向偏移被定义为峰至峰(p-t-p)振幅，它刚好是正弦波振幅的两倍或2A。

超声外科器械可分为两类：单元件端部执行器器械和多元件端部执行 器器械。单元件端部执行器包括诸如解剖刀(例如刀片、利钩刀片、解剖 钩刀片、弯刀片)和球形凝固器等器械。当组织较软或支撑结构松散时， 单元件端部执行器器械在施加刀片至组织的压力方面能力有限。要有效地 将超声能量作用到组织上，必须提供较大压力。无法抓住组织会进一步导 致施加超声能量时无法完全接合组织表面，从而造成止血和组织连接效果 不理想。在这些情况下，可使用多元件端部执行器。诸如夹紧凝固器的多 元件端部执行器器械包括将组织紧压在超声刀片上的机构，该机构可以弥 补这些缺陷。

现有超声器械的一个缺点是其尺寸。现有超声器械尺寸大而笨重，这 使得临床医生难以在需要精细动作的外科手术环境中操纵器械，并且还会 阻碍临床医生的视线。这样可能会限制超声器械在小外科手术部位的可用 性。而且，由于现有换能器体积较大，许多现有超声器械都将换能器放在 最靠近端部执行器的位置处，因此需要延长的并且通常是相对不可挠曲的 波导。因此，难以或不可能使端部执行器与刀片接合。这就限制了现有超 声器械在内窥镜和腹腔镜外科手术中的可用性。

发明内容

在一个一般方面，多个实施例涉及外科器械。外科器械可以包括换能 器和端部执行器。换能器可以被构造为提供沿着纵向轴线的预定频率振 动，并且可以包括沿着纵向轴线设置的压电叠堆。换能器还可以包括沿着 纵向轴线设置的、与压电叠堆的第一末端相邻的第一金属末端块和沿着纵 向轴线设置的、与压电叠堆的第二末端相邻的第二金属末端块。换能器的 长度可以大于或等于一个波长的1/4并且小于一个波长的1/2。端部执行器可以 连接到换能器，并且可以沿着纵向轴线延伸。换能器和端部执行器的长度 可以为多个一个波长的1/2。

在另一个一般方面，多个实施例涉及另一个具有换能器和端部执行器 的外科器械。换能器可以被构造为提供沿着纵向轴线的预定频率振动。换 能器可以包括沿着纵向轴线设置的压电叠堆，沿着纵向轴线设置的、与压 电叠堆的第一末端相邻的第一金属末端块，以及沿着纵向轴线设置的、与 压电叠堆的第二末端相邻的第二金属末端块。端部执行器可以沿着纵向轴 线延伸并且可以连接到换能器。根据多个实施例，换能器的振幅增益可以 等于1。