[发明专利]超声手术工具系统

说明书

一种超声工具系统具有控制台(230)和尖端(142)，所述尖端具有远端，所述远端当被振动时纵向地且扭转地振动。所述控制台将驱动信号施加到驱动器(36)，所述驱动器使所述尖端以纵向机械抵消频率振动。因此，当所述尖端振动时，在所述远端处所述尖端的第一共振模式的纵向分量抵消所述尖端的第二共振模式的纵向分量，因此所述尖端的所述远端参与实质上扭转的且仅最低限度纵向的振动。

本申请是申请日为2016年12月14日、发明名称为“超声手术工具系统”的专利申请201680082077.5的分案申请。

技术领域

本发明大体涉及超声驱动手术手持件。更具体地，本发明涉及一种具有多个振动模式的超声驱动手持件以及一种驱动所述手持件的方法，使得尖端头部经历为本质上扭转振动的振动。

背景技术

超声手术器械是用于执行特定医学和手术流程的有用手术器械。通常，超声手术工具包括手持件，该手持件包含至少一个压电驱动器。尖端被机械地耦合到驱动器并从设置有驱动器的壳体或外壳向前延伸。尖端具有头部。头部被提供有通常为齿的特征，其尺寸适于完成特定的医学/手术任务。超声工具系统还包括控制台。控制台向驱动器提供AC驱动信号。在将驱动信号施加到驱动器时，驱动器循环地扩张和收缩。驱动器的扩张/收缩引起沿尖端传播的声波。声波引起尖端(尤其是头部)进入前后运动。当尖端如此移动时，该尖端被认为是振动的。尖端的振动的头部抵靠组织被施加以执行特定的手术或医学任务。例如，一些尖端头部抵靠硬组织被施加。一种形式的硬组织是骨骼。当这种类型的尖端头部被振动时，尖端齿的前后振动锯除相邻的硬组织。还有其他尖端头部被设计成抵靠软组织放置。

一些超声工具通过在组织和周围流体中引起空化来移除组织。由于尖端头部以引起空化的速度或超过该速度来回移动而发生空化。空化是在邻近尖端的组织和周围流体中形成小空隙、空腔。这些空腔是极低压力的非常小的区域。跨这些空腔与形成相邻组织的细胞之间的边界有压差。由于该压差的相对较大的幅值，细胞壁爆裂。这些细胞壁的爆裂移除、消融形成该组织的细胞。一些尖端被形成有从尖端头部的侧面横向向外突出的齿。

在物理上，许多尖端包括细长轴。轴的近端或后端被连接到手持件。头部(尖端头部)位于远端，即轴的自由端。头部有时从轴的相邻部分向外突出。超声尖端的头部通常相对较小。一些头部的直径小于1.0cm。超声工具移除与施加头部处相邻的组织。由于其头部的表面积相对较小，所以超声手持件已被证明是精确移除硬组织和软组织两者的有用工具。

用于选择性地移除组织的其他切割器具是钻头和钻。为使钻头或钻起作用，器具通常是旋转的。这里，“旋转”应被理解为意指重复围绕穿过器具的纵向的360°运动。当与组织的阻力对抗时，该旋转的机械力可以使器具跳出切割的路径。这种旋转的另一不希望的效果是当器具的轴总是压在不打算移除的组织上时，旋转会撕裂或以其他方式损坏组织。对比之下，超声尖端的轴和头部都不旋转。这意味着当在流程中使用这种类型的器具时，基本上消除了由于尖端的旋转而导致组织会损坏的可能性。

大多数尖端被设计为当施加驱动信号时，尖端头部主要以单一模式振动。这里，振动模式被理解为尖端头沿其行进的行进路径。大多数尖端被设计为纵向地振动。这意味着头部沿着基本上与沿着尖端的近端到远端纵向轴对齐的轴来回移动。

当尖端纵向地振动时会出现一个问题。如上所述的这种类型的尖端被设计成使得当尖端头部的侧面抵靠组织施加并振动时，齿切割、切除组织。备选地，或与切割相组合，齿可促进消融相邻组织的空化。出现该问题是因为有时尖端的轴的远端可以以一定的速度振动，该速度在头部的该端部压迫的组织中引起空化。这种空化可能导致不希望地消融、移除不是移除目标的组织。这种移除发生在尖端头部的远端的这一事实进一步使得通过减少这种不希望的组织移除所带来的挑战变得更加复杂。这个位置通常从从业者的视线是隐藏的。因此，从业者可能难以确定是否由于尖端的放置、是否发生这种不希望的组织消融。