具有組織密度感測的外科器械的制作方法【專利摘要】本發(fā)明公開一種設備，該設備包括端部執(zhí)行器、主體組件、功率源和控制模塊。該端部執(zhí)行器可操作以用于外科手術(shù)并且能夠向手術(shù)部位傳送能量。該端部執(zhí)行器包括至少一個傳感器。該傳感器能夠測量與手術(shù)部位相關(guān)的至少一個物理特性。該主體組件與端部執(zhí)行器相聯(lián)。功率源與主體組件相聯(lián)并且可操作以向端部執(zhí)行器傳送功率。該控制模塊與傳感器相聯(lián)并且可操作以基于來自傳感器的指示組織密度改變的數(shù)據(jù)來改變向端部執(zhí)行器傳送的功率。【專利說明】具有組織密度感測的外科器械【
背景技術(shù)：
】[0001]在一些情況下，內(nèi)窺鏡式外科器械可以優(yōu)于傳統(tǒng)的開放式外科裝置，因為較小切口可減少術(shù)后恢復時間和并發(fā)癥。因此，一些內(nèi)窺鏡式外科器械可適于穿過套管針的插管來將遠側(cè)端部執(zhí)行器放置在期望手術(shù)部位處。這些遠側(cè)端部執(zhí)行器能以多種方式來接合組織以便達到診斷或治療的效果，所述遠側(cè)端部執(zhí)行器如:直線切割器、抓緊器、切割器、縫合器、施夾器、進入裝置、藥物/基因治療傳送裝置以及使用超聲、射頻、激光等的能量傳送裝置。內(nèi)窺鏡式外科器械可包括軸，該軸介于端部執(zhí)行器與臨床醫(yī)生所操縱的柄部部分之間。這樣的軸可以允許插入期望深度并繞軸的縱向軸線旋轉(zhuǎn)，從而利于將端部執(zhí)行器定位在患者體內(nèi)。[0002]內(nèi)窺鏡式外科器械的例子包括公開于下述專利中的那些:2006年4月13日公布的名稱為“TissuePadforUsewithanUltrasonicSurgicalInstrument，，的美國專利公布2006/0079874，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2007年8月16日公布的名稱為“UltrasonicDeviceforCuttingandCoagulating”的美國專利公布2007/0191713,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2007年12月6日公布的名稱為“UltrasonicWaveguideandBlade”的美國專利公布2007/0282333，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2008年8月21日公布的名稱為“UltrasonicDeviceforCuttingandCoagulating”的美國專利公布2008/0200940，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2011年I月20日公布的名稱為“RotatingTransducerMountforUltrasonicSurgicalInstruments，，的美國專利公布2011/0015660，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2002年12月31日公布的名稱為“ElectrosurgicalSystemsandTechniquesforSealingTissue，，的美國專利6，500，176，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；以及2011年4月14日公布的名稱為“SurgicalInstrumentComprisingFirstandSecondDriveSystemsActuatablebyaCommonTriggerMechanism”的美國專利公布2011/0087218,其公開內(nèi)容以引用方式并如本文。另外，這些外科工具可包括無線換能器，例如公開于2009年6月4日公布的名稱為“CordlessHand-heldUltrasonicCauteryCuttingDevice”的美國專利公布2009/0143797中的無線操作，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。另外，外科器械可用于或可適用于機器人輔助的外科裝置，例如公開于2004年8月31日公布的名稱為“RoboticSurgicalToolwithUltrasoundCauterizingandCuttingInstrument”的美國專利6，783，524中的機器人輔助外科裝置，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。[0003]雖然已制造并使用了多種外科器械，但是據(jù)信，在本發(fā)明人之前還無人研制出或使用如本文所描述的發(fā)明?！緦＠綀D】【附圖說明】[0004]雖然在說明書之后提供了特別指出和清楚地要求保護本發(fā)明的權(quán)利要求書，但是據(jù)信通過對下面某些實施例的描述并結(jié)合附圖可以更好地理解本發(fā)明，附圖中類似的附圖標記表示相同元件,其中:[0005]圖1示出了示例性外科器械的方框圖；[0006]圖2示出了示例性超聲外科器械的透視圖；[0007]圖3示出了示例性外科器械的方框圖；[0008]圖4示出了使用圖3的外科器械的示例性方法的流程圖；[0009]圖5示出了使用圖3的外科器械的替代形式的示例性方法的流程圖；[0010]圖6示出了使用圖3的外科器械的另一種替代形式的示例性方法的流程圖；[0011]圖7示出了使用圖3的外科器械的又一種替代形式的示例性方法的流程圖；[0012]圖8示出了使用圖3的外科器械的再一種替代形式的示例性方法的流程圖；[0013]圖9示出了使用圖3的外科器械的再一種替代形式的示例性方法的流程圖；并且[0014]圖10示出了使用圖3的外科器械的再一種替代形式的示例性方法的流程圖；[0015]附圖并非意在以任何方式進行限制，并且可以預期本發(fā)明的各種實施例能夠以多種其它方式來執(zhí)行，包括那些未必在附圖中示出的方式。附圖并入本說明書中并形成其一部分，示出了本發(fā)明的若干方面，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理；然而，應當理解，本發(fā)明并不限于所示出的精確安排?！揪唧w實施方式】[0016]對本發(fā)明的某些例子的如下描述不應用來限制本發(fā)明的范圍。通過以下舉例說明設想用于實施本發(fā)明的最佳方式之一的描述，本領域的技術(shù)人員將顯而易見本發(fā)明的其它例子、結(jié)構(gòu)、方面、實施例和優(yōu)點。正如將會意識到的，本發(fā)明可以是其它不同且明顯的方面，只要不脫離本發(fā)明即可。例如，盡管各種。因此，附圖和【具體實施方式】應被視為實質(zhì)上是示例性而非限制性的。[0017]還應當理解，本文所述的教導內(nèi)容、表達方式、實施例、實例等中的任何一個或多個可與本文所述的其它教導內(nèi)容、表達方式、實施例、實例等中的任何一個或多個相結(jié)合。因此，下述教導內(nèi)容、表達方式、實施例、例子等不應視為彼此隔離。參考本文教導內(nèi)容，其中本文教導內(nèi)容可結(jié)合的各種合適方式對于本領域的普通技術(shù)人員而言將會顯而易見。此類修改形式以及變型旨在包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。[0018]1.示例性外科器械的概述[0019]圖1以圖解方塊圖的形式示出了示例性醫(yī)療裝置和/或外科器械10的部件。如圖所示，醫(yī)療裝置10包括控制模塊12、功率源14和端部執(zhí)行器16。僅示例性的功率源14可包括鎳氫電池、鋰離子電池(例如，棱柱狀電池型鋰離子電池等)、鎳鉻電池或者任何其它類型的功率源，按照本文的教導內(nèi)容，這對本領域技術(shù)人員而言可能是顯而易見的?？刂颇K12可包括微處理器、專用集成電路(ASIC)、存儲器、印刷電路板(PCB)、存儲裝置(諸如固態(tài)驅(qū)動器或硬盤)、固件、軟件或者任何其它合適的控制模塊組件，按照本文的教導內(nèi)容，這對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。控制模塊12和功率源14通過諸如纜線和/或電路板中的跡線等的電連接件22聯(lián)接，以將功率從功率源14傳送到控制模塊12。作為另外一種選擇，功率源14可選擇性地聯(lián)接到控制模塊12。這允許功率源14從醫(yī)療裝置10分離和移除，其可進一步允許功率源14容易地進行再充電或回收以用于重新消毒和再利用。除此之外或者可替代的是，控制模塊12可被移除以用于維護、測試、替換或其它目的，根據(jù)本文的教導內(nèi)容，這對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的?？