CN104837420A - 超声外科刀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超声器械,其包括超声换能器、声波导和超声刀。所述刀包括一对倾斜延伸的边缘。所述倾斜延伸的边缘偏离所述波导的纵向轴线,并沿着相对于所述波导朝远侧延伸的相应路径偏离彼此。沿着平面,所述刀的远侧部分比所述刀的近侧部分宽。所述刀还包括弯曲的远侧边缘和若干侧向呈现表面。所述侧向呈现表面可提供凹曲率和凸曲率的组合。所述侧向呈现表面可沿着与所述波导的所述纵向轴线相关联的一个或多个正交平面成角度和/或弯曲。
Description
优先权
本申请要求2012年12月7日提交的名称为“Ultrasonic SurgicalBlade”的美国临时专利申请61/734,636的优先权,其公开内容以引用方式并入本文。
背景技术
各种外科器械包括具有刀元件的端部执行器,所述刀元件以超声频率振动,以便切割和/或密封组织(如,通过使组织细胞中的蛋白质变性)。这些器械包括将电力转换成超声振动的一个或多个压电元件,该超声振动沿着声波导传送到刀元件。切割和凝固的精度可受到手术员技术以及对功率电平、刀刃角度、组织牵引力和刀压力的调节的控制。
超声外科器械的示例包括HARMONIC超声剪切机、HARMONIC超声剪切机、HARMONIC超声剪切机和HARMONIC超声刀,它们均来自EthiconEndo-Surgery,Inc.of Cincinnati,Ohio。此类装置的另外的示例以及相关概念公开于1994年6月21日公布的名称为“ClampCoagulator/Cutting System for Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利5,322,055,其公开内容以引用方式并入本文;1999年2月23日公布的名称为“Ultrasonic Clamp Coagulator Apparatus HavingImproved Clamp Mechanism”的美国专利5,873,873,其公开内容以引用方式并入本文;1999年11月9日公布的名称为“Ultrasonic ClampCoagulator Apparatus Having Improved Clamp Arm Pivot Mount”的美国专利5,980,510,其公开内容以引用方式并入本文;2001年9月4日公布的名称为“Method of Balancing Asymmetric Ultrasonic SurgicalBlades”的美国专利6,283,981,其公开内容以引用方式并入本文;2001年10月30日公布的名称为“Curved Ultrasonic Blade having aTrapezoidal Cross Section”的美国专利6,309,400,其公开内容以引用方式并入本文;2001年12月4日公布的名称为“Blades withFunctional Balance Asymmetries for use with Ultrasonic SurgicalInstruments”的美国专利6,325,811,其公开内容以引用方式并入本文;2002年7月23日公布的名称为“Ultrasonic Surgical Blade withImproved Cutting and Coagulation Features”的美国专利6,423,082,其公开内容以引用方式并入本文;2004年8月10日公布的名称为“Blades with Functional Balance Asymmetries for Use with UltrasonicSurgical Instruments”的美国专利6,773,444,其公开内容以引用方式并入本文;2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgical Tool withUltrasound Cauterizing and Cutting Instrument”的美国专利6,783,524,其公开内容以引用方式并入本文;以及2011年11月15日公布的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument Blades”的美国专利8,057,498,其公开内容以引用方式并入本文。
超声外科器械的其他示例公开于2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad for Use with an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国专利公布2006/0079874,其公开内容以引用方式并入本文;2007年8月16日公布的名称为“Ultrasonic Device for Cutting andCoagulating”的美国专利公布2007/0191713,其公开内容以引用方式并入本文;2007年12月6日公布的名称为“Ultrasonic Waveguideand Blade”的美国专利公布2007/0282333,其公开内容以引用方式并入本文;2008年8月21日公布的名称为“Ultrasonic Device forCutting and Coagulating”的美国专利公布2008/0200940,其公开内容以引用方式并入本文;2008年9月25日公布的名称为“UltrasonicSurgical Instruments”的美国专利公布2008/0234710,其公开内容以引用方式并入本文;2009年4月23日公布的名称为“ErgonomicSurgical Instruments”的美国专利公布2009/0105750,其公开内容以引用方式并入本文;2010年3月18日公布的名称为“UltrasonicDevice for Fingertip Control”的美国专利公布2010/0069940,其公开内容以引用方式并入本文;以及2011年1月20日公布的名称为“Rotating Transducer Mount for Ultrasonic Surgical Instruments”的美国专利公布2011/0015660,其公开内容以引用方式并入本文;以及2012年2月2日公布的名称为“Ultrasonic Surgical Instrument Blades”的美国专利公布2012/0029546,其公开内容以引用方式并入本文。
一些超声外科器械可包括无绳换能器,诸如以下专利中所公开的那些:2012年5月10日公布的名称为“Recharge System for MedicalDevices”的美国专利公布2012/0112687,其公开内容以引用方式并入本文;2012年5月10日公布的名称为“Surgical Instrument withCharging Devices”的美国专利公布2012/0116265,其公开内容以引用方式并入本文;和/或2010年11月5日提交的名称为“Energy-BasedSurgical Instruments”的美国专利申请61/410,603,其公开内容以引用方式并入本文。
另外,一些超声外科器械可包括关节运动轴节段。此类超声外科器械的示例公开于2012年6月29日提交的名称为“SurgicalInstruments with Articulating Shafts”的美国专利申请13/538,588,其公开内容以引用方式并入本文;以及2012年10月22日提交的名称为“Flexible Harmonic Waveguides/Blades for Surgical Instruments”的美国专利申请13/657,553,其公开内容以引用方式并入本文。
超声外科器械中使用的超声刀的形状可影响或限定器械的至少四个方面。这些方面可包括刀的可视性和它在手术视野中的相对位置;刀进入或接近目标组织的能力;将超声能量耦合到组织上以进行切割和凝固而采用的方式;以及可用超声失活刀操纵组织的方式。期望的是提供趋于优化器械的至少这四个方面的超声刀。
可以优化一些常规的超声刀,以便在软组织上使用。当一些此类超声刀遇到从相对软的组织(如,内脏等)到相对坚韧的组织(如,软骨等)范围内的连续组织时,超声刀会优先切割软组织。当超声刀遇到相对坚韧或硬的组织时,超声会趋于偏离相对坚韧或硬的组织,从而继续沿着阻力最小的路径穿过相对软的组织。尽管此类性能对于组织平面之间的解剖而言可为优选的,但此类性能会使得难以用超声刀有意地切穿相对坚韧或硬的组织(如,软骨等)。
在一些外科设置中,外科医生可使用骨膜剥离器(Cobb elevator)器械结合电烧灼器单极电刀装置来暴露患者的背脊。具体地讲,外科医生可以使用骨膜剥离器提供钝性和锐性分离、撬拨和刮擦的组合,以暴露和清洁所有软组织的骨表面。外科医生可以使用电烧灼器装置控制止血并切割/烧穿较坚韧的组织,如附着到骨上的肌腱。在一些此类过程中,目标可以是提供干净的骨表面,以便于放置硬件(如,杆、螺钉等)和/或选定骨的融合。
尽管已制造和使用了若干外科器械和***,但据信在本发明人之前还无人研制出或使用所附权利要求中描述的发明。
附图说明
本说明书后附的权利要求书特别指出并明确主张本技术,但据信从下面结合附图对某些示例所作的描述将会更好地理解本技术,附图中类似的参考标号表示相同元件,其中:
图1示出了示例性超声外科***的示意性框图;
图2示出了可形成图1***的一部分的示例性超声外科器械的透视图;
图3示出了图2的器械的分解图;
图4示出了适于结合在图2的器械中的示例性替代超声刀和波导的顶部透视图;
图5示出了图4的刀和波导的底部透视图;
图6示出了图4的刀的顶部透视图;
图7示出了图4的刀的底部透视图;
图8示出了图4的刀的俯视平面图;
图9示出了图4的刀的仰视平面图;
图10示出了图4的刀的前端视图;
图11示出了图4的刀的侧正视图;
图12示出了沿着图8的线12-12截取的图4刀的剖视图;
图13示出了沿着图8的线13-13截取的图4刀的剖视图;
图14示出了沿着图8的线14-14截取的图4刀的剖视图;
图15示出了沿着图8的线15-15截取的图4刀的剖视图;
图16示出了图4的刀的俯视平面图,其中骨膜剥离器器械空白轮廓以虚线显示;
图17示出了图4的刀的侧正视图,其中骨膜剥离器器械空白轮廓以虚线显示;
图18示出了适于结合在图2的器械中的另一个示例性替代超声刀的顶部透视图;
图19示出了图18的刀的底部透视图;
图20示出了图18的刀的俯视平面图;
图21示出了图18的刀的仰视平面图;
图22示出了图18的刀的前端视图;
图23示出了图18的刀的侧正视图;
图24示出了沿着图20的线24-24截取的图18刀的剖视图;
图25示出了沿着图20的线25-25截取的图18刀的剖视图;
图26示出了沿着图20的线26-26截取的图18刀的剖视图;
图27示出了沿着图20的线27-27截取的图18刀的剖视图;
图28示出了适于结合在图2的器械中的另一个示例性替代超声刀的顶部透视图;
图29示出了图28的刀的底部透视图;
图30示出了图28的刀的顶部平面图;
图31示出了图28的刀的底部平面图;
图32示出了图28的刀的前端视图;
图33示出了图28的刀的侧正视图;
图34示出了沿着图30的线34-34截取的图28刀的剖视图;
图35示出了沿着图30的线35-35截取的图28刀的剖视图;
图36示出了沿着图30的线36-36截取的图28刀的剖视图;
图37示出了沿着图30的线37-37截取的图28刀的剖视图;
图38示出了适于结合在图2的器械中的另一个示例性替代超声刀的顶部透视图;
图39示出了图38的刀的底部透视图;
图40示出了图38的刀的顶部平面图;
图41示出了图38的刀的底部平面图;
图42示出了图38的刀的前端视图;
图43示出了图38的刀的侧正视图;
图44示出了沿着图40的线44-44截取的图38刀的剖视图;
图45示出了沿着图40的线45-45截取的图38刀的剖视图;
图46示出了沿着图40的线46-46截取的图38刀的剖视图;
图47示出了适于结合在图2的器械中的另一个示例性替代超声刀的顶部透视图;
图48示出了图47的刀的底部透视图;
图49示出了图47的刀的俯视平面图;
图50示出了图47的刀的仰视平面图;
图51示出了图47的刀的前端视图;
图52示出了图47的刀的侧正视图;
图53示出了沿着图49的线53-53截取的图47的刀的剖视图;
图54示出了沿着图49的线54-54截取的图47的刀的剖视图;
图55示出了沿着图49的线55-55截取的图47的刀的剖视图;
图56示出了适于结合在图2的器械中的另一个示例性替代超声刀的俯视平面图;
图57示出了沿着图56的线57-57截取的图56刀的剖视图;和
图58示出了沿着图56的线58-58截取的图56刀的剖视图。
附图并非旨在以任何方式进行限制,并且预期本技术的各种实施例可以多种其他方式进行,包括在附图中不可避免地描绘的那些方式。并入本说明书中并形成其一部分的附图示出了本技术的若干方面,并连同说明书用于解释本技术的原理;然而,应当理解,本技术不限于所示出的精确布置方式。
具体实施方式
本技术的某些示例的下述描述不应用于限制其范围。通过以下举例说明(被认为是用于实施本技术的最佳方式之一),本技术的其他示例、特征、方面、实施例和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。正如将会意识到的,本文所述的技术包括其他不同且明显的方面,这些都未脱离本技术。因此,附图和具体实施方式应被视为实质上是示例性而非限制性的。
还应当理解,本文所述的教导内容、表达方式、实施例、实例等中的任何一者或多者可与本文所述的其他教导内容、表达方式、实施例、实例等中的任何一个或多个结合。因此,下述教导内容、表达方式、实施例、示例等不应视为彼此隔离。参考本文教导内容,其中本文教导内容可结合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将会显而易见。此类修改形式以及变型旨在包括在权利要求书的范围内。
为了公开的清楚起见,术语“近侧”和“远侧”在本文中是相对于抓住具有远侧外科端部执行器的外科器械的手术员或其他手术员而定义的。术语“近侧”是指元件的位置更靠近手术员或其他手术员,术语“远侧”是指元件的位置更靠近外科器械的外科端部执行器并且还远离手术员或其他手术员。
I.示例性超声外科***概述
图1以图解框的形式示出了示例性外科***10的部件。如图所示,***10包括超声发生器12和超声外科器械20。如下文所详述,器械20能够操作以使用超声振动能量基本上同时切割组织和密封或焊接组织(如,血管等)。发生器12和器械20通过缆线14联接在一起。缆线14可包括多根线;并可以提供从发生器12至器械20的单向电通信和/或发生器12和器械20之间的双向电通信。仅以举例的方式,缆线14可包括为外科器械20提供电力的“热”线、接地线和用于将信号从外科器械20传输至超声发生器12的信号线,三根线周围具有屏蔽物。在一些型式中,单独的“热”线用于单独的激活电压(如,一根“热”线用于第一激活电压,另一根“热”线用于第二激活电压,或者线之间的可变电压与所要求的电力成比例,等)。当然,也可以使用任何其他合适数量或构型的线。应当理解,***10的一些型式可将发生器12结合到器械20中,使得可以简单地省略缆线14。
