專利名稱：超聲外科器械及其軟骨和骨成型刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及超聲外科器械，且更特別地涉及被配置用于去除骨和/或使軟骨成型的超聲外科器械和刀片。
背景技術(shù)：
在多種整形外科手術(shù)中，通常需要去除小層的皮質(zhì)骨。已經(jīng)開發(fā)出幾種不同的工具以完成這一任務(wù)以及準(zhǔn)備骨表面和/或使骨表面成型。例如，通常使用槌子來向諸如鑿子的醫(yī)療工具施加沖擊力以去除骨片。雖然對追子略有效用，4旦沖擊力必須—皮小心地施加以防止去除過量的骨或者不注意地錯誤地去除骨片。此外，施加到鑿子上的力必須以足夠準(zhǔn)確的方式施加，以避免對鄰近組織和/或器官的損壞。
同樣已經(jīng)開發(fā)了被稱為骨鉆的其他外科工具用于去除皮質(zhì)骨層以及使骨和軟骨成型。但是，這些裝置一般必須非常精確地使用以保證只去除需要量的骨且周圍組織沒有被不合需要地?fù)p壞或損傷。 但是，這些骨鉆和類似器械不能提供控制出血的措施且容易給治療 組織留下粗糙表面?；跓o線電頻率的裝置被開發(fā)以致力于解決這 些問題。
基于無線電頻率的裝置使得外科醫(yī)生能夠在去除、調(diào)整或雕刻 軟組織的同時密封住血管。它們特別適用于主要由膠原構(gòu)成且遇熱 收縮的結(jié)締組織。但是，這些基于無線電頻率的裝置可能造成不合 需要的組織深度熱損傷。
已開發(fā)的用于有效地切割和凝結(jié)器官組織的其他器械使用以超 聲頻率被傳遞至外科端部執(zhí)行器的機(jī)械振動。當(dāng)超聲振動被以合適
動能被用于切割、解剖、抬升或凝結(jié)組織或者從骨上剝離肌肉組織。 由于能夠從超聲換能器通過波導(dǎo)管傳遞至外科端部執(zhí)行器的超聲能 量的量，使用實心技術(shù)的超聲器械是特別有利的。
以超聲頻率將這類器械的端部執(zhí)行器(例如切割刀片)激活或 激發(fā)導(dǎo)致在鄰近組織內(nèi)產(chǎn)生局部發(fā)熱的縱向振動，幫助切割和凝結(jié)。 由于超聲器械的本質(zhì)，特定的超聲致動的端部執(zhí)行器可以被設(shè)計為 執(zhí)行包括諸如切割和凝結(jié)的多種功能。 -
由例如對換能器進(jìn)行電激發(fā)而導(dǎo)致在外科端部執(zhí)行器中形成超 聲振動。換能器可以由器械手持件中的 一個或多個壓電或磁致伸縮 元件構(gòu)成。換能器部分產(chǎn)生的振動通過從換能器部分延伸至外科端 部執(zhí)行器的超聲波導(dǎo)管傳遞到外科端部執(zhí)行器。波導(dǎo)管和端部執(zhí)行 器被設(shè)計為以與換能器同樣的頻率共振。因此，當(dāng)端部執(zhí)行器被連 接到換能器時，整個系統(tǒng)的頻率與換能器自身的頻率一致。然而， 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，系統(tǒng)可以被設(shè)計為換能器和刀片以不同的 頻率共振且當(dāng)接合時系統(tǒng)以需要的頻率共振。
端部執(zhí)行器的尖端處的縱向超聲振動的幅值d表現(xiàn)為以共振頻
率的簡單正弦曲線，如下所示
<formula>formula see original document page 7</formula>其中
co為弧度頻率，等于循環(huán)頻率f乘以2tt ;且 A為零到峰值的幅值。
縱向偏移定義為峰峰(peak-to-peak)幅值，為正弦波幅值的兩 倍或2A。
多年來已經(jīng)開發(fā)了多種不同的超聲刀片配置。傾向于擅長凝結(jié) 方面(因此將組織變成易于整形的粘性凝結(jié)物)的刀片會傾向于不 擅長切割。 一些這種刀片通常具有球形的主體和基本平滑的外表面。 圖2和圖3示出了過去已經(jīng)被使用的這類型的球形刀片10。雖然這 種刀片設(shè)計擅長于凝結(jié)方面，但由于其形狀并不特別適合骨去除或 組織整形應(yīng)用。其他更適于切割組織的現(xiàn)有刀片沒有這么適合于組 織凝結(jié)和整形。這些問題在只能為目標(biāo)組織或骨提供有限入口且刀 片必須在水相環(huán)境下工作的關(guān)節(jié)鏡操作中被進(jìn)一步加重了 。
因此，將有利的是設(shè)計一種既能用于使諸如軟骨或半月板的軟 組織成型、又能給骨剝除皮質(zhì)的超聲外科器械。將更加有利的是設(shè) 計一種既能用于給骨剝除皮質(zhì)或抽吸、又能幫助組織整形和組織點 狀凝固的超聲外科器械。本發(fā)明的多種實施方式包含了對現(xiàn)有超聲 器械的改進(jìn)以提供這些有利條件。前述討論僅意于描述當(dāng)前本發(fā)明 領(lǐng)域中存在的一些缺點，而不應(yīng)被理解為對于權(quán)利要求書的范圍的 否認(rèn)。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的 一個方面，提供了 一種包括超聲外科刀片的外科器 械，超聲外科刀片包括具有治療區(qū)域的刀片主體。在多種實施方式 中，刀片主體的治療區(qū)域中形成有至少一個缺口 ，其中每個缺口與 刀片主體的外表面形成組織切割邊緣。
在本發(fā)明的多種實施方式的另一個基本的方面，提供了一種超 聲外科刀片。在多種實施方式中，刀片具有包括基本為球形的治療 區(qū)域的刀片主體。球形治療區(qū)域的至少一部分上可以形成有至少一個基本鋒利的邊緣。
在本發(fā)明的多種實施方式的又一個基本的方面，提供了一種包 括具有近端、遠(yuǎn)端的超聲傳遞構(gòu)件的超聲外科器械以及連接到傳遞 構(gòu)件遠(yuǎn)端的超聲致動刀片。在多種實施方式中，刀片具有刀片主體， 刀片主體具有治療區(qū)域。刀片主體的治療區(qū)域中可以形成有至少一 個缺口 。每個缺口與刀片主體的外表面形成組織切割邊緣。