刂颇K12還可操作以通過使用功率源14來提供脈沖能量，如將在下文進一步討論的。[0020]端部執(zhí)行器16通過另一個電連接件22聯(lián)接到控制模塊12。端部執(zhí)行器16能夠執(zhí)行醫(yī)療裝置10的期望功能。僅以舉例的方式，這樣的功能可以包括燒灼組織、消融組織、切割組織、超聲振動、縫合組織或者用于醫(yī)療裝置10的任何其它期望的任務。從而，端部執(zhí)行器16可以包括主動結(jié)構(gòu)，例如超聲刀、一對夾緊鉗口、尖銳小刀、縫合驅(qū)動組件、單級RF電極、一對雙極RF電極、加熱元件和/或各種其它組件。端部執(zhí)行器16還能夠從醫(yī)療裝置10移除，以用于維護、測試、替換或任何其它目的，參考本文的教導內(nèi)容，這對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。在一些型式中，端部執(zhí)行器16是模塊化的，使得醫(yī)療裝置10可以與不同類型的端部執(zhí)行器一起使用(例如，如序列號為61/410，603的美國臨時申請所教導的等)。根據(jù)醫(yī)療裝置10的目的，可提供端部執(zhí)行器16的各種其它構(gòu)型以用于各種不同的功能；根據(jù)本文的教導內(nèi)容，這對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。相似地，根據(jù)本文的教導內(nèi)容，能夠從功率源14接收功率的其它類型的醫(yī)療裝置10的組件對本領域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0021]本例子的醫(yī)療裝置10包括觸發(fā)器18和傳感器20，但是應當理解，這樣的組件僅僅是任選的。觸發(fā)器18通過電連接件22聯(lián)接到控制模塊12和功率源14。觸發(fā)器18能夠選擇性地將功率從功率源14提供到端部執(zhí)行器16(和/或到醫(yī)療裝置10的一些其它組件)，以在執(zhí)行手術(shù)時激活醫(yī)療裝置10。傳感器20也通過電連接件22聯(lián)接到控制模塊12并且也許能夠在手術(shù)期間向控制模塊12提供多種信息。僅以舉例的方式，此類構(gòu)型可包括感測端部執(zhí)行器16處的溫度或確定端部執(zhí)行器16的擺動速率。來自傳感器20的數(shù)據(jù)可通過控制模塊12處理，以實現(xiàn)功率到端部執(zhí)行器16的傳送(例如在反饋回路等中)。根據(jù)醫(yī)療裝置10的目的，可提供傳感器20的各種其它構(gòu)型；根據(jù)本文的教導內(nèi)容，這對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。當然，和本文所述的其它組件一樣，醫(yī)療裝置10可以具有不止一個傳感器20，或者如果需要傳感器20可以簡單地被省略。下文將討論關(guān)于傳感器20的進一步的細節(jié)及其變型。[0022]I1.示例性超聲外科器械[0023]圖2示出了外科系統(tǒng)11，該外科系統(tǒng)11包括上文所述的器械10的示例性超聲型式50。當器械50的超聲部件為非活動時，可根據(jù)需要容易地夾持和操縱組織，而不進行組織切割。當超聲部件被啟動時，器械50允許組織被端部執(zhí)行器80抓持用于與超聲能量耦聯(lián)，以進行組織凝固，并施加增加的壓力，從而有效地進行組織切割和凝固。如果需要，可以在不使用端部執(zhí)行器80的夾持機構(gòu)的情況下，通過適當操縱超聲刀82來將超聲能量施加到組織。[0024]僅以舉例的方式，外科系統(tǒng)11能夠根據(jù)任何合適的教導內(nèi)容或者來自以下專利中的任意一個的教導內(nèi)容的組合被構(gòu)造并且/或者操作:2010年6月15日公布的名稱為“Post-Sterilizat1nProgrammingofSurgicalInstruments，，的美國專利7，738，971，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2006年4月13日公布的名稱為“TissuePadforUsewithanUltrasonicSurgicalInstrument”的美國公布2006/0079874，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2007年8月16日公布的名稱為“UltrasonicDeviceforCuttingandCoagulating”的美國公布2007/0191713，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2007年12月6日公布的名稱為“UltrasonicWaveguideandBlade”的美國公布2007/0282333，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2008年8月21日公布的名稱為“UltrasonicDeviceforCuttingandCoagulating”的美國公布2008/0200940,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2009年6月4日公布的名稱為“CordlessHand-heldUltrasonicCauteryCuttingDevice”的美國專利公布2009/0143797，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2009年8月20日公布的名稱為“MotorizedSurgicalCuttingandFasteningInstrumentHavingHandleBasedPowerSource”的美國公布2009/0209990，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2010年3月18日公布的名稱為“UltrasonicDeviceforFingertipControl”的美國公布2010/0069940，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；以及2011年I月20日公布的名稱為“RotatingTransducerMountforUltrasonicSurgicalInstruments，，的美國專利公布2011/0015660的圖1中，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。類似地，醫(yī)療裝置能夠包括便攜式功率源的若干方式公開于2010年11月5日提交的名稱為“Energy-BasedSurgicalInstruments”的美國臨時專利申請序列號61/410，603中，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。[0025]示例性超聲外科系統(tǒng)11包括超聲外科器械50、發(fā)生器21和纜線30，該纜線可操作以將發(fā)生器21聯(lián)接到外科器械50。合適的發(fā)生器21為由EthiconEndo-Surgery,Inc.(Cincinnati,Oh1)出售的GEN300。僅以舉例的方式，發(fā)生器21可根據(jù)2011年4月14日公布的名稱為“SurgicalGeneratorforUltrasonicandElectrosurgicalDevices，，的美國公布2011/0087212的教導內(nèi)容進行構(gòu)造，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。應該指出的是，將參照超聲外科器械來描述外科器械50;然而，如根據(jù)本文的教導內(nèi)容對于本領域的普通技術(shù)人員而言顯而易見的是，下文所述的技術(shù)可用于多種外科器械，包括但不限于內(nèi)切割器、抓緊器、切割器、縫合器、施夾鉗、進入裝置、藥物/基因治療傳送裝置、以及使用超聲、射頻、激光等的能量傳送裝置、和/或它們的任何組合。此外，盡管本實例將參照纜線連接的外科器械50進行描述，但應當理解，外科器械50可適于無線操作，例如公開于美國專利公布2009/0143797。此外，外科裝置50還可以用于或適于用于例如美國專利6，783，524中所公開的機器人輔助的外科裝置。[0026]本實例的外科器械50包括多部件柄部組件60、細長的傳輸組件70、和換能器100。傳輸組件70在傳輸組件70的近端處聯(lián)接至多部件柄部組件60并且從多部件柄部組件60向遠側(cè)延伸。在本例子中，傳輸組件70能夠為細長的、細管狀組件以用于內(nèi)窺鏡式用途，但應當理解，作為另外一種選擇，傳輸組件70可為短組件，例如美國專利公布2007/0282333和美國專利公布2008/0200940中所公開的。