仅以举例的方式,发生器12可包括Ethicon Endo-Surgery,Inc.ofCincinnati,Ohio销售的GEN04或GEN 300。除此之外或作为另外一种选择,发生器16可根据2011年4月14日公布的名称为“SurgicalGenerator for Ultrasonic and Electrosurgical Devices”的美国专利公布2011/0087212的至少一些教导内容进行构造,其公开内容以引用方式并入本文。作为另外一种选择,可以使用任何其他合适的发生器12。如下文所详述,发生器12能够操作以便为器械20提供电力,以进行超声外科手术。
器械20包括手持件22,其能够在外科手术过程中被抓握在手术员的一只手(或两只手)中,并用手术员的一只手(或两只手)操纵。例如,在一些型式中,手持件22可被手术员像铅笔一样抓握。在一些其他型式中,手持件22可包括可被手术员像剪刀一样抓握的剪刀式握持部。在一些其他型式中,手持件22可包括可被手术员像***一样抓握的***式握把。当然,手持件22能够以任何其他合适的方式抓握。另外,器械20的一些型式可以用联接到能够操作器械(例如,通过远程控制等)的机器人外科***上的主体替代手持件22。在本示例中,刀24从手持件22向远侧延伸。手持件22包括超声换能器26和超声波导28,超声波导28将超声换能器26与刀24联接。超声换能器26通过缆线14接收来自发生器12的电力。凭借其压电性能,超声换能器26能够操作以将此类电力转换成超声振动能量。
超声波导28可以是柔性的、半柔性的、刚性的或具有任何其他合适的特性。如上文所指出的,超声换能器26通过超声波导28整体地与刀24联接。具体地讲,当激活超声换能器26使其以超声频率振动时,此类振动通过超声波导28传送至刀24,使得刀24也将以超声频率振动。当刀24处于激活状态(即,超声振动)时,刀24能够操作以有效切穿组织和密封组织。因此超声换能器26、超声波导28和刀24一起形成声学组件,当由发生器12提供动力时所述声学组件为外科手术提供超声能量。手持件22能够基本上将手术员与由换能器26、超声波导28和刀24形成的声学组件的振动隔离。
在一些型式中,超声波导28可以放大通过超声波导28传输至刀24的机械振动。超声波导28还可以具有控制沿着超声波导28的纵向振动增益的特征结构和/或将超声波导28调谐至***10的共振频率的特征结构。例如,超声波导28可以具有任何合适的横截面尺寸/构型,诸如基本上均匀的横截面、在各个节段处渐缩、沿着其整个长度渐缩,或者具有任何其他合适的构型。超声波导28可以(例如)具有基本上等于***波长的二分之一的整数倍的长度(nλ/2)。超声波导28和刀24可由实芯轴制成,所述实芯轴是由有效传播超声能量的一种材料或多种材料的组合构造出来的,诸如钛合金(即,Ti-6Al-4V)、铝合金、蓝宝石、不锈钢或任何其他声学兼容的材料或材料组合。
在本示例中,刀24的远侧端部定位在对应于与通过波导28传送的共振超声振动相关联的波腹的位置处,以便在组织未装载声学组件时将声学组件调谐至优选的共振频率fo。当换能器26通电时,刀24的远侧端部能够在例如约10至500微米峰间范围内、且在一些情况下在约20至约200微米的范围内以例如55.5kHz的预定振动频率fo纵向运动。当本示例的换能器26被激活时,这些机械振荡通过波导28传输到达刀24,从而提供刀24在共振超声频率下的振荡。因此,刀24的超声振荡可同时切断组织并且使邻近组织细胞中的蛋白变性,从而提供具有相对较少热扩散的促凝效果。在一些型式中,也可通过刀24提供电流以另外烧灼组织。
仅以举例的方式,超声波导28和刀24可以包括由EthiconEndo-Surgery,Inc.of Cincinnati,Ohio以产品代码HF105和DH105销售的部件。另外仅以举例的方式,超声波导28和/或刀24可以根据2002年7月23日公布的名称为“Ultrasonic Surgical Blade withImproved Cutting and Coagulation Features”的美国专利6,423,082的教导内容进行构造和操作,其公开内容以引用方式并入本文。作为另一个仅为示例性的示例,超声波导28和/或刀24可以根据1994年6月28日公布的名称为“Ultrasonic Scalpel Blade and Methods ofApplication”的美国专利5,324,299的教导内容进行构造和操作,其公开内容以引用方式并入本文。参考本文的教导内容,超声波导28和刀24的其他合适的特性和构型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
本示例的手持件22还包括控制选择器30和激活开关32,其各自与电路板34通信。仅以举例的方式,电路板34可包括常规的印刷电路板、柔性电路、刚性-柔性电路,或者可具有任何其他合适的构型。控制选择器30和激活开关32可以通过一根或多根线、在电路板或柔性电路中形成的路径和/或以任何其他合适的方式与电路板34通信。电路板34与缆线14联接,缆线14继而与发生器12内的控制电路16联接。激活开关32能够操作以选择性地为超声换能器26激活电力。具体地讲,当开关32被激活时,此类激活通过缆线14将适当的电力传送至超声换能器26。仅以举例的方式,激活开关32可以根据本文引用的各个参考文献的任何教导内容进行构造。参考本文的教导内容,激活开关32可以采用的其他各种形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
在本示例中,外科***10能够操作以在刀24处提供至少两种不同水平或类型的超声能量(如,不同的频率和/或振幅等)。为此,控制选择器30能够操作以允许手术员选择所需的超声能量水平/振幅。仅以举例的方式,控制选择器30可以根据本文引用的各个参考文献的任何教导内容进行构造。参考本文的教导内容,控制选择器30可以采用的其他各种形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在一些型式中,当手术员通过控制选择器30进行选择时,手术员的选择通过缆线14被传送回发生器12的控制电路16,并且控制电路16在下次手术员启动激活开关32时相应地调节从发生器12传送的电力。
应当理解,在刀24处提供的超声能量的水平/振幅可取决于通过缆线14从发生器12传送至器械20的电力的特性。因此,发生器12的控制电路16可(通过缆线14)提供具有与通过控制选择器30选择的超声能量水平/振幅或类型相关联的特性的电力。因此,根据手术员通过控制选择器30进行的选择,发生器12能够操作以将不同类型或程度的电力传送至超声换能器26。具体地讲,并且仅以举例的方式,发生器12可增大所施加信号的电压和/或电流,从而增大声学组件的纵向振幅。作为仅为说明性的示例,发生器12可提供“水平1”和“水平5”之间的可选择性,它们可分别对应约50微米和约90微米的刀24振动共振振幅。参考本文的教导内容,可配置控制电路16的各种方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。还应当理解,控制选择器30和激活开关32可被两个或更多个激活开关32取代。在一些此类型式中,一个激活开关32能够操作以便以一种功率水平/类型激活刀24,而另一个激活开关32能够操作以便以另一种功率水平/类型激活刀24,等等。
在一些替代型式中,控制电路16定位在手持件22内。例如,在一些此类型式中,发生器12只将一种类型的电力(例如,只有一种可用的电压和/或电流)传送至手持件22,并且在电力到达超声换能器26之前,根据手术员通过控制选择器30进行的选择,手持件22内的控制电路16能够操作以修改电力(例如,电力的电压)。此外,可将发生器12与外科***10的所有其他部件一起结合到手持件22中。例如,可在手持件22中提供一个或多个电池(未示出)或其他便携式电源。参考本文的教导内容,可以重新布置或以其他方式配置或修改图1中所示部件的其他合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
II.示例性超声外科器械概述
以下讨论涉及器械20的各个示例性部件和构型以及它们的部件。应当理解,下文所述的器械20的各个示例可以容易地结合到如上所述的外科***10中。还应当理解,上文所述的器械20的各个部件和可操作性可以容易地结合到下文所述的器械20的示例性型式中。参考本文的教导内容,上述和下述教导内容可被结合的各种合适方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。还应当理解,下述教导内容可以容易地与本文引用的参考文献的各种教导内容相结合。
图2-3示出了示例性的超声外科器械120,它是超声外科***100的一部分,其包括通过缆线114与超声发生器112联接的超声换能器126。器械120还包括超声传输组件127,它与超声换能器126以机械方式和声学方式耦合。在一些型式中,超声传输组件127通过螺纹连接件与超声换能器126耦合,但也可以使用任何其他合适类型的耦合。超声传输组件127包括超声波导128和刀130。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是,当超声换能器126由发生器112提供电力时,超声换能器126产生超声振动,超声振动通过超声波导128传送至刀130。这致使刀130的尖端132以超声频率振动,从而允许用刀130切割和凝固组织等。因此,发生器112、换能器126、波导128和刀130像上文所述的发生器12、换能器26、波导28和刀24一样工作。
本示例的器械120还包括多部件柄部组件140,它能够将手术员与换能器126内包含的压电组件的振动基本上隔离。仅以举例的方式,柄部组件140可被成形为以类似铅笔的布置方式抓握和操纵。本示例的柄部组件140包括配对的外壳部分142和144。尽管示出了多部件柄部组件140,但作为另外一种选择,柄部组件140可包括单个部件或一体式部件。柄部组件140可由耐用塑料构造而成,例如聚碳酸酯或液晶聚合物。作为另外一种选择,还设想柄部组件140可由多种材料或材料的组合制成,包括但不限于其他塑料、陶瓷和/或金属等。在一些型式中,通过将超声换能器126***柄部组件140中使器械120的近侧端部接收和配有超声换能器126。器械120可以作为一个单元附接到超声换能器126上并且可从其移除。器械120的细长传输组件127从器械柄部组件140正交地延伸。
能够将超声能量从换能器126传输至刀130的尖端132的超声波导128可以为柔性、半柔性或刚性的。超声波导128还能够放大通过超声波导128传输至刀130的机械振动。超声波导128还可以包括贯穿其中的至少一个径向孔150,所述孔基本垂直于超声波导128的纵向轴线。孔150定位在对应于与沿着波导128传送的超声振动相关联的波节的纵向位置处。孔150能够接收下文所述的连接器销152,连接器销152将超声波导128连接至外部护套154。在本示例中,将近侧O形环156和远侧O形环158组装到传输组件127上靠近对应于与沿着波导128传送的超声振动相关联的波节的纵向位置处,但也可以使用各种其他部件或构型。
刀130可以与超声波导128是一体的并形成为单个单元。在一些型式中,刀130可通过螺纹连接件、焊接接头和/或一些其他耦接特征结构连接。刀130的远侧端部或刀尖端132设置在对应于与沿着波导128和刀130传送的超声振动相关联的波腹的纵向位置处或附近,以便在组织未装载声学组件时将声学组件调谐至优选的共振频率fo。当超声换能器126通电时,刀尖端132能够在(例如)约10-500微米峰间范围内、并且可能在约20至约200微米的范围内以(例如)55,500Hz的预定振动频率fo基本上纵向(沿x轴)运动。刀尖端132还可以在y轴以x轴运动幅度的约1%至约10%振动。当然,作为另外一种选择,刀尖端132的运动可以具有任何其他合适的特性。
超声波导128定位在外部护套154内并通过销152保持在适当位置。销152可由任何相容的金属制成,诸如不锈钢或钛或耐用塑料,诸如聚碳酸酯或液晶聚合物。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的材料或材料的组合。在一些型式中,销152局部涂覆有弹性体材料,诸如硅等,因为销152的该部分153延伸穿过超声波导128。弹性体材料可在孔152的整个长度上提供与振动刀的绝缘。在一些设置中,这可以允许高效操作,借此产生最小限度的过热并在刀尖端132处获得供切割和凝固等的最大超声输出功率。当然,此类弹性体材料仅是任选的。
外部护套154穿过释放按钮160的孔162。弹簧164定位在释放按钮160下方并使释放按钮160向上弹性偏离。由弹簧164施加的向上的力致使孔162的周边牢固保持对外部护套154的压力,从而选择性地阻止外部护套154、超声波导128和刀130在柄部140内旋转或相对于柄部140轴向平移。当手术员在释放按钮160上施加向下的力时,弹簧164被压缩并且不再维护外部护套154上的保持力。然后手术员可以使外部护套154、超声波导128和刀130相对于柄部140轴向平移和/或使外部护套154、超声波导128和刀130相对于柄部140旋转。因此,应当理解,手术员可以在按压释放按钮160时选择性地调节刀130相对于柄部140的纵向和/或旋转位置,同时仍允许刀130在此类选定位置处超声振动,从而允许刀130在此类选定位置处用于各种外科手术。为了开始刀130的此类超声动作,手术员可以操作脚踏开关(未示出)、激活如下文所述的按钮174,176、激活发生器112上的按钮,或在***100的一些部件上进行一些其他动作。
在本示例中,柄部140的外壳包括近侧端部、远侧端部和在其中纵向延伸的腔141。腔141能够接受超声换能器组件126的至少一部分和开关组件170。在一些型式中,超声换能器组件126的远侧端部通过螺纹附接到超声波导128的近侧端部上,但也可以使用任何其他合适类型的联接。超声换能器126的电接触部还与开关组件170交接,以便在外科器械120上为手术员提供手指激活控件。本示例的超声换能器126包括两个导电环(未示出),其牢固设置在超声换能器126的主体内,如2007年5月10日公布的名称为“MedicalUltrasound System and Handpiece and Methods for Making andTuning”的美国专利公布2007/0106158中所述,其公开内容以引用方式并入本文。本示例的开关组件170包括按钮组件172、电路组件180、开关外壳182、第一销导体184和第二销导体(未示出)。开关外壳182为环形并通过位于开关外壳182和外壳部分142,144上的对应支撑底座支撑在柄部组件140内。
本示例的按钮组件172包括按钮174,176。电路组件180通过超声换能器126提供按钮174,176和发生器112之间的机电式接口。电路组件180包括两个圆顶开关194,196,通过分别压下按钮174,176对它们进行机械致动。圆顶开关194,196为电接触开关,压下时向发生器112提供电信号。销(未示出)电连接至圆顶开关194,196。具体地讲,每个销的一个端部电连接至对应的圆顶开关194,196。每个销的另一个端部与超声换能器126远侧端部处的对应环形导体电连接。即,销各自具有弹簧加载的尖端,所述尖端以与上文所述方式相似的方式与超声换能器126交接。电路组件180还包括分别连接到销上的二极管封装(未示出)内的两个二极管。当销提供与超声换能器的环形导体的电接触时,环形导体继而连接至缆线114中的导体,其中缆线114连接至发生器112。当然,也可以使用各种替代构型。