根據(jù)附圖及其描述，本發(fā)明的這些以及其他目的和優(yōu)點將得以


本發(fā)明的多種實施方式的新穎特征在后附的權(quán)利要求書中被特 別陳述。但是，結(jié)合附圖參照下述描述能夠最大程度地理解本發(fā)明 的多種實施方式的組織和操作方法及其進(jìn)一步的目的和優(yōu)點，附圖
中
圖1為本發(fā)明的多種實施方式的外科器械的部分剖視圖； 圖2為現(xiàn)有超聲外科刀片的一部分的部分透視圖； 圖3為圖2中示出的現(xiàn)有刀片的遠(yuǎn)端的正^L圖； 圖4為本發(fā)明的超聲外科刀片實施方式的一部分的透視圖； 圖5為圖4中的超聲外科刀片的遠(yuǎn)端的正視圖； 圖6為沿著圖5中的線6-6截取的圖4和圖5中示出的超聲外科 刀片的一部分的剖^f見圖7為本發(fā)明的另一種超聲外科刀片實施方式的一部分的透視
圖8為圖7的超聲外科刀片的遠(yuǎn)端的正視圖； 圖9為沿著圖8中的線9-9截取的圖7和圖8中示出的超聲外科 刀片的部分的剖視圖IO為本發(fā)明的另一種超聲外科刀片實施方式的一部分的透視
圖11為圖10的超聲外科刀片的遠(yuǎn)端的正視圖；圖12為沿著圖11中的線12-12截:f又的圖IO和圖11中示出的超 聲外科刀片的部分的剖視圖13為本發(fā)明的另一種超聲外科刀片實施方式的一部分的透視
圖14為圖13的超聲外科刀片的遠(yuǎn)端的正視圖； 圖15為沿著圖14中的線15-15截耳又的圖13和圖14中示出的超 聲外科刀片的一部分的剖視圖16為本發(fā)明的另一種超聲外科刀片實施方式的一部分的透視
圖17為圖16的超聲外科刀片的俯視圖18為本發(fā)明的另一種超聲外科刀片實施方式的一部分的透視
圖19為圖18的超聲外科刀片的遠(yuǎn)端的正視圖； 圖20為沿著圖19中的線20-20截取的圖18和圖19中示出的超 聲外科刀片的部分的剖視圖21為本發(fā)明的另一種超聲外科刀片實施方式的一部分的透視
圖22為圖21的超聲外科刀片的所述部分的俯視圖23為本發(fā)明的另一種超聲外科刀片實施方式的一部分的俯視
圖24為圖23的超聲外科刀片的遠(yuǎn)端的正視圖。
具體實施例方式
在具體解釋本發(fā)明之前，應(yīng)當(dāng)注意本發(fā)明的應(yīng)用或使用并不限 于附圖和說明書中所描述的零件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的說 明性的實施方式可以被應(yīng)用或結(jié)合到其他實施方式、變型或改型中， 并且可以通過多種方式^皮實踐或?qū)峖f亍。例如，下文7>開的外科器才成 和刀片結(jié)構(gòu)僅作為說明性的，而并不意于限制本發(fā)明的范圍或應(yīng)用。 此外，除非另有指明，這里使用的術(shù)語和表達(dá)方式是出于描述本發(fā)明的i兌明性的實施方式的目的以^更于讀者理解而選用的，而不應(yīng)用 于限制本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的多種實施方式整體涉及用于與超聲外科器械一起使用 的超聲外科刀片，且更特別地，涉及用于改進(jìn)的骨和組織的去除、 抽吸和凝結(jié)特征的超聲外科刀片和器械。根據(jù)本發(fā)明的多種實施方 式的刀片可以在需要在去除皮質(zhì)骨和/或組織的同時控制出血的整形 外科操作中特別有用。公開了可以用于開放式和腹腔鏡應(yīng)用的多種 不同的刀片構(gòu)造。
超聲外科器械的示例在專利號為5,322,055和5,954,736的美國 專利中公開，與之結(jié)合使用的超聲刀片和外科器械在例如專利號為 6,309,400 B2、 6，278,218 Bl、 6,283,981 Bl以及6,325,811 Bl中公開， 上述專利其整體均通過引用包含于此。這些參考文獻(xiàn)公開了激發(fā)刀 片縱向的反節(jié)點(anti-node)的超聲外科器械設(shè)計和刀片設(shè)計。由于 一個或多個不對稱部，這些刀片顯示出橫向和/或扭轉(zhuǎn)運動，其中這 些非縱向運動的"波長"特性小于刀片及其延伸部分的基本縱向運 動的"波長"。因此，非縱向運動的波形將沿著其組織執(zhí)行器提供 橫向/扭轉(zhuǎn)運動的節(jié)點位置，而活動刀片沿著其組織執(zhí)行器的凈運動 不為零(即沿著從其遠(yuǎn)端(縱向運動的一個反節(jié)點)到從組織執(zhí)行 器部分向近側(cè)的第一個縱向運動節(jié)點位置延伸的長度至少具有縱向
縱向運動結(jié)合能夠加強切割動作?，F(xiàn)在將描述一些示例性的實施方 法以提供對于這里所公開的結(jié)構(gòu)、功能、制造以及裝置和方法的使 用的全面的理解。這些實施方式的一個或多個實例在附圖中示出。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，這里明確描述以及在附圖中具體示出 的裝置和方法是非限制性的示例性的實施方式，且本發(fā)明的多種實 施方式的范圍僅由權(quán)利要求書限定。根據(jù)一種示例性的實施方式來 說明或描述的特征可以與其他實施方式的特征相結(jié)合。這些變型和 改型均意于被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的超聲系統(tǒng)10,超聲系統(tǒng)10包括具有超聲換能器14的超聲信號發(fā)生器12、手持件殼體16和刀片100。 一般被稱為"朗之萬堆疊(Langevin stack)，，的超聲換能器14通常 包括換能部分18、第一共振器或末端蓋20、第二共振器或前端蓋22 以及輔助組件。如后文將更具體描述地，超聲換能器14的長度優(yōu)選 為二分之一系統(tǒng)波長的整數(shù)倍(nA/2)。聲學(xué)部件24包括超聲換能 器14、底座26、速度轉(zhuǎn)換器28以及表面30。