本例子的傳輸組件70包括外部護套72、內(nèi)部管狀致動構(gòu)件(未示出)、波導(未示出)、以及位于傳輸組件70遠端的端部執(zhí)行器80。在本例子中，端部執(zhí)行器80包括聯(lián)接至波導的刀82、可操作以在傳輸組件70的近端處樞轉(zhuǎn)的夾持臂84、以及任選的可聯(lián)接至夾持臂84的一個或多個夾持墊86。還應當理解，夾持臂84以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)可根據(jù)1999年11月9日公布的名稱為“UltrasonicClampCoagulatorApparatusHavingImprovedClampArmPivotMount”的美國專利5，980，510的教導內(nèi)容中的至少一些進行構(gòu)造和操作，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。還應當理解，端部執(zhí)行器80的一些型式可以不具有夾持臂84。例如，端部執(zhí)行器80可以僅僅包括刀82。能夠?qū)⒊暷芰繌膿Q能器100傳播到刀82的波導可以為柔性、半柔性或剛性的。一種僅為示例性的超聲換能器100為由位于Cincinnati,Oh1的EthiconEndo-Surgery公司出售的型號HP054。如本領域中所熟知，波導也能夠為將通過波導傳播到刀82的機械振動放大。波導還可具有用于控制沿波導的縱向振動的增益的結(jié)構(gòu)，并且具有用于將波導調(diào)諧至系統(tǒng)共振頻率的結(jié)構(gòu)。[0027]在這個例子中，刀82的遠端設置在波腹附近，以便在聲學組件未被組織承載時將聲學組件調(diào)諧至優(yōu)選的共振頻率f。。當換能器100通電時，刀82的遠端能夠在例如大約10至500微米峰間范圍內(nèi)、并且優(yōu)選地在約20至約200微米的范圍內(nèi)以例如55.5kHz的預先確定的振動頻率f?？v向運動。當本例子的換能器100激活時，這些機械振蕩通過波導被傳播到端部執(zhí)行器80。在本例子中，耦合到波導的刀82在超聲頻率下振蕩。因此，當將組織固定在刀82和夾持臂84之間時，刀82的超聲振蕩可同時切割組織并且使相鄰組織細胞中的蛋白變性，由此提供具有相對較少熱擴散的促凝效果。也可通過刀82和夾持臂84提供電流以另外燒灼組織。盡管已描述出傳輸組件70和換能器100的一些構(gòu)型，但根據(jù)本文的教導內(nèi)容，傳輸組件70和換能器100的其他合適構(gòu)型對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0028]本例子的多部件柄部組件60包括配對外殼部分62和下部64。配對外殼部分62能夠在配對外殼部分62的近端接納換能器100并且在配對外殼部分62的遠端接納傳輸組件70的近端。在配對外殼部分62的遠端上設有孔以用于插入各種傳輸組件70。在本例子中示出了用于旋轉(zhuǎn)傳輸組件70和/或換能器100的旋轉(zhuǎn)旋鈕66，但應當理解，旋轉(zhuǎn)旋鈕66僅為任選的。多部件柄部組件60的下部64包括觸發(fā)器68并且能夠供使用者單手抓緊。下部64的一個僅為示例性的替代構(gòu)造示于美國專利公布2011/0015660的圖1中。觸發(fā)按鈕(未示出)可位于下部64的遠側(cè)表面上，并且可操作以利用發(fā)生器21以不同操作水平激活換能器100。例如，第一觸發(fā)按鈕可激活最大能量水平下的換能器100而第二觸發(fā)按鈕可激活最小、非零能量水平下的換能器100。當然，根據(jù)本文的教導內(nèi)容對于本領域普通技術(shù)人員來說顯而易見的是，觸發(fā)按鈕可能夠用于除最大和/或最小能量水平之外的能量水平。此外，觸發(fā)按鈕可位于多部件柄部組件60上、換能器100上、和/或遠離外科器械50的任何其它位置，并且可提供任意數(shù)量的觸發(fā)按鈕。盡管已參照兩個不同部分62，64來描述多部件柄部組件60，但應當理解，多部件柄部組件60可為兩個部分62，64結(jié)合在一起的一體組件。作為另外一種選擇，多部件柄部組件60可分成多個分立元件，例如單獨的觸發(fā)器部分(可通過用戶的手或腳來操作)和單獨的配對外殼部分62。觸發(fā)器部分可操作以啟動換能器100并且可遠離配對外殼部分62。如根據(jù)本文的教導內(nèi)容對于本領域的普通技術(shù)人員而言顯而易見的是，多部件柄部組件60可由耐用塑料(例如聚碳酸酯或液晶聚合物)、陶瓷、和/或金屬、或者任何其他合適的材料進行構(gòu)造。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，多部件柄部組件60的其他構(gòu)型對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。例如，器械50可作為機器人系統(tǒng)的一部分進行操作。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，多部件柄部組件60的其它構(gòu)造對于本領域的普通技術(shù)人員也將是顯而易見的。[0029]根據(jù)本文的教導內(nèi)容，系統(tǒng)11可以采用的進一步其它合適的形式對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0030]II1.具有聲學感測的示例性外科器械[0031]應當領會，在使用外科器械50時，外科器械50可能遇到密度不同的組織。例如，當在肌肉、骨、脂肪、疤痕組織、或任何其它類型的組織之間過渡時，外科器械50可能遇到不同的密度。當在組織中使用外科器械50期間，可能期望了解外科器械50何時遇到組織密度的改變。在一些情況下，了解遇到了不同的組織密度是足夠的。還可能期望了解不同類型的組織的性質(zhì)。此外，在一些情況下，應當領會，一旦到達不同的組織密度，就可能期望使外科器械50自動改變其行為。除此之外或可替代地，可以通過一些方式通知使用者外科器械50正在接近不同類型的組織或者與該不同類型的組織相接觸，這時使用者可以決定手動改變他/她對外科器械50的操作。[0032]圖3示出了示例性外科器械200的示意圖，該外科器械200具有手動件202，該手動件202與端部執(zhí)行器204相聯(lián)。應當理解，外科器械200是上文所述的外科器械10，50的變型。端部執(zhí)行器204與手動件202選擇性地相聯(lián)，但是應當理解，在一些型式中，端部執(zhí)行器204可以與手動件202整體形成。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，可使用其它合適的構(gòu)型對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。端部執(zhí)行器204包括多個部件，其中包括至少一個傳聲器210、至少一個傳感器212、和至少一個加速度計208。當然，端部執(zhí)行器204可以包括多個其它部件，其中包括但不限于超聲刀、夾持臂、電外科特征、縫釘施布組件等。在端部執(zhí)行器204包括超聲刀的型式中，端部執(zhí)行器可能不具有夾持構(gòu)件。例如，端部執(zhí)行器204可根據(jù)美國專利公布2008/0200940的教導內(nèi)容中的至少一些進行構(gòu)造，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文?？紤]到本文的教導內(nèi)容，僅具有刀的端部執(zhí)行器204可以采用的其它合適的形式對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。在包括超聲刀和夾持構(gòu)件的端部執(zhí)行器204的型式中，端部執(zhí)行器204可以根據(jù)美國專利公布2007/0191713、美國專利公布2007/0282333、和美國專利公布2006/0079874的教導內(nèi)容中的至少一些進行構(gòu)造，所述專利公布中的每一個的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，端部執(zhí)行器204可以采用其它合適的形式對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0033]盡管本例子的端部執(zhí)行器204包括傳聲器210、傳感器212、和加速度計208，但是應當理解，端部執(zhí)行器204不必包含傳聲器210、傳感器212、和加速度計208中的每一個。此外，盡管圖3將傳聲器210、傳感器212、和加速度計208示為與端部執(zhí)行器204分開，但是應當理解，傳聲器210、傳感器212、和加速度計208中的任何一個或全部可以集成到端部執(zhí)行器204中，或者作為供選擇的替代方案可以與端部執(zhí)行器204—體地構(gòu)造。