[发明专利]能够在多个模式中振动超声手术工具和引起工具端部中的非线性振动的驱动系统

说明书

一种具有能够同时地在多个模式中振动的端部的超声手术工具系统(3)。所述系统包括能够向所述端部供应包括多个分量的驱动信号的控制台(24)。每个分量具有部分基于通过所述端部的机械部件的等效电流的频率特性。频率分量是彼此不同的。基于驱动信号的所述应用，所述端部经历非线性振动。

技术领域

本申请总体上涉及超声驱动手术手持件。更具体地，本发明涉及具有多个振动模式的超声驱动手持件和驱动手持件因此端部头部经历非线性振动的方法。

背景技术

超声手术仪器是用于执行某些医学和手术流程的有用的手术仪器。通常，超声手术工具包括包含至少一个压电驱动器的手持件。端部被机械地耦合到驱动器并且从在其中驱动器被设置的外壳或壳体向前延伸。端部具有头部。头部提供有被定尺寸为完成特定医学/手术任务的特征(常常为齿)。超声工具系统还包括控制台。控制台向驱动器供应AC驱动信号。在将驱动信号应用到驱动器后，驱动器循环地扩张和收缩。驱动器的扩张/收缩引起端部(并且更具体地，端部的头部)中的相似移动。当端部这样移动时，端部被认为是振动的。对着组织应用端部的振动头部以执行特定手术或医学任务。例如，对着硬组织应用一些端部头部。硬组织的一个形式是骨骼。当该类型的端部头部振动时，端部齿的来回振动拉锯、移除附近的硬组织。另外的端部头部被设计为对着软组织放置。一些超声工具还通过引起组织和周围流体中的气穴现象而移除组织。气穴现象作为端部头部来回移动的结果而发生。具体地，作为这些振动的结果，小空隙、腔形成在组织和周围流体中。这些腔是非常低压力的小区。压差在形成组织的细胞与这些腔之间形成。由于该压差的相对大的幅度，因而细胞壁破裂。这些细胞壁的破裂移除、消融形成组织的细胞。

超声端部的头部常常是相对小的。一些头部具有小于1.0cm的直径。超声工具基本上仅移除在头部被应用之处附近的组织。由于其头部的相对小的表面积，因而超声手持件已经证明是用于精确地移除硬组织和软组织两者的有用的工具。

大多数端部被设计使得当驱动信号被应用时，端部头部在单个模式中振动。此处，振动模式被理解为是端部头部行进沿着行进的行进路径。大部分端部被设计为线性地振动。这意指头部沿着基本上与沿着端部的近到远纵轴一致的轴来回地移动。一些端部被设计使得其头部在振动时进行扭转或旋转振动。这意指该头部当被激励为振动时围绕端部纵轴旋转。另外的端部被设计为折曲的。这意指当端部被激励时，端部的纵轴来回地弯曲。端部头部随着端部的弯曲、折曲而移动。

当端部头部仅纵向振动时，可能出现问题。这是因为该类型的端部头部移动频繁地引起沿着端部轴的组织中的气穴现象。当端部被用于移除在不应当经历移除的软组织附近的硬组织、骨骼时，这可能是问题。不应当移除的软组织的类型包括血管和为神经系统的一部分的组织两者。问题由于气穴现象能够导致该软组织的不需要的移除而发生。

引起该不需要的气穴现象的端部现在是可用的。这些端部被设计为在两个模式中振动。端部纵向地振动。端部还围绕端部轴的纵轴扭转地振动。一个这样的端部是从Kalamazoo,Michigan的申请人Stryker公司购得的Long Micro Claw端部。在美国专利No.6955680,COUPLING VIBRATION ULTRASONIC HAND PIECE中公开了该端部的结构，其内容通过引用明确地并入。

当驱动信号被应用到能够在不同的模式中振动的端部时，端部头部经历移动，即振动位移的和。能够在被驱动时同时进行纵向和扭转振动的端部的头部同时地纵向地并且旋转地振荡。图1描绘了端部头部上的点处的该移动。作为这些同时振动的结果，端部头部上的点沿着螺旋的部分来回地移动。该运动因此近端和远端地沿着头部的纵轴并且旋转地围绕纵轴。

这样将端部振动的优点在于，端部轴纵向地振动的程度被降低。这导致邻近轴的组织的不需要的移除中的相似的降低。