通过按下按钮174,176,对应接触表面压下对应的圆顶开关194,196,以便选择性地激活电路180。例如,当手术员压下按钮174时,发生器112可以一定的能量水平响应,如最大“max”功率设置。当手术员压下按钮176时,发生器112可以一定的能量水平响应,如最小“min”功率设置,这符合针对按钮位置和对应的功率设置的公认行业惯例。器械120还可以根据2008年8月21日公布的名称为“Ultrasonic Energy Device for Cutting and Coagulating”的美国专利公布2008/0200940的教导内容构造和操作,其公开内容以引用方式并入本文。作为另外一种选择,器械120可以具有各种其他部件、构型和/或操作类型。
除了或代替根据上述教导内容进行构造,器械120的至少一部分可以根据以下专利的教导内容中的至少一些进行构造和操作:美国专利5,322,055;美国专利5,873,873;美国专利5,980,510;美国专利6,283,981;美国专利6,309,400;美国专利6,325,811;美国专利6,423,082;美国专利6,783,524;美国专利8,057,498;美国专利公布No.2006/0079874;美国专利公布No.2007/0191713;美国专利公布No.2007/0282333;美国专利公布No.2008/0200940;美国专利公布No.2008/0234710;美国专利公布No.2010/0069940;美国专利公布No.2011/0015660;美国专利公布No.2012/0112687;美国专利公布No.2012/0116265;美国专利申请No.13/538,588;美国专利申请No.13/657,553;和/或美国专利申请No.61/410,603。上述专利、公布和申请中的每一个的公开内容以引用方式并入本文。还应当理解,器械120可以与HARMONIC超声剪切机、HARMONIC超声剪切机、HARMONIC超声剪切机和/或HARMONIC超声刀具有各种结构和功能相似性。此外,器械120可具有各种结构,并且具有与被引用和以引用方式并入本文的其他参考文献中的任何参考文献中所教导的装置相似的功能。参考本文的教导内容,器械120的其他仅为示例性的变型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。应当理解,除了别的以外,下文所述的变型可以容易地应用于上文所述的器械120和本文引用的任何参考文献中提到的任何器械。
就本文引用的参考文献的教导内容有一定程度的重复而言,HARMONIC超声剪切机、HARMONIC超声剪切机、HARMONIC超声剪切机和/或HARMONIC超声刀以及与器械20相关的以下教导内容,没有意图将本文的任何描述假定为公认的现有技术。本文的若干教导内容事实上超出了本文引用的参考文献的教导内容以及HARMONIC超声剪切机、HARMONIC超声剪切机、HARMONIC超声剪切机和HARMONIC超声刀的范围。
III.示例性超声刀变型
如上文所提到的,一些常规的超声刀可能只最适合切穿相对软的组织;和/或将软组织与相对坚韧的组织/硬组织分离。因此,可能期望的是提供能够操作以便比常规超声刀更容易切穿相对软的组织和相对坚韧的组织/硬组织的超声刀。另外如上文所指出的,一些外科医生可以在准备后续的硬件安装、骨融合等时熟练使用骨膜剥离器器械(例如,10mm、13mm、15mm等)与电烧灼器装置的组合来清理脊椎上的软组织和硬组织。因此,可能期望的是提供在无需刨削骨的情况下能够操作以切穿软组织和硬/坚韧组织,并且还从脊椎上清理此类组织的超声刀。此外,可能期望的是此类刀在此类手术中提供止血,从而有效消除对另一种器械诸如电烧灼器装置的需要;并且从外科医生的角度看还感觉像常规的骨膜剥离器器械。因此,具有此类刀的超声外科器械可以在功能上代替骨膜剥离器器械与电烧灼器装置的组合,同时还提供外科医生可能熟悉的以前使用骨膜剥离器器械的那种手术员控制。下文所述的示例包括可符合上述标准中的一些或全部的超声刀的变型。
下文所述的超声刀的各个示例能够当刀被超声振动激活时提供沿着波导的纵向轴线的振动运动。另外,振动运动可以沿着一个或多个平面侧向于纵向轴线。因此,应当理解,下文所述的超声刀的各个示例可以提供非纵向模式的共振。提供此类侧向或横向模式的共振可以产生更近似于刮削而不太近似于钻的动作。因此,此类侧向或横向模式的共振可以促进从骨上刮掉组织。此外,此类侧向或横向模式的共振可以降低刀断裂和/或刨削骨的风险。换句话讲,侧向或横向模式的共振可以提供在整个骨表面上的侧击,而不是垂直于骨表面直接撞击。仅以举例的方式,下文所述的超声刀中的任一种可被驱动,使得它们以约95微米的纵向位移和约56微米的侧向位移振动,从而得到约0.6的比率。换句话讲,刀的侧向运动可以为纵向运动的约60%。参考本文的教导内容,其他合适的纵向和侧向位移量以及其他合适的位移比率对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
当然,下文所述的超声刀的变型的示例也可以用于其他手术环境,包括但不限于要求刮削或一般的软组织切割和凝固的那些手术环境。仅以举例的方式,下文所述的超声刀的变型的示例可用于整形手术、隆胸或复位手术和/或各种其他类型的手术。在使用常规超声刀的一些情况下,软组织可能难以在张力下悬挂和放置,使得超声刀可提供足以完成切割动作的压力。下文所述的超声刀的变型的结构特性可允许外科医生使用刀来悬挂组织,从而在张力下放置所述组织,以便相对容易地进行切割。
应当理解,下文所述的超声刀的变型的示例可用作下文所述的刀24,130的替代品。换句话讲,下文所述的刀可易于结合到上文所述的器械10,120中。在下文所述刀的此类结合可以保证对器械10,120进行另外的修改的程度上,参考本文的教导内容,此类修改的示例对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
A.具有Cobb尖端的示例性超声刀
图4至图17示出了可容易地结合到器械20,120中的示例性替代超声刀200和波导202。具体地讲,刀200和波导202可代替波导28,128和刀24,132与换能器26,126进行机械和声学耦合。如在图4至图5中最清晰地看到,该示例的波导202包括一组平面204,206,208。平面204,206,208能够并定位成提供刀200的适当声学调谐。在一些型式中,刀200提供介于约3.0和约5.0之间的声学增益。在本示例中,刀200和波导202能够使得最远侧波节(N)恰好定位在刀200的近侧。应当理解,该最远侧波节(N)对应于与通过波导202和刀200来传输的共振超声振动相关联的波节。当刀200被超声振动激活时,振动运动可以沿着纵向轴线(LA)。此外,该振动运动可为沿着x-z平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图11中的箭头290)。此外,该振动运动可为沿着x-y平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图8中的箭头292)。因此,应当理解,刀200可提供非纵向的共振模式。
仅以举例的方式,当刀200被激活从而以超声频率振动时,刀200偏离纵向轴线(LA)的侧向位移与刀200沿着纵向轴线(LA)的纵向位移的比率介于约0.46至约0.80之间。作为另一个仅为示例性的示例,刀200偏离纵向轴线(LA)的侧向位移与刀200沿着纵向轴线(LA)的纵向位移之间的比率介于约0.60至约0.70之间。作为另一个仅为示例性的示例,刀200偏离纵向轴线(LA)的侧向位移与刀200沿着纵向轴线(LA)的纵向位移之间的比率介于约0.70至约0.80之间。作为另一个仅为示例性的示例,刀200偏离纵向轴线(LA)的侧向位移与刀200沿着纵向轴线(LA)的纵向位移之间的比率介于约0.46至约0.55之间。作为另一个仅为示例性的示例,刀200偏离纵向轴线(LA)的侧向位移与刀200沿着纵向轴线(LA)的纵向位移之间的比率介于约0.60至约0.65之间。
本示例的刀200包括定位在远侧并侧向呈现的第一面212。第一面212由弯曲的远侧边缘210和弯曲的近侧边缘214部分地界定。图8至图9示出了边缘210,214沿x-y平面的曲率。在一些型式中,边缘210,214具有沿x-y平面的相同的曲率半径。然而,在本示例中,边缘210,214具有沿x-y平面的不同的曲率半径。仅以举例的方式,边缘210沿x-y平面的曲率半径为约0.25英寸;而边缘210沿x-y平面的曲率半径为约0.35英寸。作为另一个仅为示例性的示例,边缘210和/或边缘214沿x-y平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械的远侧边缘沿x-y平面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘210,214各自可具有沿x-y平面的不同的曲率半径。
图10示出了远侧边缘210沿y-z平面的曲率。在一些型式中,远侧边缘210可以具有沿y-z平面的、介于约2.5英寸和约3.0英寸之间的曲率半径。近侧边缘214和第一面210可具有沿y-z平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿y-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘210,214和第一面212沿y-z平面相反可以是平的。
如在图11中最清晰地看到,第一面212沿x-z平面限定了与纵向轴线(LA)的角(θ2)。仅以举例的方式,角度(θ2)可以为约9.2度;或约0度与约10度之间的任何值,或者任何其他合适的值。作为另一个仅为示例性的示例,第一面212可限定与纵向轴线(LA)的角(θ2),该角与由常规骨膜剥离器器械的对应面限定的对应角相同。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的值。还应当理解,第一面212不一定必须沿x-z平面为直的,使得第一面212大体沿角(θ2)延伸。例如,每个边缘210,214的中心可沿着限定了与纵向轴线(LA)的角(θ2)的相应直线进行定位,而第一面212的中间部分向外弯曲成凸构型,或向内弯曲成凹构型。如在图12中最清晰地看到,第一面212还可以沿y-z平面提供凸构型或凹构型。作为另外一种选择,第一面212沿y-z平面可以是平的。
在本示例中,远侧边缘210用于从骨上刮削组织(例如,肌肉、肌腱、韧带、骨膜等),并且远侧边缘210的曲率半径能够在刀200执行这种刮削时阻止刀200刨削骨。这种刮削可包括刀200沿由波导202限定的纵向轴线(LA)在y方向、在z方向的运动、绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图11中的箭头290),和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图8中的箭头292)。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置处。参考本文的教导内容,其他合适的刮削动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在一些情况下,刀200在这种刮削操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀200在这种刮削操作中被激活。还应当理解,第一面212可用作凝固平面。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀200时紧靠出血部位按压第一面212。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
本示例中的刀200还包括从边缘214朝近侧延伸的一对侧向边缘220,230和从边缘210朝近侧延伸的另一对侧向边缘222,232。如在图8中最清晰地看到,边缘222,232关于波导202的纵向轴线(LA)对称。具体地讲,边缘222,232各自沿x-y平面限定了与纵向轴线(LA)的相同角(θ1),并且被取向成使得边缘222,232之间的距离在x方向上沿着刀200的长度而增大。仅以举例的方式,角(θ1)可介于约5度和约25度之间。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的值。还应当理解,边缘222,232不一定必须为直的,使得边缘222,232大体沿角(θ1)延伸。例如,每个边缘222,232的远侧和近侧端部可沿着限定了与纵向轴线(LA)的角(θ1)的相应直线进行定位,而每个边缘222,232的中间部分向外弯曲成凸构型,或向内弯曲成凹构型。
如在图11中最清晰地看到,边缘220沿x-z平面是弯曲的。应当理解,边缘230可相似地弯曲。仅以举例的方式,边缘220,230可各自具有沿x-z平面的、介于约0.4英寸和约0.6英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘220,230各自可具有沿x-z平面的不同的曲率半径。从图11中也可看出,边缘222沿x-z平面也是弯曲的。应当理解,边缘232可相似地弯曲。仅以举例的方式,边缘222,232各自可具有沿x-z平面的、介于约0.5英寸和约1.0英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘222,232各自可具有沿x-z平面的不同的曲率半径。从图11中也可看出,边缘222沿x-z平面的曲率半径与边缘220沿x-z平面的曲率半径不同。在一些其他型式中,边缘220,222可具有沿x-z平面的相同的曲率半径。
边缘220,222部分地界定侧向呈现的第二面224;而边缘230,232部分地界定侧向呈现的第三面234。面224,234在刀200沿y轴的相对两侧上。面224,234沿x-y平面(图8)、沿x-z平面(图11)以及沿y-z平面(图13)被倾斜地取向和/或弯曲。第二面224由边缘226远侧界定,该第二面224从边缘210延伸至边缘214。第三面234由边缘236界定,该第三面234从边缘210延伸至边缘214。边缘226,236还界定第一面212,使得第一面212完全由边缘210,214,226,236界定。如在图13中最清晰地看到,并且通过比较图8与图9,面224,234被取向为向上并向外。在一些型式中,面224,234是平的。在一些其他型式中,面224,234沿y-z平面是凸的。在其他型式中,面224,234沿y-z平面是凹的。作为另一个仅为示例性的替代形式,面224,234各自可具有至少一个沿y-z平面为凸区域和至少一个沿y-z平面为凹区域;或凸区域、凹区域和/或平区域的一些其他组合。
应当理解,边缘220,230,222,232可用于用刀200进行组织的侧向切割。例如,通过将组织抵靠边缘220,230,222,232中的任何一个或多个定位,刀200可沿y轴移动、沿z轴移动、绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线进行角运动(图11中的箭头290)和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线进行角运动(图8中的箭头292)。参考本文的教导内容,其他合适的侧向切割动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置处。在一些情况下,刀200在这种侧向切割操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀200在这种侧向切割操作中被激活。