應當理解，傳聲器210和/或加速度計208能夠定位在手動件202中。例如，傳聲器210能夠定位成使得傳聲器210可操作以在手動件202中的諧波波導的近端處監(jiān)測聲學信號。同樣，加速度計208可以定位在手動件202中，以在外科器械200移動穿過組織時監(jiān)測手動件202的運動。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，可利用其它合適的變型對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0034]傳聲器210可總體操作以起到聲學傳感器的作用。應當理解，傳聲器210可操作以在超聲頻率、聽覺頻率、和/或次聲頻下檢測聲學信號。傳聲器210與計算模塊214相聯(lián)，將在下文對該計算模塊214進行進一步的討論，該計算模塊214可操作以檢測和記錄可能出現(xiàn)在傳聲器210周圍的任何東西的聲音樣本。例如，應當理解，當使用外科器械200時，夕卜科器械200的部件可能產(chǎn)生能夠指示與將與外科器械200相接觸的組織的性質(zhì)和/或密度相關(guān)的信息的各種聲學信號或者脈沖。這些聲學信號或脈沖可能在產(chǎn)生各種聲學信號或脈沖之間被傳聲器210接收到；并且/或者可以由備選的傳聲器接收到。在外科器械200引導端部執(zhí)行器204穿過密度不同的組織的情況下可能存在的一個例子中，外科器械200可以基于各種阻尼水平或者測量到的由組織造成的信號強度的損失來產(chǎn)生不同的聲學信號。傳聲器210能夠定位以在與端部執(zhí)行器204相聯(lián)的刀或波導處監(jiān)測聲學信號。超聲刀所遇到的組織的類型/密度可能改變與包括刀的聲學組件相關(guān)的聲學信號特性。這種改變可能發(fā)生在超聲頻率、聽覺頻率、和/或次聲頻下。因此，可以基于所監(jiān)測到的聲學信號得出對組織密度和/或類型的推斷，由此可以向使用者提供關(guān)于受外科器械200影響的組織類型的信息。[0035]如上所述，傳聲器210可操作以在各種特定頻率(例如，超聲頻率、聽覺頻率、和/或次聲頻等)下監(jiān)測聲音。例如，傳聲器210能夠結(jié)合各種過濾器、放大器等使用，以關(guān)注出現(xiàn)在特定頻率下的信號，從而避免可能不提供關(guān)于外科器械200的有用信息的一些聲學信號。能夠?qū)髀暺餍盘枒每焖俑盗⑷~變換(FFT)或者其它類似的計算法，以交互操作從換能器/刀共振結(jié)構(gòu)發(fā)射的一個或多個頻率。這些頻率的改變能夠用作模態(tài)耦合的替代物并且因此用作檢測不期望的振動狀態(tài)或模式的方式。一旦被檢測到，這能夠用作反饋的方式以警示使用者，通過改變驅(qū)動信號特性來改變共振系統(tǒng)的行為，或者同時警示使用者并且通過改變驅(qū)動信號特性來改變共振系統(tǒng)的行為。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，一個或多個傳聲器210可以用于檢測組織密度和/或組織密度的改變的進一步其它合適的方式對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0036]此外，如根據(jù)本文的教導內(nèi)容對于本領域的普通技術(shù)人員而言顯而易見的是，傳感器212可以包括阻抗傳感器、溫度傳感器、力傳感器、和/或任何其它合適類型的傳感器。在傳感器212包括阻抗傳感器的型式中，傳感器212可以用于感測與端部執(zhí)行器204相接觸的組織的阻抗。端部執(zhí)行器204所遇到的組織的阻抗可以基于這種組織的密度發(fā)生變化。例如，與密度較低的組織(例如，脂肪組織)所表現(xiàn)出的阻抗相比，相對致密的組織(例如，疤痕組織)可能表現(xiàn)出相對較高的阻抗。因此，傳感器212可以用于檢測作為阻抗的函數(shù)的組織密度的改變。應當理解，這種阻抗可以包括電阻抗和/或聲學阻抗。例如，相對致密的組織可以同時表現(xiàn)出相對較高的電阻抗和相對較高的聲學阻抗。還應當理解，可以通過不同的方式來測量阻抗。僅以舉例的方式，模擬電路可以用于通過產(chǎn)生兩個與電壓和電流振幅成比例的兩個電壓來測量平均電阻抗(例如，rms、峰間、或簡單平均值)并且隨后除以這些電壓以提供與電阻抗成比例的模擬電壓輸出。作為另一個僅僅是說明性的例子，可以通過數(shù)字并且瞬時讀取和計算電阻抗。具體而言，系統(tǒng)可以讀取實際瞬時電壓和實際瞬時電流；隨后相除這些數(shù)值以計算瞬時阻抗。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，電阻抗傳感器可以實施成傳感器212的各種合適的方式對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。類似地，根據(jù)本文的教導內(nèi)容，聲學阻抗傳感器可以實施成傳感器212的各種合適的方式對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0037]作為另一個僅僅是說明性的例子，不同的組織密度可以對端部執(zhí)行器204做出不同的熱反應。因此，在傳感器212包括溫度傳感器的型式中，傳感器212可以用于檢測作為溫度的函數(shù)的組織密度的改變。在傳感器212包括力傳感器(例如，應變儀等)的型式中，傳感器212可以用于檢測作為當端部執(zhí)行器204擠壓組織時端部執(zhí)行器204所遇到的力/應變的函數(shù)的組織密度的改變。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，可以用于檢測組織密度和/或組織密度的改變的進一步其它合適類型的傳感器212對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0038]加速度計208可操作以檢測端部執(zhí)行器204的運動。應當理解，從加速度計208收集到的信息可以用于確定使端部執(zhí)行器204運動的力。還應當理解，可以確定與端部執(zhí)行器204的運動相關(guān)的單純的速度、相對速度、平均速度、變化率、或者任何其它合適的度量標準。當端部執(zhí)行器204遇到相對致密的組織時，這可能造成端部執(zhí)行器204沿其運動路徑減速，并且加速度計208能夠檢測到該減速。類似地，端部執(zhí)行器204可以在沿其行進路徑從致密組織過渡到密度相對較小的組織時經(jīng)歷加速，加速度計208能夠檢測到該加速。計算模塊214還能夠區(qū)分基于組織密度改變的加速/減速與基于外科醫(yī)生的手部運動改變加速/減速。例如，計算模塊214能夠比較來自加速度計208的數(shù)據(jù)與來自一些其它類型的傳感器(例如，柄部組件202中的應變儀等)的數(shù)據(jù)，以辨別基于組織密度改變的加速/減速與基于外科醫(yī)生的手部運動改變的加速/減速。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，一個或多個加速度計208可以用于檢測組織密度和/或組織密度的改變的進一步其它合適的方式對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0039]功率源206也與柄部組件202相聯(lián)并且可操作以向端部執(zhí)行器204傳送功率。盡管圖示的型式將功率源206示為與柄部組件204分開，但是功率源206可以集成到柄部組件204中ο[0040]此外，外科器械200包括與端部執(zhí)行器204相聯(lián)的計算模塊214、功率源206、加速度計208、傳聲器210、和傳感器212。計算模塊214可以包括任何合適的部件，所述任何合適的部件可以包括處理器、存儲器、或者如根據(jù)本文的教導內(nèi)容對于本領域的普通技術(shù)人員而言將顯而易見的任何其它合適的與計算相關(guān)的部件。計算模塊214可操作以執(zhí)行或運行與外科器械200的部件中的任何部件的操作相關(guān)的程序或算法。例如，計算模塊214可操作以控制端部執(zhí)行器204的步驟或者傳聲器210、傳感器212、和加速度計208的步驟。此夕卜，計算模塊214可以通過柄部組件204與功率源206相聯(lián)，使得計算模塊214可操作以控制或利用功率源206來執(zhí)行計算模塊214的任何合適的例行程序和/或程序。因此，計算模塊214可操作以執(zhí)行控制邏輯。[0041]盡管計算模塊214被示為定位在柄部組件202內(nèi)，但是應當理解，計算模塊214可以定位在任何合適的位置處。例如，計算模塊214可以定位在端部執(zhí)行器204中、功率源206中、并且/或者甚至可以被容納在定位于柄部組件202與功率源206之間的模塊內(nèi)。在進一步其它的示例性型式中，應當理解，計算模塊214不必限于單個計算模塊214。