末端蓋20的遠(yuǎn)端與換能部分18的近端連接，且前端蓋22的近 端與換能部分18的遠(yuǎn)端連接。前端蓋22和末端蓋20的長度根據(jù)若 干變量確定，這些變量包括換能部分18的厚度、用于制造末端蓋20 和前端蓋22的材料的密度和彈性模量以及超聲換能器14的共振頻 率。前端蓋22可以從其近端到遠(yuǎn)端向內(nèi)漸縮以像速度轉(zhuǎn)換器28 — 樣增大超聲振動的幅值，或者可選地可以不進(jìn)行增幅。
換能器可以由器械手持件中的一個或多個壓電或磁致伸縮元件 構(gòu)建。通過例如對可由器械手持件中的 一個或多個壓電或》茲致伸縮 元件構(gòu)建的換能器進(jìn)行電激勵而導(dǎo)致外科端部執(zhí)行器中形成超聲振 動。換能器部分產(chǎn)生的振動被通過從換能器部分延伸至外科端部執(zhí) 行器的超聲波導(dǎo)管傳遞至外科端部執(zhí)行器。
在示出的實施方式中，換能器由壓電元件40構(gòu)建。壓電元件40 可以由諸如鋯-鈦酸鉛、偏鈮酸鉛、鈦酸鉛或其他壓電晶體材料的任 何合適的材料制成。正極42、負(fù)極44和壓電晶體40均具有穿過中 心延伸的孔。正極42和負(fù)極44分別與導(dǎo)線46和導(dǎo)線48電聯(lián)接。 導(dǎo)線46和導(dǎo)線48被包裝在線纜50中并且可以與超聲系統(tǒng)10的超 聲信號發(fā)生器12電連接。
聲學(xué)部件24的超聲換能器14將來自超聲信號發(fā)生器12的電信 號轉(zhuǎn)換成主要導(dǎo)致超聲換能器14和刀片100以超聲頻率縱向振動的 機(jī)械能量。合適的信號發(fā)生器可以使用俄亥俄州辛辛那提市Ethicon Endo-Surgery, Inc.的型號GEN04。當(dāng)聲學(xué)部件24被供電，聲學(xué)部件 2 4中產(chǎn)生振動駐波。沿著聲學(xué)部件2 4任意點的振動幅值可以取決于 沿著聲學(xué)部件24測量振動的位置。振動駐波中最小或為零的交叉處一般被稱為節(jié)點(node)(即移動通常是最小處)，而駐波中絕對 值最大或峰值處一般被稱為反節(jié)點(anti-node)。反節(jié)點和最近的節(jié) 點之間的距離為四分之一波長(入/4)。
導(dǎo)線46和導(dǎo)線48將電信號從超聲信號發(fā)生器12傳遞至正極42 和負(fù)才及44。為了響應(yīng)腳開關(guān)60,超聲信號發(fā)生器12提供電信號給 壓電晶體40供電以在聲學(xué)部件24中產(chǎn)生聲學(xué)駐波。電信號導(dǎo)致壓 電晶體40以反復(fù)微小位移的形式進(jìn)行擾動，從而導(dǎo)致材料內(nèi)大的壓 縮力。反復(fù)微小位移導(dǎo)致壓電晶體40沿著電壓梯度的軸線以連續(xù)方 式擴(kuò)張和收縮，產(chǎn)生超聲能量的縱向波。超聲能量通過聲學(xué)部件25 尋皮傳遞至刀片100。
聲學(xué)部件24為了將能量傳遞給刀片100，聲學(xué)部件24的所有組 件必須與刀片100聲學(xué)聯(lián)接。超聲換能器14的遠(yuǎn)端可以在表面30 處通過諸如雙頭螺栓90的螺紋連接與超聲波導(dǎo)管80的近端聲學(xué)聯(lián) 接。
聲學(xué)部件24的組件優(yōu)選為被聲學(xué)調(diào)整，使得任何組件的長度為 二分之一波長的整數(shù)倍(n入/2),其中波長入為聲學(xué)部件24的預(yù)選 的或纟喿作的縱向振動驅(qū)動頻率fd的波長，n為任意正整數(shù)。也可以想 到聲學(xué)部件24可以包含任何適合的聲學(xué)元件布置。
此外，可以提供諸如晶體乳化器的抽吸換能器，在換能器中包 括中央內(nèi)腔以允許穿過換能器的后部抽吸組織和流體。中央內(nèi)腔可 以被穿過切口插入并且超聲振動以4吏組織液體化?！と榛慕M織經(jīng) 由內(nèi)腔、穿過換能器的后部通過抽吸被去除。現(xiàn)代的抽吸器也執(zhí)行 沖洗。這些抽吸/沖洗器械具有雙通道或內(nèi)腔， 一條用于沖洗而另一 條用于抽吸。通道通常是同軸的，內(nèi)通道由剛性或半剛性套管構(gòu)成， 而外通道具有由可以為彈性的套筒構(gòu)成的遠(yuǎn)側(cè)部分。末端的一個或
及用于末端的替換。
圖4至圖6示出了本發(fā)明的一種可以與上述超聲器械10—起使 用的超聲外科刀片的實施方式。但是，雖然繼續(xù)進(jìn)行具體描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下， 這里公開的多種超聲外科刀片的實施方式及其任何等同結(jié)構(gòu)都是可 想到地能夠與其他現(xiàn)有超聲外科器械一起有效地使用。因此，對這
述示例性的超聲外科器械一起使用的情況。