本示例中的刀200还包括侧向呈现的凹的第四面216和侧向呈现的凸的第五面218。如在图13至图15中最清晰地看到,面216,218在刀200沿z轴的相对两侧上。第四面216的凹陷能够当组织被远侧边缘210从骨上刮下时,允许组织聚集在由第四面216提供的凹槽内。第五面218能够提供钝的凸轮表面,以促进与刀200的钝性分离。还应当理解,第五面218可用于提供凝固。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀200时紧靠出血部位按压第五面218。这可以使出血部位/组织凝固或密封。
在一些型式中,面216,218具有沿x-z平面的相同的曲率半径。仅以举例的方式,面216,218沿x-z平面的曲率半径介于约0.4英寸和约0.6英寸之间。在一些型式中,第四面216和/或第五面218沿x-z平面的曲率沿着面216,218的长度有所不同。仅以举例的方式,第五面218沿x-z平面的曲率半径可以从刀200的远侧端部处约3.5英寸处开始,然后平滑过渡至约1.25英寸的曲率半径,然后平滑过渡至约0.25英寸的曲率半径。作为另一个仅为示例性的示例,第四面216和/或第五面218具有的沿x-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面216,218可具有沿x-z平面的各自不同的曲率半径。
相似地,面216,218可具有沿y-z平面的相同的曲率半径。仅以举例的方式,面216,218沿y-z平面的曲率半径介于约0.4英寸和约0.6英寸之间。在一些型式中,第四面216和/或第五面218沿y-z平面的曲率沿着面216,218的宽度有所不同。作为另一个仅为示例性的示例,第四面216和/或第五面218具有的沿y-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿y-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面216,218各自可具有沿y-z平面的不同的曲率半径。在第一面212沿y-z平面弯曲的型式中,限定第一面212沿y-z平面的曲率的半径可以大于限定第四面216沿y-z平面的曲率的半径。同样,限定第一面212沿y-z平面的曲率的半径可以大于限定第五面218沿y-z平面的曲率的半径。
图16至图17示出了与用虚线示出的骨膜剥离器空白板290有关的本示例的刀200。应当理解,刀200的形成可以从根据骨膜剥离器空白板290构造的单片金属开始,然后从该片金属上移除材料,直到形成刀200的所有所示和所述的特征结构。此类材料的移除可以用铣削方法和/或使用任何其他合适种类的方法进行。在一些其他型式中,使用金属注模成型(MIM)方法形成刀200。参考本文的教导内容,可以形成刀200的其他合适方法对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
B.具有Cobb尖端和近侧凹槽的示例性超声刀
图18至图27示出了可容易地结合到器械20,120中的示例性替代超声刀300和波导302。具体地讲,刀300和波导302可代替波导28,128和刀24,132与换能器26,126进行机械和声学耦合。在本示例中,刀300和波导302能够使得最远侧波节(N)恰好定位在刀300的近侧。应当理解,该最远侧波节(N)对应于与通过波导302和刀300来传输的共振超声振动相关联的波节。当刀300被超声振动激活时,振动运动可以沿着纵向轴线(LA)。此外,该振动运动可为沿着x-z平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图23中的箭头390)。此外,该振动运动可为沿着x-y平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图20中的箭头392)。因此,应当理解,刀300可提供非纵向的共振模式。仅以举例的方式,当刀300被激活从而以超声频率振动时,刀300偏离纵向轴线(LA)的侧向位移与刀300沿着纵向轴线(LA)的纵向位移的比率介于约0.60至约0.70之间。作为另外一种选择,可使用本文所公开的(除了别的比率外)任何其他合适的比率。
本示例的刀300包括定位在远侧并侧向呈现的第一面312。第一面312由弯曲的远侧边缘310和弯曲的近侧边缘314部分地界定。图20至图21示出了边缘310,314沿x-y平面的曲率。在一些型式中,边缘310,314具有沿x-y平面的相同的曲率半径。仅以举例的方式,边缘310,314沿x-y平面的曲率半径介于约0.25英寸和约0.35英寸之间。作为另一个仅为示例性的示例,边缘310,314沿x-y平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械的远侧边缘沿x-y平面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘310,314可具有沿x-y平面的各自不同的曲率半径。
图22示出了远侧边缘310沿y-z平面的曲率。在一些型式中,远侧边缘310可以具有沿y-z平面的、介于约2.5英寸和约3.5英寸之间的曲率半径。近侧边缘314、远侧边缘310和/或第一面312可具有沿y-z平面的相同曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿y-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘310,314和第一面312沿y-z平面相反可以是平的。
如在图23中最清晰地看到,第一面212沿x-z平面限定了与纵向轴线(LA)的角(θ3)。仅以举例的方式,角(θ3)可介于约0度和约10度之间。作为另一个仅为示例性的示例,第一面312可限定与纵向轴线(LA)的角(θ3),该角与由常规骨膜剥离器器械的对应面限定的对应角相同。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的值。还应当理解,第一面312不一定必须沿x-z平面为直的,使得第一面312大体沿角(θ3)延伸。例如,每个边缘310,314的中心可沿着限定了与纵向轴线(LA)的角(θ3)的相应直线进行定位,而第一面312的中间部分向外弯曲成凸构型,或向内弯曲成凹构型。第一面312还可沿着y-z平面提供凸构型或凹构型。作为另外一种选择,第一面312沿y-z平面可以是平的。
在本示例中,远侧边缘310用于从骨上刮削组织(例如,肌肉、肌腱、韧带、骨膜等),并且远侧边缘310的曲率半径能够用于在刀300执行这种刮削时阻止刀300刨削骨。这种刮削可包括刀300沿由波导302限定的纵向轴线(LA)在y方向、在z方向的运动、绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图23中的箭头390),和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图20中的箭头392)。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置处。参考本文的教导内容,其他合适的刮削动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在一些情况下,刀300在这种刮削操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀300在这种刮削操作中被激活。还应当理解,第一面312可用作凝固平面。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀300时紧靠出血部位按压第一面312。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
本示例中的刀300还包括从边缘314朝近侧延伸的一对侧向边缘320,330和从边缘310朝近侧延伸的另一对侧向边缘322,332。如在图20中最清晰地看到,在本示例中,边缘320,330关于波导302的纵向轴线(LA)对称。具体地讲,边缘320,330各自限定了凹曲线并且被取向成使得边缘320,330之间的距离在x方向上沿着刀300的长度而增大。仅以举例的方式,每个边缘320,330沿x-y平面的曲率半径可介于约0.75英寸和约1.25英寸之间。作为另外一种选择,也可使用任何其他合适的曲率。还应当理解,边缘320,330不一定必须被弯曲,使得边缘320,330可基本上为直的。
在本示例中,边缘322,332也关于波导302的纵向轴线(LA)对称。具体地讲,边缘322,332各自限定了凹曲线并且被取向成使得边缘322,332之间的距离在x方向上沿着刀300的长度而增大。仅以举例的方式,每个边缘322,332沿x-y平面的曲率半径可介于约0.75英寸和约1.25英寸之间。作为另外一种选择,也可使用任何其他合适的曲率。还应当理解,边缘322,332不一定必须被弯曲,使得边缘322,332可基本上为直的。如在图24至图25中最清晰地看到,边缘322,332具有沿着其长度的至少一部分的尖锐构型。这种尖锐构型可有助于组织解剖,诸如在下文提及的侧向切割动作。
如在图23中最清晰地看到,边缘320沿x-z平面是弯曲的。应当理解,边缘330可相似地弯曲。仅以举例的方式,边缘320,330可各自具有沿x-z平面的、介于约0.4英寸和约0.6英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘320,330各自可具有沿x-z平面的不同的曲率半径。从图23中也可看出,边缘322沿x-z平面也是弯曲的。应当理解,边缘332可相似地弯曲。仅以举例的方式,边缘322,332各自可具有沿x-z平面的、介于约0.5英寸和约1.0英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘322,332各自可具有沿x-z平面的不同的曲率半径。从图23中也可看出,边缘322沿x-z平面的曲率半径与边缘320沿x-z平面的曲率半径不同。在一些其他型式中,边缘320,322可具有沿x-z平面的相同的曲率半径。
边缘320,322部分地界定侧向呈现的第二面324;而边缘330,332部分地界定侧向呈现的第三面334。面324,334位于刀300沿y轴的相对两侧上。面324,334沿x-y平面(图20)、沿x-z平面(图23)以及沿y-z平面(图24)被倾斜地取向和/或弯曲。第二面324由边缘326远侧界定,该第二面324从边缘310延伸至边缘314。第三面334由边缘336界定,该第三面334从边缘310延伸至边缘314。边缘326,336还界定第一面312,使得第一面312完全由边缘310,314,326,336界定。如在图24至图25中最清晰地看到,并且通过比较图20与图21,面324,334被取向为向上并向外。在一些型式中,面324,334是平的。在一些其他型式中,面324,334沿y-z平面是凸的。在其他型式中,面324,334沿y-z平面是凹的。作为另一个仅为示例性的替代形式,面324,334可各自具有至少一个沿y-z平面为凸的区域和至少一个沿y-z平面为凹区域;或凸区域、凹区域和/或平区域的一些其他组合。
如在图20、图23和图25至图26中最清晰地看到,本示例中的刀300还包括近侧凸边缘340和相邻的近侧边缘342,二者一起部分地界定凸的第四面344。近侧凸边缘340从如上所述的边缘320连续延伸。在一些型式中,边缘320在x-y平面内基本上是直的,而边缘340在x-y平面内是弯曲的。在边缘320具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘340具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘320沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘340可具有沿x-y平面的、介于约0.03英寸和约0.06英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。第四面344从第二面322连续延伸。从而面322,344的组合是由边缘320,326,322,342,340完全界定的。
相似地,刀300包括近侧凸边缘350和相邻的近侧边缘352,二者一起部分地界定凸的第五面354。近侧凸边缘350从如上所述的边缘330连续延伸。在一些型式中,边缘320在x-y平面内基本上是直的,而边缘350在x-y平面内是弯曲的。在边缘330具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘350具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘330沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘350可具有沿x-y平面的、介于约0.03英寸和约0.06英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。第四面354从第二面332连续延伸。从而面332,354的组合是由边缘330,336,332,352,350完全界定的。
应当理解,边缘320,330,322,332,340,350可用于用刀300进行组织的侧向切割。当一个或多个边缘320,330,322,332,340,350切割组织时,对应的面344,354可以有助于远离刀300朝远侧和朝外推动组织。例如,通过将组织抵靠边缘320,330,322,332,340,350中的任何一个或多个定位,刀300可以沿y轴移动、沿z轴移动、绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线进行角运动(图23中的箭头390)和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线进行角运动(图20中的箭头392)。参考本文的教导内容,其他合适的侧向切割动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置处。在一些情况下,刀300在这种侧向切割操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀300在这种侧向切割操作中被激活。
本示例中的刀300还包括侧向呈现的凹的第六面316和侧向呈现的凸的第七面318。如在图24至图27中最清晰地看到,面316,318位于刀300沿z轴的相对两侧上。第六面316的凹陷能够当组织被远侧边缘310从骨上刮下时,允许组织聚集在由第六面316提供的凹槽内。第七面318能够提供钝的凸轮表面,以促进与刀300的钝性分离。还应当理解,第七面318可用于提供凝固。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀300时紧靠出血部位按压第七面318。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