計算模塊214可以能夠使得使用多個計算模塊214，其中所述多個計算模塊214可以定位在單一位置處或者遍布外科器械200或者甚至遠程地定位。[0042]如上所述，端部執(zhí)行器204包括傳聲器210、傳感器212、和加速度計208。還應當理解，在外科手術(shù)中使用端部執(zhí)行器204可能涉及通過端部執(zhí)行器204向手術(shù)部位提供超聲振動。還應當理解，向手術(shù)部位傳送超聲振動造成由端部執(zhí)行器204產(chǎn)生音調(diào)或音高。例如，應當理解，如果由超聲刀(例如，像上文所述的刀82)從端部執(zhí)行器204傳送振動，則當端部執(zhí)行器204的刀行進穿過不同類型的組織密度時，來自端部執(zhí)行器204的振動將由于振動以不同的速度行進穿過密度不同的組織而產(chǎn)生聲學特性不同的聲音。因此，還應當理解，不僅穿過不同組織的振動所產(chǎn)生的聲音不同，傳聲器210可操作以在振動被傳送到密度不同的組織時檢測聲音的差異。這些聲音的差異可能被刀82本身以及與刀82聲學相聯(lián)的部件和/或波導捕捉到。還應當理解，端部執(zhí)行器204能夠傳送不同頻率的振動并且傳聲器210可以在不同的頻率下監(jiān)測聲學信號。例如，通過在不同的頻率下監(jiān)測聲學信號，不同的數(shù)據(jù)是能夠確定的。在一些情況下，組織密度的某些改變可能更明顯或者能夠在特定頻率下被檢測到。[0043]IV.使用外科器械的示例性方法[0044]圖4示出了使用外科器械200的一個示例性方法。方框400涉及使用者啟動外科器械200。應當理解，在一些型式中，外科器械200可以不必被啟動一其可以默認處于“開”狀態(tài)。[0045]方框410包括開始聲學監(jiān)測。在一些型式中，外科器械200可以連續(xù)監(jiān)測與該外科器械200的聲學傳動系(例如,超聲換能器、喇ΠΛ、波導、和超聲刀)相關(guān)的聲學信號。應當理解，可以使用與計算模塊214相聯(lián)的傳聲器210來執(zhí)行聲學監(jiān)測。傳聲器210連續(xù)檢測與外科器械200的聲學傳動系相關(guān)的聲音信號。計算模塊214連續(xù)接收代表傳聲器210所捕獲的聲音信號的數(shù)據(jù)。應當理解，可以在計算模塊214接收聲學信號的同時使用計算模塊214來執(zhí)行聲學監(jiān)測。方框420涉及使用者在手術(shù)部位處使用外科器械200，通過端部執(zhí)行器204操縱組織。在使用期間，方框430連續(xù)監(jiān)測聲學信號，以確定聲學信號是否超過特定的預先確定的閾值，該特定的預先確定的閾值能夠持續(xù)更新并且通過計算模塊214計算出。[0046]盡管本公開經(jīng)常使用術(shù)語“閾值”，但是能夠構(gòu)想，該術(shù)語可以包括最小值或底線(floor)。換句話講，如本文所使用的例如“超過閾值”的短語可以被理解成也涵蓋數(shù)值下降到特定設定中的預先確定的最小值或底線以下的情況。因此，應當理解，在方框430監(jiān)測以確定聲學信號是否超過特定的預先確定的閾值的情況下，這可以包括監(jiān)測聲學信號是否下降到預先確定的最小值或底線以下。還將理解，聲學信號的某種改變(例如，超過閾值)可以指示組織密度的改變，這可以指示組織類型的改變。因此，一旦在方框440中通知使用者該改變，使用者就能夠停止使用外科器械200、繼續(xù)使用外科器械200、或改變對外科器械200的使用。[0047]存在可以執(zhí)行圖4中所示的方法的多種方式，其中包括可以執(zhí)行方框430的多種方式。例如，一些型式的計算模塊214以及端部執(zhí)行器204的多個傳感器210，212，208可操作以具有兩種監(jiān)測模式:橫向監(jiān)測模式和組織密度監(jiān)測模式。在橫向監(jiān)測模式中，計算模塊214可操作以對聲學樣本執(zhí)行快速傅立葉變換，以識別其橫向模式及相關(guān)頻率。計算模塊214還可操作以當端部執(zhí)行器204未負載時，在將外科器械200用于組織上之前建立多個樣本及其相關(guān)頻率的基線模態(tài)間距(baselinemodalspacing)。一旦外科手術(shù)中在使用外科器械200期間將負載施加到端部執(zhí)行器204上，計算模塊214就可操作以比較所識別出的橫向模式與基線。最后，在外科手術(shù)中使用外科器械200期間所感測到的橫向模式信號超過特定閾值或下降到底線以下的情況下，計算模塊214可操作以停止與外科器械200相關(guān)的任何換能器的操作或者以其它方式使端部執(zhí)行器204在至少一個時間周期期間至少部分地不可操作。[0048]在組織密度監(jiān)測模式中，計算模塊214還可操作以對聲學樣本執(zhí)行快速傅立葉變換，從而在不同的頻率下識別其振幅。計算模塊214還可操作以當端部執(zhí)行器204未負載時，在將外科器械200用于組織上之前建立多個樣本及其相關(guān)頻率的基線振幅。一旦外科手術(shù)中在使用外科器械200期間將負載施加到端部執(zhí)行器204上，計算模塊214就可操作以比較在每一個頻率下所感測到的振幅與預先建立的基線。最后，在測量到的頻率的振幅下降到預先確定的范圍以下的情況下，計算模塊214可操作以表達端部執(zhí)行器204正在遇到潛在的致密組織。例如，計算模塊214可以聯(lián)接到指示器，該指示器在視覺上和/或通過聲音警示使用者已遇到致密組織。一旦振幅回到基線范圍，那么計算模塊214就可以向指示器通訊以停止警示使用者或為使用者產(chǎn)生不同的視覺和/或聲音警示。除此之外或可替代地，計算模塊214可以響應于組織密度的改變而影響端部執(zhí)行器204的操作特性。當然，根據(jù)本文的教導內(nèi)容，計算模塊214的其它合適的用途和性能對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0049]圖5示出了使用外科器械200的另一種示例性方法。應當理解，在一些情況下，夕卜科器械200可以用于腹壁成形術(shù)、脂肪組織的體型塑造、和/或可能遇到疤痕組織或其它致密組織的一些其它的手術(shù)的應用中。應當理解，可能期望更多的電流以用于使用外科器械200，使得能夠在使用者并未注意到外科器械200的性能改變的情況下切割疤痕組織。因此，方框500示出了外科器械200被啟動。之后，方框510涉及開始監(jiān)測組織阻抗和/或力?？梢岳缡褂脠D3的傳感器212來完成阻抗監(jiān)測，該傳感器212可以包括能夠感測端部執(zhí)行器204所遇到的組織的阻抗的阻抗傳感器。此外，可以結(jié)合計算模塊214使用加速度計208來測量力，以感測受端部執(zhí)行器204擠壓的組織所展現(xiàn)出的物理阻力的量。盡管圖示的型式示出了所監(jiān)測的組織阻抗和/或力，但是應當理解，可以除此之外或可替代地使用傳聲器210，以便監(jiān)測外科器械200的聲學信號。方框520隨后示出了使用者在外科手術(shù)中使用外科器械200。在手術(shù)期間，方框530監(jiān)測所感測到的阻抗和力，以確定阻抗或力是否超過任何特定的閾值(或下降到任何特定的底線以下)。在發(fā)生任一種的情況下，方框540引導外科器械200以通過使用功率源206來增大電流，由此通過更大的功率來驅(qū)動端部執(zhí)行器204。[0050]還應當理解，電流可以響應于由傳聲器210監(jiān)測到的聲學信號的改變而增大。例如，被高度阻尼的聲學信號可以指示較致密的組織，外科器械200將通過電流增大對該信號做出響應。通過方框550產(chǎn)生反饋回路，其中方框550監(jiān)測以確定阻抗和/或力是否在方框540中電流增大之后已下降到預先確定的閾值以下。因此，在端部執(zhí)行器204遇到堅硬的疤痕組織的情況下，電流將繼續(xù)增大，以便向外科醫(yī)生提供流暢的切割體驗。在阻抗水平、力水平、和/或聲學信號再次下降到預先確定的閾值以下的情況下，方框560就使電流再次減小到先前在方框520處所使用的水平。[0051]應當理解，選定的閾值可以取決于若干因素，其中包括但不限于換能器的組合以及所使用的端部執(zhí)行器204的類型、使用者的使用習慣和熟練程度、所進行的外科手術(shù)的類型、以及患者與患者之間組織的不同。可以基于任何單一因素或因素的組合來建立初始閾值。在一些情況下，端部執(zhí)行器的類型將是主要因素并且這可以用于閾值的初始設定。隨后可以基于其它的因素來調(diào)節(jié)該初始閾值設定。例如，外科醫(yī)生可以通過姓名以及/或者通過輸入特定于其器械使用簡介的代碼來識別他自己/她自己的身份。還應當理解，系統(tǒng)可以是學習系統(tǒng)，其中閾值開始于特定的初始設定并且在外科醫(yī)生使用該系統(tǒng)時被調(diào)節(jié)。在一些這種情況下，外科醫(yī)生可以從相對較為容易的組織開始(例如，提供低于閾值的數(shù)據(jù)值)，隨后隨著手術(shù)進行過渡到較為堅硬的組織。