如圖4至圖6中可以看到，超聲外科刀片100具有刀片主體110, 刀片主體110具有非常適于組織凝結(jié)和整形應(yīng)用的基本平滑的外表 面122。由于能夠?qū)⒊暭せ畹拇笄意g的表面抵靠在組織上，平滑的 外表面非常適于組織凝結(jié)。這允許在沒有切割的風(fēng)險下進(jìn)行熱傳遞， 允許組織形成密封血管的粘性凝結(jié)物。刀片110可以由諸如Ti6A14V (一種包括鋁和釩的鈦合金)、鋁、不銹鋼或其他現(xiàn)有材料的適于 傳遞超聲能量的材料制成。刀片主體110可以包括一般由120標(biāo)示 的基本為球形的治療區(qū)域，以及從治療區(qū)域120的近側(cè)部分121伸 出的頸部或過渡部分130。如上文所指出，頸部130可以通過諸如雙 頭螺栓、焊接、膠粘或其他現(xiàn)有方法連接到波導(dǎo)管80。在可選的實 施方式中，頸部130和波導(dǎo)管80可以包括單個單元。超聲波導(dǎo)管80 可以具有例如基本等于二分之一系統(tǒng)波長(人/2)的整數(shù)倍的長度。 超聲波導(dǎo)管80可以優(yōu)選地由實心軸制成，由諸如鈦合金(即 Ti-6A1-4V)或例如鋁合金的能夠有效地傳遞超聲能量的材料構(gòu)建。 超聲波導(dǎo)管80也可以被配置為如本領(lǐng)域已知地將傳遞至超聲刀片 100的機(jī)械振動增幅。
在可選的實施方式中，超聲傳遞波導(dǎo)管可以一皮制造為空心的。 在其他的實施方式中，超聲外科刀片可以包括保護(hù)患者組織不受超 聲傳遞波導(dǎo)管影響的外護(hù)套。在這種實施方式中，可以在外護(hù)套和 外科刀片之間縱向延伸的空間內(nèi)提供內(nèi)腔。內(nèi)腔可以被用于穿過位 于刀片和外護(hù)套之間的內(nèi)腔來沖洗或抽吸組織。
超聲刀片IOO可以具有基本等于二分之一系統(tǒng)波長(A/2)的整 數(shù)倍的長度。超聲刀片100的遠(yuǎn)端被設(shè)置在靠近反節(jié)點處以提供遠(yuǎn) 端最大的縱向偏移。當(dāng)換能器部件被供電，超聲刀片IOO的遠(yuǎn)端124可以被配置為在例如約10至150微米的峰峰值的范圍內(nèi)、且優(yōu)選為
在約30至IOO微米的范圍內(nèi)以預(yù)定的55.5kHz的振動頻率移動。超 聲刀片100可以被配置為以一個幅值以形成在2米/秒至30米/秒之 間的刀片速度的特定頻率振動。
雖然本示例性的實施方式中治療區(qū)域基本為球形，本領(lǐng)域普通 ^支術(shù)人員將理解，刀片主體110可以具有提供基本平滑且倒圓的外 周邊的其他形狀。例如，刀片主體可以包括具有倒圓的遠(yuǎn)端的略呈 細(xì)長圓柱體狀的構(gòu)件。
如圖1，在多種實施方式中，抽吸內(nèi)腔140可以^皮設(shè)置成穿過治 療區(qū)域120和頸部130并且可以被配置為最終與獨立的抽吸/沖洗才莫 塊、安裝到塔的抽吸模塊90和/或沖洗模塊92 (圖1 )或例如手術(shù)室 中的整體式超聲發(fā)生器/抽吸/沖洗模塊連通。同樣有利的是將抽吸/ 沖洗控制器(如喇叭形閥等)和選擇抽吸或沖洗功能的工具集成在 裝置手柄中。
如圖4和圖6所示，抽吸內(nèi)腔140可以在治療區(qū)域120的遠(yuǎn)端 124形成開口 150。在多種實施方式中，開口 150由形成于治療區(qū)域 120的外表面122中的組織切割邊緣152限定。切割邊緣152可以被 用于組織切割和整形并且也可以作為用于去除皮質(zhì)骨的支撐面或邊 鄉(xiāng)彖。當(dāng)組織和/或骨材料被切割邊緣152切除或取出時，材料可以通 過外科器械中的內(nèi)腔140和抽吸通道從手術(shù)部位中去除。在至少一 種實施方式中，球形治療區(qū)域110和相對平滑周邊的外表面122非 常適于組織凝結(jié)和整形。更特別地，由于基本為球形的外表面122, 表面122能夠被用于在例如不切割組織的條件下加熱和處理組織， 使得當(dāng)組織冷卻時能夠保持被重新配置的形狀。邊緣152也可以給 外科醫(yī)生提供用于組織切割和成型以及去除小片骨的工具，這代表 著在現(xiàn)有球形超聲刀片上的一大改進(jìn)。本實施方式也提供能夠抽吸 手術(shù)部位并從中去除組織和小片骨的附加的特征。
圖7至圖9示出了本發(fā)明的另一種超聲外科刀片200。圖中可以 看出，刀片200具有刀片主體210,刀片主體210具有相對平滑的外表面222并且可以由任何前述材料制成。刀片主體210可以包括一 般由220標(biāo)示的基本為球形的治療區(qū)域，以及從治療區(qū)域220的近 側(cè)部分221伸出的頸部或過渡部分230。頸部230可以通過諸如雙頭 螺栓、焊接、膠粘或其他現(xiàn)有方法來連接至波導(dǎo)管(未示出)。在 可選的實施方式中，頸部230和波導(dǎo)管可以包括單個單元。
在多種實施方式中，抽吸內(nèi)腔240可以4皮設(shè)置成穿過治療區(qū)域 220和頸部230并且最終與獨立的抽吸/沖洗模塊、安裝到塔的抽吸 模塊90和/或沖洗模塊92 (圖1 )或例如手術(shù)室中的整體式超聲發(fā)生 器/抽吸/沖洗模塊連通。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解抽吸模塊可以被 4吏用來,人手術(shù)部位吸走組織或流體，而沖洗才莫塊可以;波用來向手術(shù) 部位4是供沖洗流體。在本實施方式中，抽p及內(nèi)腔240具有在治療區(qū) 域220的遠(yuǎn)端224形成開口 250的漸縮部分242。開口 250由形成于 治療區(qū)域220的外表面222中的組織切割邊緣252限定，切割邊緣 252可以:被用于組織形成和整形，且也可以輔助皮質(zhì)骨的去除。在多 種實施方式中，邊緣252可以是相對4奪利的以輔助組織和/或骨的去 除。當(dāng)組織和/或骨材料被切除或取出時，可以通過抽吸內(nèi)腔250 乂人 手術(shù)部位去除。漸縮部分的一個優(yōu)點是它首先允許球面上的銳角， 形成比直孔更加鋒利的邊緣。此外，漸縮部分242使得切割孔變窄 以最小化切割產(chǎn)生的微粒的尺寸。這增加了微粒的尺寸比中央內(nèi)腔 小的可能性并且因此使得微粒被堵在內(nèi)腔中的可能性最小化。