在一些型式中,面316,318具有沿x-z平面的相同的曲率半径。仅以举例的方式,面316,318沿x-z平面的曲率半径介于约1.0英寸和约1.5英寸之间。在一些型式中,第六面316和/或第七面318沿x-z平面的曲率沿着面316,318的长度有所不同。作为另一个仅为示例性的示例,第六面316和/或第七面318具有的沿x-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面316,318各自可具有沿x-z平面的不同的曲率半径。
相似地,面316,318可具有沿y-z平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,在本示例中,面316,318具有不同的曲率半径。仅以举例的方式,面316沿y-z平面的曲率半径介于约0.5英寸和约0.6英寸之间;而面318沿y-z平面的曲率半径介于约0.25英寸和约0.45英寸之间。在一些型式中,第六面316和/或第七面318沿y-z平面的曲率沿着面316,318的宽度有所不同。作为另一个仅为示例性的示例,第六面316和/或第七面318具有的沿y-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿y-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面316,318可具有沿y-z平面的各自不同的曲率半径。
C.具有Cobb尖端和侧向锯齿的示例性超声刀
图28至图37示出了可容易地结合到器械20,120中的示例性替代超声刀400和波导402。具体地讲,刀400和波导402可代替波导28,128和刀24,132与换能器26,126进行机械和声学耦合。在本示例中,刀400和波导402能够使得最远侧波节(N)恰好定位在刀400近侧。应当理解,该最远侧波节(N)对应于与通过波导402和刀400来传输的共振超声振动相关联的波节。当刀400被超声振动激活时,振动运动可以沿着纵向轴线(LA)。此外,该振动运动可为沿着x-z平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图33中的箭头490)。此外,该振动运动可为沿着x-y平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图30中的箭头492)。因此应当理解,刀400可提供非纵向的共振模式。仅以举例的方式,当刀400被激活从而以超声频率振动时,刀400偏离纵向轴线(LA)的侧向位移与刀400沿着纵向轴线(LA)的纵向位移的比率介于约0.70至约0.80之间。作为另外一种选择,可使用本文所公开的(除了别的比率外)任何其他合适的比率。
本示例中的刀400包括定位在远侧并侧向呈现的第一面412。第一面412由弯曲的远侧边缘410和弯曲的近侧边缘414部分地界定。图30至图31示出了边缘410,414沿x-y平面的曲率。在一些型式中,边缘410,414具有沿x-y平面的相同的曲率半径。仅以举例的方式,边缘410,414沿x-y平面的曲率半径介于约0.20英寸和约0.35英寸之间。作为另一个仅为示例性的示例,边缘410,414沿x-y平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械的远侧边缘沿x-y平面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘410,414可具有沿x-y平面的各自不同的曲率半径。
图32示出了远侧边缘410沿y-z平面的轮廓。在本示例中,远侧边缘410沿y-z平面是平的。在一些其他型式中,远侧边缘410具有沿y-z平面的非零曲率半径。近侧边缘414和第一面410可具有沿y-z平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿y-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘410,414和第一面412沿y-z平面可以是平的。
如在图33中最清晰地看到,第一面412沿x-z平面限定了与纵向轴线(LA)的角(θ4)。仅以举例的方式,角(θ4)可介于约0度和约10度之间。作为另一个仅为示例性的示例,第一面412可限定与纵向轴线(LA)的角(θ4),该角与由常规骨膜剥离器器械的对应面限定的对应角相同。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的值。还应当理解,第一面412不一定必须沿x-z平面为直的,使得第一面412大体沿角(θ4)延伸。例如,每个边缘410,414的中心可沿着限定了与纵向轴线(LA)的角(θ4)的相应直线进行定位,而第一面412的中间部分向外弯曲成凸构型,或向内弯曲成凹构型。第一面412还可沿着y-z平面提供凸构型或凹构型。作为另外一种选择,第一面412沿y-z平面可以是平的。
在本示例中,远侧边缘410用于从骨上刮削组织(例如,肌肉、肌腱、韧带、骨膜等),并且远侧边缘410的曲率半径能够用于在刀400执行这种刮削时阻止刀400刨削骨。这种刮削可包括刀400沿由波导402限定的纵向轴线(LA)在y方向、在z方向的运动、绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图33中的箭头490),和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图30中的箭头492)。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置处。参考本文的教导内容,其他合适的刮削动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在一些情况下,刀400在这种刮削操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀400在这种刮削操作中被激活。还应当理解,第一面412可用作凝固平面。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀400时紧靠出血部位按压第一面412。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
本示例中的刀400还包括一对从边缘414朝近侧延伸的侧向边缘420,430和另一对从边缘410朝近侧延伸的侧向边缘422,432。如在图30中最清晰地看到,在本示例中,边缘420,430关于波导402的纵向轴线(LA)对称。具体地讲,边缘420,430各自限定了凹曲线并且被取向成使得边缘420,430之间的距离在x方向上沿着刀400的长度而增大。仅以举例的方式,每个边缘420,430沿x-y平面的曲率半径可以是从约0.25英寸过渡至约2.50英寸的过渡可变半径的一部分。作为另外一种选择,也可使用任何其他合适的曲率。还应当理解,边缘420,430不一定必须被弯曲,使得边缘420,430可基本上为直的。
在本示例中,边缘422,432也关于波导402的纵向轴线(LA)对称。具体地讲,边缘422,432各自限定了凹曲线并且被取向成使得边缘422,432之间的距离在x方向上沿着刀400的长度而增大。仅以举例的方式,每个边缘422,432沿x-y平面的曲率半径可以是从约0.25英寸过渡至约2.50英寸的过渡可变半径的一部分。作为另外一种选择,也可使用任何其他合适的曲率。还应当理解,边缘422,432不一定必须被弯曲,使得边缘422,432可基本上为直的。如在图34至图35中最清晰地看到,边缘422,432具有沿着其长度的至少一部分的尖锐构型。这种尖锐构型可有助于组织解剖,诸如在下文提及的侧向切割动作。本示例中的边缘422,432也具有凹的锯齿428,438,在边缘422,432抵靠组织被拖拽时,该锯齿还可协助组织解剖。尽管在本示例中每组锯齿428,438包括三个凹槽,但可使用任何其他合适的凹槽数。此外,尽管在本示例中锯齿428,438由弧形的凹的凹槽形成,但锯齿428,438可相反地具有锯齿状构型和/或任何其他合适类型的构型。
如在图33中最清晰地看到,边缘420沿x-z平面是弯曲的。应当理解,边缘430可相似地弯曲。仅以举例的方式,边缘420,430可各自具有沿x-z平面的、介于约0.4英寸和约0.6英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘420,430可具有沿x-z平面的各自不同的曲率半径。从图33中也可看出,边缘422沿x-z平面也是弯曲的。应当理解,边缘432可相似地弯曲。仅以举例的方式,边缘422,432可各自具有沿x-z平面的、介于约0.5英寸和约1.0英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘422,432可具有沿x-z平面的各自不同的曲率半径。从图33中也可看出,边缘422沿x-z平面的曲率半径与边缘420沿x-z平面的曲率半径不同。在一些其他型式中,边缘420,422可具有沿x-z平面的相同的曲率半径。
边缘420,422部分地界定侧向呈现的第二面424;而边缘430,432部分地界定侧向呈现的第三面434。面424,434在刀400沿y轴的相对两侧上。面424,434沿x-y平面(图30)、沿x-z平面(图33)以及沿y-z平面(图35)被倾斜地取向和/或弯曲。如在图34至图35中最清晰地看到,并且通过比较图30与图31,面424,434被取向为向上并向外。在一些型式中,面424,434是平的。在一些其他型式中,面424,434沿y-z平面是凸的。在其他型式中,面424,434沿y-z平面是凹的。作为另一个仅为示例性的替代形式,面424,434可各自具有沿y-z平面为凸的至少一个区域和沿y-z平面为凹的至少一个区域;或凸区域、凹区域和/或平区域的一些其他组合。
如在图30、图33和图36中最清晰地看到,本示例中的刀400还包括近侧凸边缘440和相邻的近侧边缘442,二者一起部分地界定凸的第四面444。近侧凸边缘440从如上所述的边缘420连续延伸。在一些型式中,边缘420在x-y平面内基本上是直的,而边缘440在x-y平面内是弯曲的。在边缘420具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘440具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘420沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘440可具有沿x-y平面的、介于约0.10英寸和约0.15英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。第四面444从第二面424连续延伸。
相似地,刀400包括近侧凸边缘450和相邻的近侧边缘452,二者一起部分地界定凸的第五面454。近侧凸边缘450从如上所述的边缘430连续延伸。在一些型式中,边缘420在x-y平面内基本上是直的,而边缘450在x-y平面内是弯曲的。在边缘430具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘450具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘430沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘450可具有沿x-y平面的、介于约0.10英寸和约0.15英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。第四面454从第二面432连续延伸。
本示例的刀400还包括定位在远侧边缘410相对的端部上的远侧的一对钩部分460,470。钩部分460包括第一凹边缘462和第二凹边缘464。在一些型式中,边缘420在x-y平面内基本上是直的,而边缘462在x-y平面内是弯曲的。在边缘420具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘462具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘420沿x-y平面的曲率半径。在本示例中,边缘462的曲率半径也小于边缘440的曲率半径。仅以举例的方式,边缘462可具有沿x-y平面的、介于约0.020英寸和约0.100英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。
相似地,在一些型式中,边缘422在x-y平面内基本上是直的,而边缘464在x-y平面内是弯曲的。在边缘422具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘464具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘422沿x-y平面的曲率半径。在本示例中,边缘464的曲率半径也小于边缘442的曲率半径。仅以举例的方式,边缘464可具有沿x-y平面的、介于约0.020英寸和约0.100英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。
边缘462,464与远侧边缘410在远侧会聚在尖点468处。边缘462,464也部分地界定钩面466。边缘462从边缘420连续延伸。边缘464从边缘422连续延伸。面466从面422连续延伸。从而面422,444,466的组合是由边缘420,462,464,422,442,440完全界定的。
钩部分470包括第一凹边缘472和第二凹边缘474。在一些型式中,边缘430在x-y平面内基本上是直的,而边缘472在x-y平面内是弯曲的。在边缘430具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘472具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘430沿x-y平面的曲率半径。在本示例中,边缘472的曲率半径也小于边缘450的曲率半径。仅以举例的方式,边缘472可具有沿x-y平面的、介于约0.020英寸和约0.100英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。
相似地,在一些型式中,边缘432在x-y平面内基本上是直的,而边缘474在x-y平面内是弯曲的。在边缘432具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘474具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘432沿x-y平面的曲率半径。在本示例中,边缘474的曲率半径也小于边缘452的曲率半径。仅以举例的方式,边缘474可具有沿x-y平面的、介于约0.020英寸和约0.100英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。