器械200的該早期使用可以用于在手術(shù)早期有效地為閾值設定基線并且隨后允許閾值根據(jù)預先確定的最大和最小的范圍限制向上/向下調(diào)節(jié)。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，可建立閾值的其它合適的方式對于本領域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。[0052]應當理解，在例如外科器械200用于從骨移除組織的應用的場景中，可能期望避免在移除軟組織的過程中由于疏忽而切割骨。因此，與響應于如圖5中所示的組織密度改變而增大電流相反，電流可以取而代之地減小。為此，圖6的方框600示出了外科器械200被啟動。方框610示出了開始監(jiān)測阻抗和力。例如，加速度計208可以用于檢測端部執(zhí)行器204穿過組織的運動的減慢或停止。傳感器212還可以包括用于監(jiān)測端部執(zhí)行器204所遇到的組織的阻抗的阻抗傳感器。除此之外或可替代地，方框610能夠用于監(jiān)測外科器械200的聲學信號，以確定是否應當減小被提供給外科器械200的電流。在方框620中，使用者使用外科器械200。方框630示出了檢查和連續(xù)監(jiān)測阻抗和/或力測量結(jié)果，以確定是否超過任何預先確定的閾值(或者下降到任何特定的底線以下)。除此之外或可替代地，方框630還可以監(jiān)測聲學信號。在超過閾值的情況下，可以指示外科器械200遇到骨組織。因此，在方框640中，由功率源206提供給外科器械200的電流減小，由此減少或停止端部執(zhí)行器204處的功率。通過方框650形成反饋回路，其中方框650連續(xù)監(jiān)測以確定阻抗、力、和/或聲學測量結(jié)果是否已再次下降到預先確定的閾值以下。如果不是這樣，則指示骨組織可能仍然在附近，因此需要較少的電流來驅(qū)動端部執(zhí)行器204。一旦確定阻抗、力、和/或聲學測量結(jié)果已下降到閾值量以下，則方框660引導外科器械200使電流再次增大到先前在方框620處所使用的水平。[0053]在一些情況下，應當理解，與將外科器械200調(diào)節(jié)成所感測到的組織環(huán)境相反，可能期望使外科器械200簡單地通知使用者，使得使用者能夠調(diào)節(jié)對外科器械200的使用。例如，圖7示出了其中外科器械被啟動的方框700。之后，方框710指示組織阻抗監(jiān)測開始。例如，可以通過圖3中所示的傳感器212來完成組織阻抗監(jiān)測。應當理解，除此之外或可替代地，通過傳聲器210檢測到的聲學信號和/或通過加速度計208檢測到的運動也可以被監(jiān)測。之后，使用者可以開始切割，如方框720中所示。方框730連續(xù)監(jiān)測由傳感器212檢測到的組織阻抗、力、和/或聲學信號。在阻抗、端部執(zhí)行器204的運動、和/或聲學信號發(fā)生快速改變時，方框740警示使用者。這種警示可以包括聲音警示、視覺警示、或者如根據(jù)本文的教導內(nèi)容對于本領域的普通技術(shù)人員而言將顯而易見的任何其它合適的警示。警示(聲音、視覺等)可以集成到手持件202中或者甚至功率源206中，使得使用者可以通過注意到出現(xiàn)在手持件202上的警示而被警示。除此之外或可替代地，警示裝置能夠從以下位置被注意到:功率源206或者使用者可視覺感知的任何其它合適的位置或者使用者的聽覺范圍內(nèi)(如果警示裝置包括聲音警示的話)。在方框750中，使用者隨后可以警示外科器械200的運動或定位并且之后繼續(xù)切割組織，如方框760中所示。例如，使用者可以在往復的“弓形鋸運動(hacksawmot1n)”中移動端部執(zhí)行器204，以便更有效地橫切致密組織。當使用者移動端部執(zhí)行器204穿過致密組織時，一旦組織變?yōu)槊芏容^小，就可以向使用者提供警示，指示致密組織的區(qū)域已通過。因此，使用者可以在往復的“弓形鋸運動”之前重新使用用于移動端部執(zhí)行器204的運動。如根據(jù)本文的教導內(nèi)容，本領域的普通技術(shù)人員將顯而易見的是，在可供選擇的替代方案中，使用者可以將他或她對端部執(zhí)行器204的移動改變成任何合適的運動。[0054]應當理解，在一些型式中，在管理電流的方式中，可能需要外科器械200更加柔性。與僅僅增大電流或減小電流相反，可能期望以外科器械200能夠基于端部執(zhí)行器204所接合的組織密度或者組織密度的改變智能地確定是否需要來增大電流或減小電流的方式來使用外科器械200。例如，在圖8中，方框800涉及啟動外科器械200。方框810開始能量脈動以及使用外科器械200。在超聲外科器械50的情況下，外科器械50可以通過刀82向手術(shù)部位傳送超聲振動。這種振動可以通過將電功率脈動到外科器械50的換能器而產(chǎn)生。在一些型式中，啟動脈沖以處于從一個脈沖每10毫秒至一個脈沖每100毫秒的范圍內(nèi)的頻率被傳送到換能器100。當然，根據(jù)本文的教導內(nèi)容，對于本領域的普通技術(shù)人員將而言顯而易見的是，可使用任何其它合適的脈沖頻率。這些啟動脈沖造成換能器100中的壓電元件將電功率轉(zhuǎn)化成機械振蕩/振動功率，形成沿聲學波導連通到超聲刀82的超聲振蕩。在被傳送給換能器100以產(chǎn)生超聲振動的電啟動脈沖之間,夕卜科器械50向傳感器212提供電壓，以檢測相鄰的組織的阻抗。在如方框830中所示的檢測到高阻抗的情況下，電流可以如方框860中所示的在下一個功率傳送脈沖中增大，以便有助于外科器械200在手術(shù)部位處切入相對致密的組織。在如方框840中所示的檢測到低阻抗的情況下，在下一個功率傳送脈沖中被傳送到外科器械200的電流可以如方框850所示的被保持或降低。應當理解，所保持的電流水平可以為大約250mA或者如根據(jù)本文的教導內(nèi)容對于本領域的普通技術(shù)人員而言將顯而易見的任何其它合適的電流水平。[0055]在一些情況下，可能期望確定手術(shù)組織定位在脂肪組織還是肌肉組織中。應當理解，夕卜科器械200的聲學傳動系(例如,超聲換能器、喇ΠΛ、波導、和超聲刀)可以基于端部執(zhí)行器204與例如脂肪組織的組織還是將更大的聲學負載施加在端部執(zhí)行器204上的例如肌肉的相對較致密的組織相接觸而表現(xiàn)出不同的諧振頻率。例如，當端部執(zhí)行器204擠壓脂肪組織時，例如脂肪組織的低負載可以在聲學傳動系的諧振頻率中提供相對較小的偏移。例如肌肉或軟骨的較致密的組織可以相對于端部執(zhí)行器204提供較高的機械/聲學負載，導致聲學傳動系的諧振頻率相對較大。這些效果甚至可能在端部執(zhí)行器204被用作刀而不是剪刀時更明顯。當端部執(zhí)行器204被用作刀時，使用者可以基于所選擇的組織類型以及作為刀的端部執(zhí)行器204施加在組織上的壓力的量來確定有效的負載。施加的力或壓力越高，聲學負載就越高并且諧振頻率的偏移就越大。當端部執(zhí)行器204被用作剪刀時(例如，通過像夾持臂84等的夾持特征的步驟)，壓力分布可能較少地取決于夾持特征與超聲刀之間的組織的量/類型。這使得使用者能夠更多地關(guān)注將橫切哪個組織并且較少地關(guān)注施加于各種類型的組織的力的細微差別。在一些這種型式中，使用者可以通過將超聲刀刃抬起到組織中來實現(xiàn)較快的處理次數(shù)，其中力傳感器212提供在端部執(zhí)行器204處對超聲刀與夾持構(gòu)件之間的壓力的測量。[0056]處理諧振頻率的改變的例子示于圖9中。方框900示出了啟動外科器械200。方框910示出了確定諧振頻率Fn，然后將初始頻率設定成Fnstart,如方框920中所示。這建立了用于與稍后檢測到的諧振頻率比較的基線諧振頻率。應當理解，這種基線諧振頻率(Fn—start)可以通過在將端部執(zhí)行器204施加到組織上之前啟動端部執(zhí)行器204的超聲刀、以及通過傳感器212在端部執(zhí)行器2040處感測力來獲得。使用者隨后可以切割組織，如方框930中所示。當組織被切割時，傳感器212繼續(xù)監(jiān)測諧振頻率(Fn)，如方框940中所示。當更新Fn時，F(xiàn)n相對于Fnstart的改變率被監(jiān)測，以捕捉諧振頻率的偏移。在觀察到較慢的Fn的改變率的情況下，則能夠推斷出外科器械200處于肌肉組織中。使用者可能希望了解肌肉組織的存在，因此方框990向使用者提供反饋，該反饋可以呈可聽音、振動、如根據(jù)本文的教導內(nèi)容對于本領域的普通技術(shù)人員而言將顯而易見的任何其它合適的反饋方式的型式。之后，被提供給外科器械200的電流響應于所感測到的組織密度增大而如方框995中所示的手動或自動地增大，以通過更多能量來驅(qū)動端部執(zhí)行器204從而橫切相對致密的組織。在Fn的改變率如方框960中所示的快時，能夠推斷外科器械200處于脂肪組織中。因此，電流可以如方框980中所示的手動或自動地減小，以通過較少的能量來驅(qū)動端部執(zhí)行器204從而橫切相對柔軟的組織。