在可選的實施方式中，漸縮部分242可以由具有與制造刀片主 體210的材料的一種/多種性質(zhì)不同的一種或多種性質(zhì)的材料制造。 例如，這種漸縮部分242可以被壓入內(nèi)腔240和/或通過焊接、螺紋 或其它適合的固定方法安裝在適合的位置。在多種實施方式中，可 以基于抗拉強度、疲勞強度和/或保持邊緣的能力或其他需要的性質(zhì) 來選擇第二種材料。
圖IO至圖12示出了本發(fā)明的另一種超聲外科刀片300。圖中可 以看出，刀片300具有刀片主體310,刀片主體具有相對平滑的外表 面322并且可以由任何前述材料制成。刀片主體310可以包括一4殳由320標(biāo)示的基本為J求形的治療區(qū)域。頸部或過渡部分330從治療 區(qū)域320的近側(cè)部分321伸出。頸部330可以通過諸如雙頭螺對全、 焊接、膠粘或其他現(xiàn)有方法來連接到波導(dǎo)管(未示出)。在可選的 實施方式中，頸部330和波導(dǎo)管可以包4舌單個單元。
在多種實施方式中，第一抽吸內(nèi)腔340可以沿著縱向軸線A-A 被設(shè)置在治療區(qū)域320和頸部330中并且最終與獨立的抽吸/沖洗模 塊、安裝到塔的抽吸模塊90和/或沖洗模塊92 (圖1 )或例如手術(shù)室 中的整體式超聲發(fā)生器/抽吸/沖洗模塊連通。在本實施方式中，第一 抽吸內(nèi)腔340與治療區(qū)域320中的沿著與軸線A-A交叉的軸線B-B 的第二抽吸內(nèi)腔342交叉。在多種實施方式中，軸線B-B可以基本 垂直于軸線A-A，如圖10和圖12所示。第二抽吸內(nèi)腔342可以在 治療區(qū)域320中形成兩個徑向相對的開口 344、 346。在本實施方式 中，開口 344由邊緣345限定而開口 346由邊緣347限定。邊緣345、 347可以:故用于組織形成和整形，且也可以輔助皮質(zhì)骨的去除。在多 種實施方式中， 一個或兩個邊纟彖345、 347可以是相對《奪利的以輔助 組織和/或骨的去除。當(dāng)組織和/或骨材料被邊緣345切割或取出時， 材牙?？梢酝ㄟ^內(nèi)腔340和342 /人手術(shù)部位去除。在可選的實施方式 中， 一個或兩個開口 344、 345可以形成前述布置的漸縮部分。
圖13至圖15描述了本發(fā)明的另一種超聲外科刀片400。圖中可 以看出，刀片400具有刀片主體401,刀片主體具有相對平滑的外表 面422且可以有任何前述材料制成。刀片主體410可以包括一4殳由 420標(biāo)示的基本為球形的治療區(qū)域。在本實施方式中，沿著治療區(qū)域 420的周邊i殳置有環(huán)狀的凹槽450。凹槽450可以如圖所示具有倒圓 的底部或者可以具有尖的底部或方形的底部等。在示出的實施方式 中，周向延伸的環(huán)形凹槽450在基本平滑的外表面422中形成了兩 個平行邊緣452、 454用于組織切割和成型以及用于提供去除骨和組 織的支撐面。頸部或過渡部分430可以/人治療區(qū)域420的近側(cè)部分 421伸出。頸部430可以通過諸如雙頭螺栓、焊接、粘接或其他現(xiàn)有 方法連接到波導(dǎo)管(未示出)。在可選的實施方式中，頸部430和波導(dǎo)管可以包括單個單元。
在多種實施方式中，抽吸內(nèi)腔440可以被i殳置在治療區(qū)域420 和頸部430中并且最終與獨立的抽吸/沖洗模塊、安裝到塔的抽吸模 塊90和/或沖洗模塊92 (圖1 )或例如手術(shù)室中的整體式超聲發(fā)生器 /抽吸/沖洗模塊連通。在本實施方式中，至少一個(但優(yōu)選為兩個) 交叉內(nèi)腔442、 444可以從內(nèi)腔440的閉合端441以徑向相對的方向 延伸并且如圖所示地通向環(huán)形凹槽450。當(dāng)組織和/或骨材料被邊緣 452切除或取出時，材料可以通過內(nèi)腔444、 442和440從手術(shù)部位 去除。在圖13至圖15示出的實施方式中，示出了一條環(huán)形凹槽450。 在示出的實施方式中，凹槽沿著周邊延伸使得凹槽基本垂直于頸部。 在其他的實施方式中， 一個或多個凹槽可以繞著主體形成使得凹槽 不垂直于頸部，即凹槽豎直地延伸。在可選的實施方式中，可以偵: 用多個環(huán)形凹槽。在又一些其他的實施方式中，在相對平滑的外表 面412上可以提供多個分離的凹槽。這些分離的凹槽可以沿著基本 平行的軸線布置，或者可以沿著單個軸線軸向?qū)?zhǔn)。本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員將理解可以^f吏用一個、兩個或多于兩個的交叉內(nèi)腔。這些交 叉內(nèi)腔可以通向凹槽或者外表面422以及也可以通向抽吸內(nèi)腔430。 在又一些其他的實施方式中， 一個或多個交叉內(nèi)月空可以通向凹槽， 且一個或多個其他的交叉內(nèi)腔可以經(jīng)由表面422開口。本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將理解，在僅使用一個交叉內(nèi)腔的實施方式中，這種布置 可能導(dǎo)致刀片的不平衡，從而產(chǎn)生不合需要的橫向運動。在又一些 僅使用 一個交叉內(nèi)腔的其他的實施方式中，由于單個交叉內(nèi)腔導(dǎo)致 的"第一"不平衡可以由在刀片的其他部分提供空腔或者類似區(qū)域 ("第二"不平衡)來抵消，或者可以將交叉內(nèi)腔制成足夠小以使 得形成的不平衡最小化。在圖16和圖17所示的實施方式中，刀片 主體400中不設(shè)置內(nèi)腔。