边缘472,474与远侧边缘410在远侧会聚在尖点478处。边缘472,474也部分地界定钩面476。边缘472从边缘430连续延伸。边缘474从边缘432连续延伸。面476从面432连续延伸。面432,454,476的组合是由边缘430,472,474,432,452,450完全界定的。
应当理解,边缘420,430,422,432,440,450,462,464,472,474和锯齿428,438可用于用刀400进行组织的侧向切割。仅以举例的方式,锯齿428,438可特别有利于切割坚韧组织,诸如肌腱、韧带等。在一个或多个边缘420,430,422,432,440,450,462,464,472,474和/或锯齿428,438切割组织时,对应的面444,454可以有助于远离刀400朝远侧和朝外推动组织。还应当理解,钩部分460,470可协助抓取组织并引导组织朝边缘422,432和锯齿428,438靠近,以进行切割。例如,通过将组织抵靠边缘420,430,422,432,440,450,462,464,472,474和/或锯齿428,438中的任何一个或多个定位,刀400可沿y轴移动、沿z轴移动,绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线进行角运动(图33中的箭头490),和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线进行角运动(图30中的箭头492)。参考本文的教导内容,其他合适的侧向切割动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置处。在一些情况下,刀400在这种侧向切割操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀400在这种侧向切割操作中被激活。
本示例中的刀400还包括侧向呈现的凹的第八面416和侧向呈现的凸的第九面418。如在图34至图37中最清晰地看到,面416,418位于刀400沿z轴的相对两侧上。第八面416的凹陷能够当组织被远侧边缘410从骨上刮下时,允许组织聚集到由第八面416提供的凹槽内。第九面418能够提供钝的凸轮表面,以促进与刀400的钝性分离。还应当理解,第九面418可用于提供凝固。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀400时紧靠出血部位按压第九面418。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
在一些型式中,面416,418具有沿x-z平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,在本示例中面416,418具有沿x-z平面的不同的曲率半径。仅以举例的方式,面416沿x-z平面的曲率半径介于约0.4英寸和约0.6英寸之间;而面418沿x-z平面的曲率半径介于约0.25英寸和约0.45英寸之间。在一些型式中,第八面416和/或第九面418沿x-z平面的曲率沿着面416,418的长度有所不同。作为另一个仅为示例性的示例,第八面416和/或第九面418具有的沿x-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面416,418各自可具有沿x-z平面的不同的曲率半径。
相似地,面416,418可具有沿y-z平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,在本示例中,面416,418具有沿y-z平面的不同的曲率半径。仅以举例的方式,面416沿y-z平面的曲率半径介于约0.4英寸和约0.6英寸之间;而面418沿y-z平面的曲率半径介于约0.25英寸和约0.45英寸之间。在一些型式中,第八面416和/或第九面418沿y-z平面的曲率沿着面416,418的宽度有所不同。作为另一个仅为示例性的示例,第八面416和/或第九面418具有的沿y-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿y-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面416,418各自可具有沿y-z平面的不同的曲率半径。
D.具有Cobb尖端和远侧锯齿的示例性超声刀
图38至图46示出了可容易地结合到器械20,120中的示例性替代超声刀500和波导502。具体地讲,刀500和波导502可代替波导28,128和刀24,132与换能器26,126进行机械和声学耦合。在本示例中,刀500和波导502能够使得最远侧波节(N)刚好定位在刀500近侧。应当理解,该最远侧波节(N)对应于与通过波导502和刀500来传输的共振超声振动相关联的波节。当刀500被超声振动激活时,振动运动可以沿着纵向轴线(LA)。此外,该振动运动可为沿着x-z平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图43中的箭头596)。此外,该振动运动可为沿着x-y平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图40中的箭头598)。因此应当理解,刀500可提供非纵向的共振模式。仅以举例的方式,当刀500被激活从而以超声频率振动时,刀500偏离纵向轴线(LA)的侧向位移与刀500沿着纵向轴线(LA)的纵向位移的比率介于约0.46至约0.55之间。作为另外一种选择,可使用本文所公开的(除了别的比率外)任何其他合适的比率。
本示例中的刀500包括定位在远侧并侧向呈现的第一面512。第一面512由弯曲的远侧边缘510部分地界定。图40至图41示出了边缘510沿x-y平面的曲率。仅以举例的方式,边缘510沿x-y平面的曲率半径介于约0.1英寸和约0.3英寸之间。作为另一个仅为示例性的示例,边缘510,514沿x-y平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械的远侧边缘沿x-y平面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘510,514可具有沿x-y平面的各自不同的曲率半径。如图32所示,远侧边缘510沿y-z平面基本上是平的。
如在图39和图41至图42中同样最清晰地看到,本示例中的远侧边缘510包括凹的锯齿514,在边缘510抵靠组织被拖拽时,该锯齿还可协助组织解剖或分离。尽管在本示例中锯齿514包括三个凹槽,但可使用任何其他合适的凹槽数。此外,尽管在本示例中锯齿514由弧形的凹的凹槽形成,但锯齿514可相反地具有锯齿状构型和/或任何其他合适类型的构型。
如在图43中最清晰地看到,第一面512沿x-z平面限定了与纵向轴线(LA)的角(θ5)。仅以举例的方式,角(θ5)可介于约0度和约10度之间。作为另一个仅为示例性的示例,第一面512可限定与纵向轴线(LA)的角(θ5),该角与由常规骨膜剥离器器械的对应面限定的对应角相同。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的值。还应当理解,第一面512不一定必须沿x-z平面为直的,使得第一面512大体沿角(θ5)延伸。例如,边缘510的中心可沿着限定了与纵向轴线(LA)的角(θ5)的相应直线进行定位,而第一面512的中间部分向外弯曲成凸构型,或向内弯曲成凹构型。第一面512还可沿着y-z平面提供凸构型或凹构型。作为另外一种选择,第一面512沿y-z平面可以是平的。
在本示例中,远侧边缘510用于从骨上刮削组织(例如,肌肉、肌腱、韧带、骨膜等),并且远侧边缘510的曲率半径能够用于在刀500执行这种刮削时阻止刀500刨削骨。这种刮削可包括刀500沿由波导502限定的纵向轴线(LA)在y方向、在z方向的运动、绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图43中的箭头596),和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图40中的箭头598)。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置。参考本文的教导内容,其他合适的刮削动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。锯齿514还可通过促进组织解剖来协助这种刮削操作。在一些情况下,刀500在这种刮削操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀500在这种刮削操作中被激活。还应当理解,第一面512可用作凝固平面。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀500时紧靠出血部位按压第一面512。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
本示例中的刀500还包括一对侧向边缘520,530和另一对侧向边缘522,532。如在图40中最清晰地看到,在本示例中,边缘520,530关于波导502的纵向轴线(LA)对称。具体地讲,边缘520,530各自限定了凸曲线并且被取向成使得边缘520,530之间的距离在x方向上沿着刀500的长度而增大。仅以举例的方式,每个边缘520,530沿x-y平面的曲率半径可介于约0.050英寸和约0.375英寸之间。作为另外一种选择,也可使用任何其他合适的曲率。还应当理解,边缘520,530不一定必须被弯曲,使得边缘520,530可基本上为直的。
在本示例中,边缘522,532也关于波导502的纵向轴线(LA)对称。具体地讲,边缘522,532各自限定了凸曲线并且被取向成使得边缘522,532之间的距离在x方向上沿着刀500的长度而增大。仅以举例的方式,每个边缘522,532沿x-y平面的曲率半径可介于约0.10英寸和约0.25英寸之间。作为另外一种选择,也可使用任何其他合适的曲率。还应当理解,边缘522,532不一定必须被弯曲,使得边缘522,532可基本上为直的。边缘522,532也可具有沿着其长度的至少一部分的尖锐构型。这种尖锐构型可有助于组织解剖,诸如在下文提及的侧向切割动作。
如在图43中最清晰地看到,边缘520沿x-z平面是弯曲的。应当理解,边缘530可相似地弯曲。仅以举例的方式,边缘520,530可各自具有沿x-z平面的、介于约0.4英寸和约0.6英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘520,530可具有沿x-z平面的各自不同的曲率半径。从图43中也可看出,边缘522沿x-z平面也是弯曲的。应当理解,边缘532可相似地弯曲。仅以举例的方式,边缘522,532可各自具有沿x-z平面的、介于约0.3英寸和约0.6英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘522,532可具有沿x-z平面的各自不同的曲率半径。从图43中也可看出,边缘522沿x-z平面的曲率半径与边缘520沿x-z平面的曲率半径不同。在一些其他型式中,边缘520,522可具有沿x-z平面的相同的曲率半径。
边缘520,522部分地界定侧向呈现的第二面524;而边缘530,532部分地界定侧向呈现的第三面534。面524,534沿x-y平面(图40)、沿x-z平面(图43)以及沿y-z平面(图44)被倾斜地取向和/或弯曲。面524,534在刀500沿y轴的相对两侧上。如在图44中最清晰地看到,并且通过比较图40与图41,面524,534被取向为向上并向外。在一些型式中,面524,534是平的。在一些其他型式中,面524,534沿y-z平面是凸的。在其他型式中,面524,534沿y-z平面是凹的。作为另一个仅为示例性的替代形式,面524,534可各自具有至少一个沿y-z平面为凸的区域和至少一个沿y-z平面为凹的区域;或凸区域、凹区域和/或平区域的一些其他组合。
如在图40、图43和图45中最清晰地看到,本示例中的刀500还包括近侧凸边缘540和相邻的近侧边缘542,二者一起部分地界定凸的第四面544。中间边缘580在上文所述的近侧凸边缘540和边缘520之间连续延伸。在一些型式中,中间边缘580在x-y平面内基本上是直的,而边缘540在x-y平面内是弯曲的。在边缘580具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘540具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘580沿x-y平面的曲率半径。沿x-y平面,边缘540的曲率半径可小于、大于或等于边缘520的曲率半径。仅以举例的方式,边缘540可具有沿x-y平面的、介于约0.050英寸和约0.250英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。中间面584从第四面544连续延伸至第二面524。中间面584由上文提及的中间边缘580和另一个在边缘522和边缘542之间连续延伸的中间边缘582部分地界定。
相似地,刀500包括近侧凸边缘550和相邻的近侧边缘552,二者一起部分地界定凸的第五面554。中间边缘590在上文所述的近侧凸边缘550和边缘530之间连续延伸。在一些型式中,中间边缘590在x-y平面内基本上是直的,而边缘550在x-y平面内是弯曲的。在边缘590具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘550具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘590沿x-y平面的曲率半径。沿x-y平面,边缘550的曲率半径可小于、大于或等于边缘530的曲率半径。仅以举例的方式,边缘550可具有沿x-y平面的、介于约0.050英寸和约0.250英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。中间面594从第四面554连续延伸至第二面534。中间面594由上文提及的中间边缘590和另一个在边缘532和边缘552之间连续延伸的中间边缘592部分地界定。
本示例的刀500还包括一对在远侧边缘510相对的两端部上的远侧凹槽部分560,570。凹槽部分560包括第一凹边缘562和第二凹边缘564。边缘562沿x-y平面的曲率半径可小于、大于或等于边缘520沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘562可具有沿x-y平面的、介于约0.01英寸和约0.05英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。相似地,边缘564沿x-y平面的曲率半径可小于、大于或等于边缘522沿x-y平面的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。