[0057]還應當理解，在一些情況下，可能期望使外科器械200可操作以同時監(jiān)測若干不同的特性，其中包括力改變、功率/阻抗改變、諧振頻率改變、和/或運動改變，以確定被切割的組織的密度是否改變。圖10示出了這種系統(tǒng)并且通過使用者啟動外科器械200的方框1000開始。使用者隨后使用外科器械200來切割組織，如方框1010中所示。當使用外科器械200時，力、加速度、功率、阻抗、以及聲學信號水平和曲線被連續(xù)監(jiān)測，如方框1020中所示。之后,可以檢測到如方框1030中所示的力的任何增大。此外，可以檢測到如方框1040中所示的功率的增大，并且也可以檢測到如方框1050中所示的運動的任何減少。因此,可以相應地調(diào)節(jié)電流和/或功率(增大或減小)，如方框1060中所示。例如，方框1060和/或方框1070可以基于離散的數(shù)值和/或趨勢、基于在方框1030，1040，1050中的任何一個中出現(xiàn)并且被檢測到的數(shù)值和/或趨勢的各種組合。應當理解，阻抗數(shù)值/趨勢和聲學信號的特定組合可以指示特定的組織密度特性。同樣，特定的加速度計數(shù)值和聲學信號的組合可以指示另一種組織密度特性。應當理解，阻抗、聲學信號、和/或加速度計讀數(shù)的各種組合可以用于指示組織密度的特性，這可以被編程或者通過其它方式集成到計算模塊214中。隨后相應地，計算模塊214可操作以在方框1060，1070處提供相應的指令和/或命令，以使得端部執(zhí)行器204能夠繼續(xù)橫貫組織。[0058]外科器械200還可操作以基于方框1030，1040,1050中的監(jiān)測來具體識別組織類型并且相應地警示使用者。例如，可以基于聲學、阻抗、和/或力信號的特定組合來通知使用者端部執(zhí)行器204與骨相接合。信號的其它組合可以用于指示所接合的組織是脂肪組織、疤痕組織等。之后，可以將方框1070中所示的聲音反饋提供給使用者，以通知使用者任何組織密度改變。還應當理解，可以除了或代替聲音反饋之外使用例如視覺反饋、觸覺反饋的其它的反饋機構(gòu)、和/或端部執(zhí)行器204控制改型，如根據(jù)本文的教導內(nèi)容將對于本領域的普通技術(shù)人員而言顯而易見的。此外，應當理解，所討論的方法僅僅是示例性的并且可以使用其它合適的方法，如本領域的普通技術(shù)人員將顯而易見的。[0059]在穿過套管針或其它的進入端口使用外科器械200的一些情況下(例如，在微創(chuàng)手術(shù)中)，外科器械200的軸可以關(guān)于患者體內(nèi)的套管針的進入點以樞轉(zhuǎn)方式運動。應當理解，患者體內(nèi)的套管針的進入點因此可以起到運動的虛擬中心的作用。在柄部組件202處測量到的運動可以與相對支點(患者體內(nèi)的器械200的長度/患者體外的器械200的長度)成比例。在端部執(zhí)行器204處測量到的運動、力、加速度等可以與組織效果直接相關(guān)。定位在柄部組件202中的傳感器可需要按比例繪制以反映樞軸-支點關(guān)系，以便準確地表示端部執(zhí)行器204與組織的界面處所發(fā)生的情況。根據(jù)本文的教導內(nèi)容，說明穿過套管針或其它的進入端口使用器械200的該方式以及其它合適的方式對于本領域的普通技術(shù)人員而目將是顯而易見的。[0060]V.其它方面[0061]盡管上文的例子與呈超聲器械形式的外科器械10相關(guān)，但是應當理解，本文的教導內(nèi)容可以易于應用于各種類型的電外科器械，包括但不限于以下專利中所教導的電外科器械:2002年12月31日公布的名稱為“ElectrosurgicalSystemsandTechniquesforSealingTissue,”的美國專利6，500，176,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2006年9月26日公布的名稱為“ElectrosurgicalInstrumentandMethodofUse”的美國專利7，112，201，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2006年10月24日公布的名稱為“ElectrosurgicalWorkingEndforControlledEnergyDelivery”的美國專利7，125，409，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2007年I月30日公布的名稱為“ElectrosurgicalProbeandMethodofUse”的美國專利7，169，146,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2007年3月6日公布的名稱為“ElectrosurgicalJawStructureforControlledEnergyDelivery”的美國專利7，186，253,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2007年3月13日公布的名稱為“ElectrosurgicalInstrument”的美國專利7，189，233，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2007年5月22日公布的名稱為“SurgicalSealingSurfacesandMethodsofUse”的美國專利7，220，951，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2007年12月18日公布的名稱為“PolymerComposit1nsExhibitingaPTCPropertyandMethodsofFabricat1n”的美國專利7，309，849,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文;2007年12月25日公布的名稱為“ElectrosurgicalInstrumentandMethodofUse”的美國專利7，311，709，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2008年4月8日公布的名稱為“ElectrosurgicalInstrumentandMethodofUse”的美國專利7，354，440,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2008年6月3日公布的名稱為“ElectrosurgicalInstrument”的美國專利7，381，209，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2011年4月14日公布的名稱為“SurgicalInstrumentComprisingFirstandSecondDriveSystemsActuatablebyaCommonTriggerMechanism”的美國公布2011/0087218,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；以及2011年6月2日提交的名稱為“MotorDrivenElectrosurgicalDevicewithMechanicalandElectricalFeedback”的美國專利申請13/151，181,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。[0062]此外，本文的教導內(nèi)容可以易于應用于各種類型的電動切割和縫合器械，包括但不限于以下專利中所教導的那些電動切割和縫合器械:2008年8月26日公布的名稱為“Motor-DrivenSurgicalCuttingandFasteningInstrumentwithLoadingForceFeedback”的美國專利7，416，101，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文；2009年8月20日公布的名稱為“MotorizedCuttingandFasteningInstrumentHavingControlCircuitforOptimizingBatteryUsage”的美國公布2009/0209979;以及2011年6月2日提交的名稱為“MotorDrivenElectrosurgicalDevicewithMechanicalandElectricalFeedback”的美國專利申請13/151，181，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文?？蓱帽疚牡慕虒У倪M一步其它的合適類型的裝置對于本領域的普通技術(shù)人員將是顯而易見的。