用于超聲外科器械的手持件的內(nèi)部部件，或可以為如圖13和圖14所示的圍繞換能器元件320的手持件外殼350的一體或整體部分?；?32和夾持臂338可彼此機械地接合，以便允許夾持臂338的遠側(cè)端部可調(diào)并且牢固地定位在通道336內(nèi)。例如，基座332可包括孔333，并且夾持臂338可包括鋸齒狀棱紋截面339，從而使夾持臂338能夠相對于基座332棘輪式前進。進一步舉例，基座322可包括螺紋孔333’(未具體示出)，并且夾持臂338可包括螺紋截面339’(未具體示出)，從而使夾持臂338能夠相對于基部332螺桿式前進。在其他示例中，基部332可包括孔、通道或凹槽，并且在夾持臂338經(jīng)固定以預(yù)約束換能器元件120時，夾持臂可被粘附到、焊接到或焊接到該孔、通道或凹槽中。
[0045]限制臂334a、334b各自包括在定位在換能器元件320遠側(cè)的節(jié)點340處接合波導(dǎo)310的底座335。在圖11和圖12所示的第三實施例的第一表達中，每個底座均包括鉤335a，并且波導(dǎo)310包括在節(jié)點340近側(cè)設(shè)置并接合底座的鉤的互補鉤342a。在圖13所示的第三實施例的第二表達中，每個底座均包括狹槽335b，并且波導(dǎo)包括在節(jié)點340近側(cè)從波導(dǎo)310的邊緣向外延伸且接合底座的狹槽的突出部342b。在圖14所示的第三實施例的第三表達中，每個底座均包括突出到通道336中的銷或螺桿335c，并且波導(dǎo)包括在節(jié)點340近側(cè)從波導(dǎo)310的邊緣向內(nèi)延伸且接合底座的銷或螺桿的承窩342c。
[0046]圖15和圖16示出了第四實施例。第四實施例為用于超聲外科器械的超聲手持件400，其包括縱向伸長的大體為平面的波導(dǎo)410，固定到波導(dǎo)410的換能器元件420，至少圍繞換能器元件420的外殼450，和在換能器元件420近側(cè)固定到外殼450并且在換能器節(jié)點444處接合換能器元件的夾持機構(gòu)460。通過向這些機構(gòu)施加橫向壓縮力，夾持機構(gòu)460可主要將平面波導(dǎo)410和換能器元件420固定在外殼450內(nèi)，但也可使用諸如舌狀物或柱子的互補結(jié)構(gòu)接合凹槽、孔或其他定位結(jié)構(gòu)?；パa結(jié)構(gòu)可至少部分是彈性體(例如，包括彈性體尖端或襯墊)，以便將外殼450與換能器元件420振動隔離。夾持機構(gòu)460和換能器元件420包括互補的電接觸部466、426，其用于向換能器元件420施加驅(qū)動電流。夾持機構(gòu)電接觸部466可經(jīng)由手持件纜線467電氣連接到遠程超聲波發(fā)生器，并且換能器元件電連接部426可電氣連接到設(shè)置在換能器元件420上和其內(nèi)的多個電極428 (為清楚起見未示出)。
[0047]在圖15所示的第四實施例的第一示例中，換能器元件420固定到波導(dǎo)410的第一側(cè)414，而相對的換能器元件未固定到波導(dǎo)的相對的第二側(cè)416。夾持機構(gòu)460可包括在換能器節(jié)點444處接合換能器元件420的第一夾持臂462，和在換能器節(jié)點444處接合波導(dǎo)410具體地接合波導(dǎo)的相對的第二側(cè)416的第二夾持臂464。然后，在第一夾持臂462上設(shè)置夾持結(jié)構(gòu)電接觸部466。接合部468，諸如O形環(huán)或類似大體環(huán)形的彈性體部件，可在定位在換能器元件420遠側(cè)的節(jié)點440處接合波導(dǎo)410，以增加波導(dǎo)410的剛度，并且防止污染物進入外殼450。