圖18至圖20示出了本發(fā)明的另一種超聲外科刀片500。圖中可 以看出，刀片500具有刀片主體510,刀片主體具有相對平滑的外表 面522并且可以由任何前述材^F制成。刀片主體510可以包括一^殳由520標(biāo)示的基本為球形的治療區(qū)域。在這種實施方式中，在治療 區(qū)域中提供至少一個離散的孔550。在圖18至圖20所示出的實施方 式中，示出了四個孔550。在多種實施方式中，孑L 550的數(shù)量和布置 可以變化。每個孔550可以在治療區(qū)域520上形成開口 552,開口 552在外表面422上形成可以用于組織形成和整形以及輔助皮質(zhì)骨 的去除的組織切割邊纟彖544?？?50可以如圖所示具有平的底部555 ， 或者底部可以是倒圓的、尖形的等。 一個或多個孔550可以具有漸 縮部分551以進(jìn)一步幫助形成鋒利的邊緣554。在示出的實施方式 中，從治療區(qū)域520的近側(cè)部分521可伸出頸部或過渡部分530。頸 部530可以通過例如雙頭螺栓、焊接、力交粘或其他現(xiàn)有方法來連4姿 到波導(dǎo)管(未示出)。在可選的實施方式中，頸部530和波導(dǎo)管可 以包括單個單元。
圖21和圖22示出了本發(fā)明的另一種超聲外科刀片600。如圖中 可以看出，刀片600具有刀片主體610,刀片主體610具有基本平滑 的外表面622且可以由任何上述材料制成。刀片主體610可以包括「 基本為球形的治療區(qū)域， 一般由620標(biāo)示出。在本實施方式中，治 療區(qū)域620中設(shè)置有至少一個凹坑。在圖21和圖22所示的實施方 式中，示出了四個凹坑650。在多種實施方式中，凹坑650的數(shù)量和 布置可以變化。每個凹坑650可以在外表面622中形成組織切割邊 緣652,用于組織切割和整形以及輔助皮質(zhì)骨的去除。在示出的實施 方式中，從治療區(qū)域620的近側(cè)部分伸出頸部或過渡部分630。頸部 630可以通過例如雙頭螺栓、焊接、膠粘或其他現(xiàn)有方法來連接到波 導(dǎo)管(未示出)。在可選的實施方式中，頸部630和波導(dǎo)管可以包 括單個單元。
圖23和圖24示出了本發(fā)明的另一種超聲外科刀片700。如圖中 可以看出，刀片700具有刀片主體710,刀片主體710具有倒圓的遠(yuǎn) 端712以及由側(cè)表面718隔開的兩個相對平的表面714和716。刀片 700可以由任何前述材料制成。主體710可以包括一般由720標(biāo)示出 的治療區(qū)域。在本實施方式中，主體710的側(cè)面718中設(shè)置有至少一個孔750。在圖23和圖24所示的實施方式中，示出了三個孔750。 在多種實施方式中，孔750的數(shù)量和布置可以變化。每個孔750可 以在主體部分710中形成開口 752,開口 752形成組織切割邊緣752， 用于組織切割和整形以及輔助皮質(zhì)骨的去除。在一種實施方式中， 孔750可以與中央內(nèi)腔流體連通以用于在切割過禾呈中的組織沖洗和 抽吸。孔750可以如圖所示具有平的底面，或者底面可以是倒圓的， 尖形的等。在示出的實施方式中，從治療區(qū)域720的近側(cè)部分伸出 頸部或過渡部分730。頸部730可以通過例如雙頭螺栓、焊接、膠粘 或其他現(xiàn)有方法來連接到波導(dǎo)管(未示出)。在可選的實施方式中， 頸部730和波導(dǎo)管可以包括單個單元。
在這里所描述的本發(fā)明的多種實施方式及其等同結(jié)構(gòu)代表了在 現(xiàn)有超聲外科刀片技術(shù)上的改進(jìn)。例如這里公開的幾種實施方式包 括形狀基本為球形的治療區(qū)域，且治療區(qū)域具有相對平滑外表面， 可以有利地;故用于組織凝結(jié)和整形。此外，這里〃>開的幾種實施方 式具有形成于其治療區(qū)域內(nèi)的一個或多個組織切割邊緣，可以被用 于組織切割和剔除，并且也可以當(dāng)以傳統(tǒng)方式(槌子等)向器械施 加沖擊力時起用于接合和去除部分皮質(zhì)骨的支撐面的作用。這些邊
緣可以有利地用銼刀或其他傳統(tǒng)銳化工具磨銳，或者如果需要的話 邊緣也可以是相對較鈍的。已經(jīng)公開了多種不同的結(jié)構(gòu)來在主體部 分的平滑的外表面上形成邊緣。邊緣一般由主體部分的外表面內(nèi)的 缺口形成。如背景中所使用的，術(shù)語"缺口"可以包括諸如離散的 孔(即不完全穿過主體的任何部分的孔)、在主體部分的外表面內(nèi) 形成開口的內(nèi)腔或通道、凹坑和/或這些缺口的任意組合。在不脫離
本發(fā)明的精神和范圍的條件下，并且只要保持所需數(shù)量的相對平滑 的外表面以用于組織凝結(jié)和成型，也可以改變這種"缺口"的數(shù)量 和方向。
因此，根據(jù)前文可以理解，本發(fā)明的多種實施方式提供了用于 去除皮質(zhì)骨的更快捷和更加精確的方法。這些布置也比現(xiàn)有的骨去 除方法需要更小的力以去除骨。此外，本發(fā)明的多種實施方式獨特而新穎的特征也能在不使用可能對組織造成深度熱損傷的基于無線 電頻率的工具的情況下幫助定位組織凝結(jié)。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的若干實施方式，但是，應(yīng)當(dāng)清楚本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以想到實現(xiàn)本發(fā)明部分或全部優(yōu)點的這些實施方式的 多種改型、變型和變化。例如，#^居多種實施方式，單個組件可以 被多個組件替換，例如多個組件可以由單個組件替換，以執(zhí)行給定 的功能。因此在不脫離由后附的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍 和精神的條件下，本申請意于覆蓋所有這些改型、變型和變化。