[0063]應當理解，所述以引用的方式并入本文中的任何專利、出版物或其它公開材料，無論是全文或部分，僅在所并入的材料與本公開中給出的定義、陳述或者其它公開材料不沖突的范圍內(nèi)來并入本文。由此，在必要程度下，本文所明確闡述的公開內(nèi)容將會取代以引用的方式并入本文中的任何相沖突的材料。如果據(jù)述以引用的方式并入本文但與本文所述現(xiàn)有定義、陳述或者其它公開材料相沖突的任何材料或其部分，僅在所并入的材料與現(xiàn)有公開材料之間不產(chǎn)生沖突的程度下并入本文。[0064]本發(fā)明的一些型式可應用于常規(guī)的內(nèi)窺鏡式和開放性手術(shù)器械以及機器人輔助的手術(shù)。示例性的機器人輔助外科系統(tǒng)公開于2004年8月31日公布的名稱為“RoboticSurgicalToolwithUltrasoundCauterizingandCuttingInstrument”的美國專利6，783，524中，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。[0065]本文所公開的裝置的型式可設計為使用一次后丟棄，也可設計為供多次使用。在上述任一種或兩種情況下，都可針對這些型式進行修復，以便在使用至少一次后重復使用。修復可以包括以下步驟任何組合:拆卸裝置，然后清洗或者更換特定部件，并且隨后重新組裝。具體地講，可拆卸所述裝置的型式，并且可選擇性地以任何組合形式來更換或拆除所述裝置的任意數(shù)量的特定部件或零件。清洗和/或更換具體零件后，所述裝置的型式可在修復設施中進行重新組裝以供隨后使用，或者在即將進行外科手術(shù)前由外科手術(shù)團隊進行重新組裝。本領域的技術(shù)人員將會知道，裝置修復可以利用多種技術(shù)進行拆卸、清洗/更換以及重新組裝。此類技術(shù)的使用和所得修復裝置全都在本申請的范圍內(nèi)。[0066]僅以舉例的方式，本文所述的型式可在外科手術(shù)之前進行處理。首先，可以獲取新的或用過的器械，并且根據(jù)需要進行清洗。然后，可對器械進行消毒。在一種消毒技術(shù)中，裝置放置在閉合并密封的容器、諸如塑料袋或TYVEK袋中。隨后，可將容器和裝置放置在可穿透容器的諸如Y輻射、X射線或高能電子等的輻射場中。輻射可以殺死裝置上和容器中的細菌。消毒后的裝置隨后可以存放在消毒容器中。該密封容器可將器械保持在無菌狀態(tài)，直到在外科設施中打開該容器。還可使用在本領域中已知的任何其它技術(shù)進行裝置消毒，所述技術(shù)包括但不限于β或Y輻射、環(huán)氧乙烷或者蒸汽消毒。[0067]在已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的各種型式的情況下，本領域的普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明范圍的前提下進行適當修改。已經(jīng)提及若干此類潛在修改形式，并且其它修改形式對于本領域的技術(shù)人員而言將會顯而易見。例如，上文所討論的例子、型式、幾何形狀、材料、尺寸、比率、步驟等等均是示例性的而非所要求的。因此，本發(fā)明的范圍應以以下權(quán)利要求書作考慮，并且應理解為不限于說明書和附圖中示出并描述的結(jié)構(gòu)以及操作細節(jié)?！緳?quán)利要求】1.一種設備，包括:(a)能夠在外科手術(shù)中使用的端部執(zhí)行器，其中所述端部執(zhí)行器能夠向手術(shù)部位傳送能量，其中所述端部執(zhí)行器包括至少一個傳感器，其中所述至少一個傳感器能夠測量與所述手術(shù)部位相關(guān)的至少一個物理特性；(b)與所述端部執(zhí)行器相聯(lián)的主體組件；(c)與所述主體組件相聯(lián)的功率源，其中所述功率源可操作以向所述端部執(zhí)行器傳送功率；以及(d)與所述至少一個傳感器相聯(lián)的控制模塊，其中所述控制模塊可操作以基于來自傳感器的指示組織密度改變的數(shù)據(jù)來改變向所述端部執(zhí)行器傳送的功率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述至少一個傳感器包括傳聲器，所述傳聲器能夠執(zhí)行下列中的一個或多個:傳播聲音、接收聲音、或測量聲音。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設備，其中所述端部執(zhí)行器包括超聲刀，其中所述傳聲器能夠感測與處于啟動狀態(tài)下的超聲刀的獨特模態(tài)耦合相關(guān)的超聲振動、聽覺振動、或次聲振動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述至少一個傳感器包括阻抗傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設備，其中所述阻抗傳感器能夠感測與組織相關(guān)的電阻抗。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述端部執(zhí)行器可操作以基于所述端部執(zhí)行器所接合的組織的密度來產(chǎn)生不同的聲學信號。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，還包括與所述控制模塊相聯(lián)的聽覺反饋裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，還包括與所述控制模塊相聯(lián)的觸覺反饋裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述至少一個傳感器包括加速度計。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中計算模塊能夠通知使用者所述至少一個傳感器檢測到的改變。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中所述至少一個傳感器包括能夠監(jiān)測不同的物理屬性的多個傳感器。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中計算模塊能夠被編程以具有至少一個預定義的閾值參數(shù)。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中計算模塊能夠執(zhí)行同步阻抗和力監(jiān)測。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中計算模塊能夠響應于來自所述傳感器的指示組織密度增加的數(shù)據(jù)而增加向所述端部執(zhí)行器傳送的功率。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，還包括聲學傳動系，其中所述端部執(zhí)行器包括與所述聲學傳動系相聯(lián)的超聲刀，其中所述傳感器可操作以感測與所述聲學傳動系相關(guān)的諧振頻率，其中所述控制模塊可操作以檢測所述傳感器檢測到的諧振頻率的偏移。16.一種使用外科裝置來檢測組織密度的改變的方法，所述外科裝置具有端部執(zhí)行器、至少一個傳感器和計算模塊，所述方法包括:(a)啟動所述外科裝置；(b)監(jiān)測所述外科裝置定位的手術(shù)部位的至少一個物理特性；(C)確定所監(jiān)測到的物理特性是否超過閾值；以及(d)響應于所監(jiān)測到的物理特性超過閾值而調(diào)節(jié)功率或外科手段中的一者或二者。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中監(jiān)測至少一個物理特性的步驟包括監(jiān)測聲學信號。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括如果所監(jiān)測到的物理特性超過閾值則通知使用者。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中如果所監(jiān)測到的物理特性超過閾值，則調(diào)節(jié)的步驟包括改變對所述端部執(zhí)行器的電流輸出。20.一種使用外科器械來檢測組織密度的改變的方法，所述外科器械具有計算模塊、端部執(zhí)行器和功率源，所述方法包括:(a)確定能夠由所述外科器械檢測到的物理特性的初始值；(b)使用所述外科器械；(C)用所述外科器械來監(jiān)測所述物理特性的改變率；以及(d)確定所述改變率是否偏離超過預先確定的值。【文檔編號】A61B17/32GK104244850SQ201380020955【公開日】2014年12月24日申請日期:2013年4月15日優(yōu)先權(quán)日:2012年4月18日【發(fā)明者】W·D·丹納赫,D·W·普萊斯,C·G·金博爾,W·D·凱利,S·萊,J·S·吉,B·D·伯特科,A·L·韋玲申請人:伊西康內(nèi)外科公司