[0048]在圖16所示的第四實施例的第二示例中，第一換能器元件420a固定到波導(dǎo)410的第一側(cè)414，并且相對的第二換能器元件420b固定到波導(dǎo)的相對的第二側(cè)416。夾持機構(gòu)460可包括在換能器節(jié)點444處接合第一換能器元件420a的第一夾持臂462，和在換能器節(jié)點444處接合第二換能器元件420b的第二夾持臂464。然后，可將夾持結(jié)構(gòu)電接觸部466設(shè)置在第一夾持臂462和第二夾持臂464兩者上，用于與相應(yīng)的換能器元件的互補電接觸部426接合。另外，接合部468，諸如O形環(huán)或類似大體環(huán)形的彈性體部件，可在定位在換能器元件420a和420b遠側(cè)的節(jié)點440處接合波導(dǎo)410，以增加波導(dǎo)410的剛度，并且防止污染物進入外殼450。
[0049]圖17和圖18示出了第五實施例。第五實施例為超聲芯500，其包括縱向伸長的大體為平面的硅波導(dǎo)510，該硅波導(dǎo)510具有大體為平面的換能部分510’和包括傾斜側(cè)表面570的楔形射聲器部分510”，其中至少一個換能器元件520固定到大體為平面的換能部分510’。第五實施例的特征在于傾斜側(cè)表面570沿著硅材料的{1，1，1}晶面取向。傾斜側(cè)表面572a和572b的邊緣也可朝向波導(dǎo)的中心縱向軸線“L”會聚，以便提供三維變化的射聲器。在圖17和圖18所不的第五實施例的第一不例中，傾斜側(cè)表面572a和572b的邊緣可朝向在射聲器部分510”中的中心縱向軸線“L”直線會聚。在圖19C部分所示的第五實施例的第二示例中，傾斜側(cè)表面572a和572b的邊緣可朝向在射聲器部分510”中的中心縱向軸線“L”曲線會聚。
[0050]在第五實施例的變型中，射聲器部分510”可包括一體的外科手術(shù)刀部分。
[0051]盡管下面的討論集中在用于第五實施例的超聲芯的波導(dǎo)的制造方法，但可明確預(yù)期的是大體為平面的換能部分510’可采取第一實施例到第四實施例中的任何一個及其組合的形式，并且第五實施例的波導(dǎo)510可以為具有一對互相相對的主要層的層合結(jié)構(gòu)，每個層均包括楔形射聲器部分510”，相鄰使得相應(yīng)層的傾斜側(cè)表面570被設(shè)置在波導(dǎo)510的相對側(cè)上。為清楚起見，在本討論和隨附權(quán)利要求中，術(shù)語“有序”將理解為指的是相對于彼此以規(guī)定的順序執(zhí)行的一組步驟，但不應(yīng)解釋為排除在列出的步驟之前、期間或之后被執(zhí)行的某些其他步驟或各步驟或在列出的步驟之間被執(zhí)行的某些其他步驟或各步驟的可能性。相反，每個列出的步驟的執(zhí)行均作為執(zhí)行下一步驟的前提。
[0052]如圖19A-19D所示，在用于超聲手術(shù)器械的硅波導(dǎo)的制造方法中，硅晶片以多個有序步驟被連續(xù)涂覆、刻蝕并切片，以便制造具有沿著硅材料的{1，1，1}晶面取向的傾斜側(cè)表面570的至少一個波導(dǎo)510。在步驟1010中，可獲得硅晶片切割，以具有以相對于晶片面的非零銳角設(shè)置的U，1，1}晶面。優(yōu)選地，{I, 1，1}晶面以相對于該面的I度和10度之間的角度α來設(shè)置。在步驟1020中，可在硅晶片上生長熱氧化物涂層1022 ;在步驟1030中，可向硅晶片的一面施加光致抗蝕劑涂層1032 ;以及在步驟1040中，可將所施加的光致抗蝕劑涂層1032暴露到通過光掩模顯示的光中，光掩模承載第一圖案，該第一圖案表示波導(dǎo)510的傾斜側(cè)表面570。在步驟1050中，可向通過光致抗蝕劑涂層1032的光誘導(dǎo)破壞而暴露的熱氧化涂層1022執(zhí)行氧化物刻蝕，諸如氟氫酸刻蝕(BHF刻蝕)或等離子體刻蝕，并且然后將殘余的光致抗蝕劑涂層1032去除。