這里公開的刀片和裝置可以被設(shè)計為在單次使用之后丟棄，或 者可以被設(shè)計為可多次使用的。但是，在任何一種情況下，在至少 一次使用后裝置可以通過修整以重新使用。修整可以包括下述步驟 的組合分解裝置、然后是對特定元件進(jìn)行清潔或替換、然后是重 新組裝。特別地，裝置可以被重新組裝，且裝置的任意數(shù)量的特定 元件或組件可以以任意組合被選擇性地替換或去除。對特定元件進(jìn) 行清潔和/或替換之后，裝置可以在修整設(shè)施或者醫(yī)療組在手術(shù)前立 即被重新組裝以備下次使用。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，裝置的 修整可以使用多種不同的技術(shù)來進(jìn)行分解、清潔/替換以及重新組裝。 這些技術(shù)的應(yīng)用，以及得到的被修整的裝置，都落在本發(fā)明的范圍 內(nèi)。
優(yōu)選地，這里所描述的發(fā)明將在手術(shù)之前進(jìn)行處理。首先，獲 取一個新的或用過的器械，并且如果有必要的話進(jìn)行清潔。然后將 器械除菌。在一種除菌技術(shù)中，器械被放置在諸如塑料或高密度聚
乙烯合成紙(TYVEK )袋的閉合且密封的容器內(nèi)。然后將容器和 器械放置能夠穿透容器的輻射場中，例如伽馬射線、x射線或高能量 電子。輻射殺死器械上和容器內(nèi)的細(xì)菌。然后無菌的器械可以被儲 存在無菌的容器內(nèi)。密封容器可保持器械無菌直至其在醫(yī)療設(shè)施中 被打開。
優(yōu)選地裝置被殺菌。這可以通過包括貝塔或伽馬射線、臭氧、 蒸汽、高壓蒸汽消毒、消毒液浸泡或其他現(xiàn)有方式的本領(lǐng)域已知的任意數(shù)量的方法來完成。
通過引用包含于此的任何專利、出版物或其他公開材料其部分 或整體僅僅在所包含的材料與現(xiàn)有定義、聲明或本公開中所陳述的 其他公開材料不沖突的程度上包含于此。這樣，在必要的程度上，
過引用包含于此、但是與現(xiàn)有的任何材料或定義、聲明或所陳述的
料l間沒有產(chǎn)生;沖突二程度上包含于此。 、 一
本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)解釋為限制于所公開的特定的實施方 式。因此這些實施方式應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。在 不脫離本發(fā)明精神的條件下，其他人可以進(jìn)行變型和改變。因此， 明確認(rèn)定本發(fā)明包括如^又利要求書中所限定地落在本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)的所有這些等價物、變型和改變。
權(quán)利要求
1.一種超聲外科刀片，包括刀片主體，具有治療區(qū)域；以及至少一個缺口，形成于所述刀片主體的所述治療區(qū)域內(nèi)，其中每個所述缺口與所述刀片主體的外表面形成組織切割邊緣。
2. 如權(quán)利要求1所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個缺口從包括孔、內(nèi)腔、凹槽和凹坑的組中選才奪。
3. 如權(quán)利要求2所述的超聲外科刀片，其中，所述凹槽包括一系列凹槽段。
4. 如權(quán)利要求1所述的超聲外科刀片，其中，所述治療區(qū)域基本為球形。
5. 如權(quán)利要求1所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個缺口包括孔，所述孔具有與所述刀片主體的外表面形成所述組織切割邊緣的漸縮部分。
6. 如權(quán)利要求5所述的超聲外科刀片，其中，所述刀片主體由第 一材料制成且其中所述漸縮部分由與所述第 一材料不同的第二材料制成。
7. 如權(quán)利要求1所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個缺口包括延伸穿過所述刀片主體的內(nèi)腔，所述內(nèi)腔形成穿過所述刀片主體的外表面的開口 ，使得所述開口的周邊形成所述組織切割邊緣。
8. 如權(quán)利要求1所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個缺口包括延伸穿過所述刀片主體的內(nèi)腔，所述內(nèi)腔具有漸縮遠(yuǎn)端，所述漸縮遠(yuǎn)端在所述治療區(qū)域形成開口 ，所述開口與所述刀片主體的所述外表面形成所述組織切割邊緣。
9. 如權(quán)利要求1所述的超聲外科刀片，還包括頸部，乂人所述治療區(qū)域的一部分沿著^從向軸線伸出；第一內(nèi)腔，穿過所述刀片主體的一部分和所述頸部延伸；以及至少一個第二內(nèi)腔，穿過所述刀片主體的另一部分延伸并且與所述第 一 內(nèi)腔相交以與第 一 內(nèi)腔流體連通，每個所述第二內(nèi)腔形成穿過所述刀片主體的外表面的至少一個開口 ，每個所述開口與所述外表面形成組織切割邊緣。
10. 如權(quán)利要求9所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個第二內(nèi)腔形成穿過所述刀片主體的所述外表面的徑向相對的開口 。
11. 如權(quán)利要求9所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個缺口包括在所述刀片主體的所述外表面中的至少一個凹槽，且其中所述凹槽與至少一個所述開口連通。