边缘562,564与远侧边缘510在远侧会聚。边缘562,564也部分地界定远侧凹槽面566。边缘562从边缘520连续延伸。边缘564从边缘522连续延伸。面566从面522连续延伸。从而面522,544,584,564的组合是由边缘520,562,564,522,582,542,540,580完全界定的。
凹槽部分570包括第一凹边缘572和第二凹边缘574。边缘572沿x-y平面的曲率半径可小于、大于或等于边缘530沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘572可具有沿x-y平面的、介于约0.01英寸和约0.05英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。相似地,边缘574沿x-y平面的曲率半径可小于、大于或等于边缘532沿x-y平面的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。
边缘572,574与远侧边缘510在远侧会聚。边缘572,574也部分地界定远侧凹槽面576。边缘572从边缘530连续延伸。边缘574从边缘532连续延伸。面576从面532连续延伸。从而面532,554,594,574的组合是由边缘530,572,574,532,592,552,550,590完全界定的。
应当理解,边缘520,530,522,532,540,550,562,564,572,574,582,592可用于用刀500进行组织的侧向切割。在一个或多个边缘520,530,522,532,540,550,562,564,572,574,582,592切割组织时,对应的面544,554可以有助于远离刀500朝远侧和朝外推动组织。还应当理解,凹槽部分560,570可协助切割相对于刀500位于远侧的组织;而面566,576还可将切下的组织朝远侧并向外远离刀500推动。仅以举例的方式,通过将组织抵靠边缘520,530,522,532,540,550,562,564,572,574,582,592中的任何一个或多个定位时,刀500可沿y轴移动、沿z轴移动,绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线进行角运动(图43中的箭头596),和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线进行角运动(图40中的箭头598)。参考本文的教导内容,其他合适的侧向切割动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置处。在一些情况下,刀500在这种侧向切割操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀500在这种侧向切割操作中被激活。
本示例中的刀500还包括侧向呈现的凹的第八面516和侧向呈现的凸的第九面518。如在图44至图46中最清晰地看到,面516,518在刀500沿z轴的相对两侧上。如在图39和图41至图42中也可以看出,远侧边缘510上由凹槽形成的锯齿514也延伸到面518中。第八面516的凹陷能够当组织被远侧边缘510从骨上刮下时,允许组织聚集到由第八面516提供的凹槽内。第九面518能够提供钝的凸轮表面,以促进与刀500的钝性分离。还应当理解,第九面518可用于提供凝固。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀500时紧靠出血部位按压第九面518。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
在一些型式中,面516,518具有沿x-z平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,在本示例中,面516,518具有沿x-z平面的不同的曲率半径。仅以举例的方式,面516沿x-z平面的曲率半径介于约0.4英寸和约0.6英寸之间;而面518沿x-z平面的曲率半径介于约1.0英寸和约2.0英寸之间。在一些型式中,第八面516和/或第九面518沿x-z平面的曲率沿着面516,518的长度有所不同。作为另一个仅为示例性的示例,第八面516和/或第九面518具有的沿x-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面516,518可具有沿x-z平面的各自不同的曲率半径。
相似地,面516,518可具有沿y-z平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,在本示例中,面516,518具有沿y-z平面的不同的曲率半径。仅以举例的方式,面516沿y-z平面的曲率半径介于约0.4英寸和约0.6英寸之间;而面518沿y-z平面的曲率半径介于约0.25英寸和约0.45英寸之间。在一些型式中,第八面516和/或第九面518沿y-z平面的曲率沿着面516,518的宽度有所不同。作为另一个仅为示例性的示例,第八面516和/或第九面518具有的沿y-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿y-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面516,518可具有沿y-z平面的各自不同的曲率半径。
E.具有Cobb尖端与上部和下部近侧凹槽的示例性超声刀
图47至图55示出了可容易地结合到器械20,120中的示例性替代超声刀600和波导602。具体地讲,刀600和波导602可代替波导28,128和刀24,132与换能器26,126进行机械和声学耦合。波导602包括平面606,其能够并定位用于提供刀600的适当声学调谐。在本示例中,刀600和波导602能够使得最远侧波节(N)恰好定位在刀600的近侧。应当理解,该最远侧波节(N)对应于与通过波导602和刀600来传输的共振超声振动相关联的波节。当刀600被超声振动激活时,振动运动可以沿着纵向轴线(LA)。此外,该振动运动可为沿着x-z平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图52中的箭头690)。此外,该振动运动可为沿着x-y平面、绕着在最远侧波节(N)处穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图49中的箭头692)。因此应当理解,刀600可提供非纵向的共振模式。仅以举例的方式,当刀600被激活从而以超声频率振动时,刀600偏离纵向轴线(LA)的侧向位移与刀600沿着纵向轴线(LA)的纵向位移的比率介于约0.60至约0.65之间。作为另外一种选择,可使用本文所公开的(除了别的比率外)任何其他合适的比率。
本示例的刀600包括定位在远侧并侧向呈现的第一面612。第一面612由弯曲的远侧边缘610和弯曲的近侧边缘614部分地界定。图49至图50示出了边缘610,614沿x-y平面的曲率。在一些型式中,边缘610,614具有沿x-y平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,在本示例中,边缘610,614具有沿x-y平面的不同的曲率半径。仅以举例的方式,边缘610沿x-y平面的曲率半径介于约0.10英寸和约0.25英寸之间;而边缘614沿x-y平面的曲率半径介于约0.180英寸和约0.300英寸之间。作为另一个仅为示例性的示例,边缘610,614沿x-y平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械的远侧边缘沿x-y平面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘610,614各自可具有沿x-y平面的不同的曲率半径。
图51示出了远侧边缘610沿y-z平面的轮廓。在本示例中,远侧边缘610沿y-z平面是平的。在一些其他型式中,远侧边缘610具有沿y-z平面的非零曲率半径。近侧边缘614、远侧边缘610和/或第一面612可具有沿y-z平面的相同曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿y-z平面的任何其他合适的曲率半径。还应当理解,边缘610,614和第一面612沿y-z平面可以是平的。
如在图52中最清晰地看到,第一面612沿x-z平面限定了与纵向轴线(LA)的角(θ7)。仅以举例的方式,角(θ7)可介于约0度和约10度之间。作为另一个仅为示例性的示例,第一面612可限定与纵向轴线(LA)的角(θ7),该角与由常规骨膜剥离器器械的对应面限定的对应角相同。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的值。还应当理解,第一面612不一定必须沿x-z平面为直的,使得第一面612大体沿角(θ7)延伸。例如,每个边缘610,614的中心可沿着限定了与纵向轴线(LA)的角(θ7)的相应直线进行定位,而第一面612的中间部分向外弯曲成凸构型,或向内弯曲成凹构型。第一面612还可沿着y-z平面提供凸构型或凹构型。作为另外一种选择,第一面612沿y-z平面可以是平的。
在本示例中,远侧边缘610用于从骨上刮削组织(例如,肌肉、肌腱、韧带、骨膜等),并且远侧边缘610的曲率半径能够用于在刀600执行这种刮削时阻止刀600刨削骨。这种刮削可包括刀600沿由波导602限定的纵向轴线(LA)在y方向、在z方向的运动、绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线的角运动(图52中的箭头690),和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线的角运动(图49中的箭头692)。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置。参考本文的教导内容,其他合适的刮削动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在一些情况下,刀600在这种刮削操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀600在这种刮削操作中被激活。还应当理解,第一面612可用作凝固平面。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀600时紧靠出血部位按压第一面612。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
本示例中的刀600还包括从边缘614朝近侧延伸的一对侧向边缘620,630和从边缘610朝近侧延伸的另一对侧向边缘622,632。如在图49中最清晰地看到,在本示例中,边缘622,632关于波导602的纵向轴线(LA)对称。具体地讲,边缘622,632各自沿x-y平面限定了与纵向轴线(LA)的相同角(θ6),并且被取向成使得边缘622,632之间的距离在x方向上沿着刀600的长度而增大。仅以举例的方式,角(θ6)可介于约15度和约25度之间。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的值。还应当理解,边缘622,632不一定必须为直的,使得边缘622,632大体沿角(θ6)延伸。例如,每个边缘622,632的远侧和近侧端部可沿着限定了与纵向轴线(LA)的角(θ6)的相应直线进行定位,而每个边缘622,632的中间部分沿x-y平面向外弯曲成凸构型,或向内弯曲成凹构型。
在本示例中,边缘620,630也关于波导602的纵向轴线(LA)对称。具体地讲,边缘620,630各自沿x-y平面限定了与纵向轴线(LA)的相同角,并且被取向成使得边缘620,630之间的距离在x方向上沿着刀600的长度而增大。仅以举例的方式,沿x-y平面限定在每个边缘620,630和纵向轴线(LA)之间的角可介于约20度和约30度之间。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的值。还应当理解,边缘620,630不一定必须为直的。例如,每个边缘620,630的远侧和近侧端部可沿着限定了与纵向轴线(LA)的角的相应直线进行定位,而每个边缘620,630的中间部分沿x-y平面向外弯曲成凸构型,或向内弯曲成凹构型。
边缘620,622部分地界定侧向呈现的第二面624;而边缘630,632部分地界定侧向呈现的第三面634。面624,634在刀600沿y轴的相对两侧上。面624,634沿x-y平面(图49)、沿x-z平面(图52)以及沿y-z平面(图53)被倾斜地取向和/或弯曲。边缘620,622在远侧会聚在远侧边缘610的一个端部处;而边缘630,632在远侧会聚在远侧边缘610的另一个端部处。边缘610,614也汇聚并终止于边缘620,622汇聚并终止以及边缘630,632汇聚并终止的相同位置。因此,第一面612是由边缘610,614完全界定的。如在图53中最清晰地看到,并且通过比较图49与图50,面624,634被取向为向上并向外。在一些型式中,面624,634是平的。在一些其他型式中,面624,634沿y-z平面是凸的。在其他型式中,面624,634沿y-z平面是凹的。作为另一个仅为示例性的替代形式,面624,634可各自具有至少一个沿y-z平面为凸的区域和至少一个沿y-z平面为凹的区域;或凸区域、凹区域和/或平区域的一些其他组合。
如在图49、图52和图54中最清晰地看到,本示例中的刀600还包括近侧凸边缘640和相邻的近侧边缘642,二者一起部分地界定凸的第四面644。近侧凸边缘640从如上所述的边缘620连续延伸。在一些型式中,边缘620在x-y平面内基本上是直的,而边缘640在x-y平面内是弯曲的。在边缘620具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘640具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘620沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘640可具有沿x-y平面的、介于约0.01英寸和约0.10英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。第四面644从第二面624连续延伸。从而面624,644的组合是由边缘620,622,642,640完全界定的。
相似地,刀600包括近侧凸边缘650和相邻的近侧边缘652,二者一起部分地界定凸的第五面654。近侧凸出边缘650从如上所述的边缘630连续延伸。在一些型式中,边缘620在x-y平面内基本上是直的,而边缘650在x-y平面内是弯曲的。在边缘630具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘650具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘630沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘650可具有沿x-y平面的、介于约0.01英寸和约0.10英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。第四面654从第二面632连续延伸。从而面632,654的组合是由边缘630,632,652,650完全界定的。