[0053]在步驟1060中，使用蝕刻劑諸如氫氧化鉀或氫氧化四甲胺，可向通過熱氧化物涂層1022的氧化物刻蝕而暴露的硅執(zhí)行氫氧化物刻蝕。沿著材料的{1，1，1}晶面取向并且具有由熱氧化物保護的邊緣的硅將相對耐受刻蝕過程，然而沿著其他晶面諸如{1，0，0}平面并且具有暴露于蝕刻劑的邊緣的硅將相對易受刻蝕過程影響。例如，在KOH刻蝕工藝中，在{1，I, 1}和{1，O, 0}平面中的材料的刻蝕速率的相對比可約為1:100，從而在硅材料中創(chuàng)建V樣凹口，該凹口具有沿著{1，1，1}晶面取向的“長”側(cè)邊或側(cè)面，并且在硅材料被更快速去除的情況下具有“短”側(cè)邊或側(cè)面。執(zhí)行氫氧化物刻蝕，直到暴露的硅被去除到預(yù)定的最大深度，從而創(chuàng)建沿著硅材料的{1，1，1}晶面取向的傾斜表面。優(yōu)選地，預(yù)定最大深度剛好小于硅晶片的深度，以便形成從其朝遠側(cè)突出的射聲器和一體的超聲外科手術(shù)刀。另選地，預(yù)定最大深度為顯著小于硅晶片深度的非零深度，以便形成提供用于附接超聲端部執(zhí)行器的接線柱的射聲器。在后者的實例中，在步驟1065中，可將硅晶片切片，以產(chǎn)生具有包括傾斜側(cè)表面570的楔形射聲器部分510”的波導(dǎo)510或波導(dǎo)層。應(yīng)當(dāng)理解，通過氫氧化物刻蝕和可能的切片操作暴露的硅可轉(zhuǎn)化成熱氧化物涂層，以便改善射聲器部分的強度。稍后，通過已知的硅熔凝工藝、陽極鍵合工藝等，超聲端部執(zhí)行器可膠粘到已形成的射聲器的遠側(cè)端部，或熔融到已形成的射聲器的遠側(cè)端部以產(chǎn)生具有射聲器的超聲外科器械，像常規(guī)超聲換能器組件的機加工前端部質(zhì)量塊射聲器一樣，該射聲器在兩個橫向尺寸均逐漸減小。
[0054]在尋求制造一體的超聲外科手術(shù)刀的以前實例中，執(zhí)行了進一步的加工步驟。在步驟1070中，在硅晶片上去除并且再生長熱氧化物涂層1022 ;并且，在步驟1080中，向硅晶片的相對面施加光致抗蝕劑涂層1082。在步驟1090中，將所施加的光致抗蝕劑涂層暴露到通過光掩模顯示的光下，光掩模承載第二圖案，該第二圖案表示波導(dǎo)510的傾斜側(cè)表面570的邊緣572a和572b以及遠側(cè)端部574。在步驟1100中，對通過光致抗蝕劑涂層的光誘導(dǎo)破壞而暴露的熱氧化物涂層執(zhí)行氧化物刻蝕，諸如等離子體刻蝕。在步驟1110中，執(zhí)行DRIE刻蝕，以刻蝕通過硅晶片的傾斜側(cè)表面570的邊緣572a和572b以及遠側(cè)端部574。然后，在步驟1120中，任選地在硅晶片上去除并且然后再生長熱氧化物涂層，以便改善外科手術(shù)刀部分的強度和生物相容性；并且，在步驟1130中，將晶片切片，以產(chǎn)生具有均包括傾斜表面570的楔形射聲器部分510”和外科手術(shù)刀部分的波導(dǎo)510或波導(dǎo)層。
[0055]具有傾斜側(cè)表面的楔形射聲器使制造商能夠生產(chǎn)像常規(guī)超聲換能器組件的機加工前端部質(zhì)量塊射聲器一樣，在兩個橫向尺寸均逐漸減小的射聲器，并且由于沿著傾斜側(cè)表面的波導(dǎo)材料收窄，所以射聲器可傳送增強的超聲增益。在類似第五實施例的構(gòu)造中，在波導(dǎo)的楔形遠側(cè)部分包括射聲器部分和一體的外科手術(shù)刀部分的情況下，兩個部分均可包括傾斜側(cè)表面。因此，傾斜側(cè)表面用來向外科手術(shù)刀提供增強的超聲增益，并且提供非常鋒利的最遠側(cè)邊緣，以及提供從射聲器部分到外科手術(shù)刀部分的平滑過渡。制造波導(dǎo)的方法利用了硅刻蝕工藝可以為各向