12. 如權(quán)利要求9所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個第二內(nèi)腔沿著與所述縱向軸線基本垂直的軸線延伸。
13. 如權(quán)利要求1所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個缺口包括至少一個內(nèi)腔，所述至少一個內(nèi)腔形成于所述刀片主體中并且形成穿過所述刀片主體的外表面的至少一個開口 ，以使得所述開口的周邊形成所述組織切割邊緣，所述至少 一個內(nèi)腔在所述刀片主體中形成第一不平衡。
14. 如權(quán)利要求13所述的超聲外科刀片，還包括第二不平衡，所述第二不平衡形成在所述刀片主體中，以抵消所述第一不平衡。
15. 如權(quán)利要求7所述的超聲外科刀片，還包括與所述至少一個內(nèi)腔連通的抽吸構(gòu)件。
16. 如權(quán)利要求7所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個內(nèi)腔與抽吸模塊和沖洗模塊中的至少 一個流體連通。
17.方法包括獲取如權(quán)利要求1所述的超聲外科刀片；對超聲外科刀片進(jìn)行殺菌；并且將超聲外科刀片儲存在無菌容器中。
18. —種超聲外科刀片，包括刀片主體，具有基本為球形的治療區(qū)域；以及至少一個基本鋒利的邊緣，形成在所述球形的治療區(qū)域的至少一部分上。
19. 如權(quán)利要求18所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個基本鋒利的邊緣包括由所述基本為球形的治療區(qū)域中的凹槽形成的至少 一個環(huán)形《降利邊緣。
20. 如權(quán)利要求18所述的超聲外科刀片，還包括在所述刀片主體中的至少一個內(nèi)腔通道。
21. 如權(quán)利要求20所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個內(nèi)腔通道在所述刀片主體中形成不平4紆。
22. 如權(quán)利要求21所述的超聲外科刀片，還包括與所述至少一個內(nèi)腔通道連通的抽吸構(gòu)件。
23. 如—又利要求22所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個內(nèi)腔通道與抽吸模塊和沖洗模塊中的至少 一個流體連通。
24. 如;k利要求21所述的超聲外科刀片，其中，所述至少一個內(nèi)腔通道通入到所述凹槽中。
25. 如權(quán)利要求18所述的超聲外科刀片，還包括至少一個內(nèi)腔通道，所述至少一個內(nèi)腔通道在所述基本為球形的治療區(qū)域中，且其中形成有所述至少 一個基本鋒利的邊緣，其中所述內(nèi)腔通道的漸縮部分穿過所述基本為球形的治療區(qū)域的遠(yuǎn)端。
26. 如權(quán)利要求18所述的超聲外科刀片，還包括至少一個孔，所述至少一個孔在所述基本為球形的治療區(qū)域中，且其中所述至少 一個基本鋒利的邊緣由所述孔的漸縮部分形成，所述孔穿過所述基本為球形的治療區(qū)域的外表面。
27. —種超聲外科器械，其包括超聲傳遞構(gòu)件，具有近端和遠(yuǎn)端；以及超聲致動刀片，連接到所述超聲傳遞構(gòu)件的遠(yuǎn)端，其中刀片包括刀片主體，具有治療區(qū)域；以及至少一個缺口，形成在所述刀片主體的所述治療區(qū)域中，其中每個所述缺口與所述刀片主體的外表面形成組織切割邊緣。
28. 如權(quán)利要求27所述的超聲外科器械，其中，所述至少一個缺口/人包括孔、內(nèi)腔、凹槽和凹坑的組中選擇。
29. 如權(quán)利要求27所述的超聲外科器械，其中，所述治療區(qū)域基本為球形。
30. 如權(quán)利要求27所述的超聲外科器械，其中，所述超聲傳遞構(gòu)件能夠?qū)⒖v向運動、橫向運動和扭轉(zhuǎn)運動中的至少一種從與其連通的所述纟從向運動、 一黃向運動和4丑轉(zhuǎn)運動的相應(yīng)來源4專遞至所述超聲致動刀片。
31. 如權(quán)利要求30所述的超聲外科器械，其中，所述超聲傳遞構(gòu)件能夠?qū)⑺隹v向運動、橫向運動和扭轉(zhuǎn)運動的組合傳遞至所述超聲致動刀片。
32. —種用于處理超聲外科器械的方法，該方法包括獲取如權(quán)利要求27所述的超聲外科器械；以及執(zhí)行下列動作中的一個改變刀片主體中的至少一個缺口 ，將超聲致動刀片重新消毒并且將重新消毒過的刀片重新連接至超聲傳遞構(gòu)件的遠(yuǎn)端；或者將其他的無菌的超聲致動刀片連接至超聲外科器械的遠(yuǎn)端。
33. —種用于將如權(quán)利要求1所述的超聲外科刀片安裝到超聲傳遞構(gòu)件的遠(yuǎn)端的方法，所述方法包括從包括焊接、螺紋連接和膠粘的動作組中選擇的動作之一 。
全文摘要
一種超聲外科刀片，其包括具有治療區(qū)域的刀片主體。在刀片主體的治療區(qū)域中可以形成有至少一個缺口，其中每個缺口與刀片主體的外表面形成組織切割邊緣。缺口可以包括一個或多個孔、內(nèi)腔、凹槽、凹坑或這種結(jié)構(gòu)的組合。在多種實施方式中，一個或多個抽吸內(nèi)腔被設(shè)置在外科刀片中并最終與超聲外科器械的抽吸內(nèi)腔或通道相連通。
文檔編號A61B17/20GK101674779SQ200880014537
公開日2010年3月17日 申請日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者K·L·豪瑟 申請人:伊西康內(nèi)外科公司