如在图48、图50、图52和图54中最清晰地看到,刀600的下侧包括在本示例中关于波导602的纵向轴线(LA)对称的一对侧向边缘660,670。具体地讲,边缘660,670各自沿x-y平面限定了与纵向轴线(LA)的相同角,并且被取向成使得边缘660,670之间的距离在x方向上沿着刀600的长度而增大。仅以举例的方式,沿x-y平面限定在每个边缘660,670和纵向轴线(LA)之间的角可介于约30度和约60度之间。在一些情况下,边缘660,670的角与边缘620,630的角相同。作为另外一种选择,可使用任何其他合适的值。还应当理解,边缘660,670不一定必须为直的。例如,每个边缘660,670的远侧和近侧端部可沿着限定了与纵向轴线(LA)的角的相应直线进行定位,而每个边缘660,670的中间部分沿x-y平面向外弯曲成凸构型,或向内弯曲成凹构型。
边缘660,622部分地界定侧向呈现的第六面664;而边缘670,632部分地界定侧向呈现的第七面674。面664,674在刀600沿y轴的相对两侧上。边缘660,622在远侧会聚在远侧边缘610的一个端部处;而边缘670,632在远侧会聚在远侧边缘610的另一个端部处。如在图48和图53中最清晰地看到,面664,674被取向为向下并向外。在一些型式中,面664,674是平的。在一些其他型式中,面664,674沿y-z平面是凸的。在其他型式中,面664,674沿y-z平面是凹的。作为另一个仅为示例性的替代形式,面664,674可各自具有至少一个沿y-z平面为凸的区域和至少一个沿y-z平面为凹的区域;或凸区域、凹区域和/或平区域的一些其他组合。
从图48、图50、图52和图54也可看出,刀600的下侧还包括近侧凸边缘680和相邻的近侧边缘682。过渡边缘646在边缘682和边缘622之间延伸。如在图53至图54中最清晰地看到,边缘622,646基本上是尖锐的。近侧凸边缘680从如上所述的边缘660连续延伸。边缘680,682,646一起部分地界定凸的第八面684。在一些型式中,边缘660在x-y平面内基本上是直的,而边缘680在x-y平面内是弯曲的。在边缘660具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘680具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘660沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘680可具有沿x-y平面的、介于约0.020英寸和约0.080英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。第八面684从第六面664连续延伸。从而面664,684的组合是由边缘622,660,680,682,646完全界定的。
相似地,刀600的下侧包括近侧凸边缘690和相邻的近侧边缘692。过渡边缘656在边缘692和边缘632之间延伸。如在图53至图54中最清晰地看到,边缘632,656基本上是尖锐的。近侧凸边缘690从如上所述的边缘670连续延伸。边缘690,692,656一起部分地界定凸的第九面694。在一些型式中,边缘660在x-y平面内基本上是直的,而边缘690在x-y平面内是弯曲的。在边缘670具有沿x-y平面的曲率半径的型式中,边缘690具有的沿x-y平面的曲率半径小于边缘670沿x-y平面的曲率半径。仅以举例的方式,边缘690可具有沿x-y平面的、介于约0.020英寸和约0.080英寸之间的曲率半径。作为另外一种选择,可以使用沿x-y平面的任何其他合适的曲率半径。第九面694从第七面674连续延伸。从而面674,694的组合是由边缘632,670,690,692,656完全界定的。
应当理解,边缘620,630,622,632,640,646,650,656可用于用刀600进行组织的侧向切割。在一个或多个边缘620,630,622,632,640,646,650,656切割组织时,对应的面644,654,684,694可以有助于远离刀600朝远侧和朝外推动组织。例如,通过将组织抵靠边缘620,630,622,632,640,646,650,656中的任何一个或多个定位,刀600可以沿y轴移动、沿z轴移动、绕着穿过纵向轴线(LA)的俯仰轴线进行角运动(图52中的箭头690)和/或绕着穿过纵向轴线(LA)的偏航轴线进行角运动(图49中的箭头692)。参考本文的教导内容,其他合适的侧向切割动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。该俯仰轴线和/或偏航轴线可定位在沿纵向轴线(LA)手术员握住该器械的位置处。在一些情况下,刀600在这种侧向切割操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀600在这种侧向切割操作中被激活。
本示例中的刀600还包括侧向呈现的凹的第十面616和侧向呈现的凸的第十一面616。如在图53至图55中最清晰地看到,面616,618在刀600沿z轴的相对两侧上。第十面616的凹陷能够当组织被远侧边缘610从骨上刮下时,允许组织聚集到由第十面616提供的凹槽内。第十一面616能够提供钝的凸轮表面,以促进与刀600的钝性分离。还应当理解,第十一面616可用于提供凝固。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀600时紧靠出血部位按压第十一面616。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
在一些型式中,面616,618具有沿x-z平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,在本示例中,面616,618具有沿x-z平面的不同的曲率半径。仅以举例的方式,面616沿x-z平面的曲率半径介于约0.40英寸和约0.60英寸之间;而面618沿x-z平面的曲率半径介于约1.0英寸和约1.5英寸之间。在一些型式中,第十面616和/或第十一面616沿x-z平面的曲率沿着面616,618的长度有所不同。作为另一个仅为示例性的示例,第十面616和/或第十一面616具有的沿x-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿x-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面616,618各自可具有沿x-z平面的不同的曲率半径。
相似地,面616,618可具有沿y-z平面的相同的曲率半径。作为另外一种选择,在本示例中,面616,618具有沿y-z平面的不同的曲率半径。仅以举例的方式,面616沿y-z平面的曲率半径介于约0.40英寸和约0.60英寸之间;而面618沿y-z平面的曲率半径介于约0.25英寸和约0.45英寸之间。在一些型式中,第十面616和/或第十一面616沿y-z平面的曲率沿着面616,618的宽度有所不同。作为另一个仅为示例性的示例,第十面616和/或第十一面616具有的沿y-z平面的曲率可与常规骨膜剥离器器械对应面的曲率相同。作为另外一种选择,可以使用沿y-z平面的任何其他合适的一个或多个曲率半径。还应当理解,面616,618可具有沿y-z平面的各自不同的曲率半径。
F.具有侧向扇形特征结构的示例性超声刀
图56至图58示出了可容易地结合到器械20,120中的示例性替代超声刀700和波导702。具体地讲,刀700和波导702可代替波导28,128和刀24,132与换能器26,126进行机械和声学耦合。本示例中的刀700包括弯曲的远侧边缘710。如在图57中最清晰地看到,在本示例中远侧边缘710基本上是尖锐的,然而应当理解,作为另外一种选择,远侧边缘710可以是钝的。远侧边缘710可用于从骨上刮削组织(例如,肌肉、肌腱、韧带,骨膜等)。在一些型式中,远侧边缘717能够在这种刮削期间避免刨削骨。参考本文的教导内容,各种合适的刮削动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在一些情况下,刀700在这种刮削操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀700在这种刮削操作中被激活。
远侧边缘710朝近侧终止于一对侧向走向的扇形720,730。每个扇形720,730是由向内指向的凹边缘722,732限定的。在本示例中,每个凹边缘722,732大体是尖锐的。应当理解,边缘722,732可用于用刀700进行组织的侧向切割。仅以举例的方式,扇形720,730可特别有利于切割坚韧组织,诸如肌腱、韧带等。参考本文的教导内容,各种合适的侧向切割动作对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在一些情况下,刀700在这种侧向切割操作中未被超声激活。在一些其他情况下,刀700在这种侧向切割操作中被激活。一对凸边缘740,750从相应的凹边缘720,730朝近侧延伸。应当理解的是,每个边缘710,722,732,740,750可具有任何合适的曲率半径。参考本文的教导内容,各种合适的曲率半径对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。
如在图57至图58中最清晰地看到,本示例中的刀700还包括凹的内表面716和凸的外表面718。每个表面716,718可具有任何合适的曲率半径。参考本文的教导内容,各种合适的曲率半径对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。内表面716的凹陷能够当组织被远侧边缘710从骨上刮下时,允许组织聚集到由内表面716提供的凹槽内。外表面718能够提供钝的凸轮表面,以促进与刀700的钝性分离。还应当理解,外表面718可用于提供凝固。换句话讲,当手术员遇到手术部位组织出血时,可以在激活刀700时紧靠出血部位按压外表面718。这可以使出血部位/组织凝固或将其封闭。
IV.杂项
应当理解,本文所述的任何型式的器械还可包括除上述那些之外或作为上述那些的替代的各种其他特征结构。仅以举例的方式,本文所述的任何器械还可包括以引用方式并入本文的各种参考文献任何一者中公开的各种特征结构中的一种或多种。还应当理解,本文的教导内容可容易地应用于本文所引用的任何其他参考文献中所述的任何器械,使得本文的教导内容可容易地以多种方式与本文所引用的任何参考文献中的教导内容组合。可与本文的教导相结合的其他类型的器械对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。
还应当理解,本文提及的值的任何范围应理解为包括该范围的上限和下限。例如,被表达为“介于约1.0英寸和约1.5英寸之间”的范围应理解为除了包括上限和下限之间的值外,还包括约1.0英寸和约1.5英寸。
应当理解,所述以引用的方式并入本文中的任何专利、出版物或其他公开材料,无论是全文或部分,仅在所并入的材料与本公开中给出的定义、陈述或者其他公开材料不冲突的范围内来并入本文。由此,在必要程度下,本文所明确阐述的公开内容将会取代以引用的方式并入本文中的任何相冲突的材料。如果据述以引用的方式并入本文但与本文所述现有定义、陈述或者其他公开材料相冲突的任何材料或其部分,仅在所并入的材料与现有公开材料之间不产生冲突的程度下并入本文。
上文所述装置型式可适用于医学专家所执行的常规医疗处理和手术中,并且可适用于机器人辅助的医疗处理和手术中。仅以举例的方式,本文的各种教导内容可易于结合到诸如由Surgical,Inc.,ofSunnyvale,California提供的DAVINCITM***的机器人外科***中。相似地,本领域的普通技术人员将认识到,本文的各种教导内容可易于与2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgical Tool withUltrasound Cauterizing and Cutting Instrument“的美国专利6,783,524的各种教导内容相结合,该专利的公开内容以引用方式并入本文。
上文所述型式可设计为在单次使用后丢弃,或者它们可设计为能够使用多次。在上述任一种或两种情况下,都可针对这些型式进行修复,以便在使用至少一次后重复使用。修复可包括以下步骤的任何组合:拆卸装置,然后清洗或者更换特定部件,并且随后重新组装。具体地讲,可拆卸所述装置中的一些型式,并可选择性地以任何组合的形式更换或者移除所述装置中任何数量的特定件或部件。清洗和/或替换特定部件后,该装置的一些型式可在修复设施处重新组装或者在即将进行手术前由手术员重新组装以便随后使用。本领域的技术人员将会知道,装置修复可利用多种技术进行拆卸、清洗/更换以及重新组装。此类技术的使用和所得修复装置全都在本发明的范围内。
仅以举例方式,本文所述型式可在手术之前和/或之后进行消毒。在一种消毒技术中,装置放置在闭合并密封的容器、诸如塑料袋或TYVEK袋中。随后,可将容器和装置放置在可穿透容器的诸如γ辐射、X射线或高能电子等的辐射场中。辐射可杀死装置上和容器中的细菌。消毒后的装置随后可存放在消毒容器中,以备以后使用。还可使用在本领域中已知的任何其他技术进行装置消毒,所述技术包括但不限于β或γ辐射、环氧乙烷或者蒸汽消毒。
尽管已在本发明中示出并描述了多个实施例,但是本领域的普通技术人员可在不脱离本发明的范围的前提下进行适当修改以对本文所述的方法和***进行进一步改进。已经提及若干此类潜在修改形式,并且其他修改形式对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。例如,上文所讨论的示例、实施例、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等等均是示例性的而非所要求的。因此,本发明的范围应以以下权利要求书作考虑,并且应理解为不限于说明书和附图中示出并描述的结构以及操作细节。
Claims (20)
1.一种超声器械,包括:
(a)超声换能器,其中所述超声换能器能够操作以将电力转换成超声振动;
(b)声波导,所述声波导与所述超声换能器进行声通信,其中所述声波导限定纵向轴线;和
(c)超声刀,所述超声刀与所述声波导进行声通信,使得所述超声换能器能够操作以通过所述声波导来驱动所述超声刀进行超声振动;
其中所述超声刀包括一对倾斜延伸的边缘,其中所述倾斜延伸的边缘偏离所述纵向轴线并沿着相对于所述声波导朝远侧延伸的相应路径偏离彼此;
其中所述超声刀还包括定位在所述倾斜延伸的边缘之间的凹表面。
2.根据权利要求1所述的超声器械,其中所述倾斜延伸的边缘沿着相对于所述声波导朝远侧延伸的弯曲路径倾斜延伸。
3.根据权利要求1所述的超声器械,其中所述超声刀还包括在所述倾斜延伸的边缘之间延伸的凸状弯曲远侧边缘。
4.根据权利要求3所述的超声器械,其中所述超声刀还包括从所述远侧边缘朝近侧延伸的第一侧向呈现表面。
5.根据权利要求4所述的超声器械,其中所述凹表面位于所述第一侧向呈现表面近侧。
6.根据权利要求5所述的超声器械,其中所述第一侧向呈现表面是平的。
7.根据权利要求5所述的超声器械,其中所述第一侧向呈现表面具有沿着由第一半径限定的第一平面的曲率,其中所述凹表面具有沿着由第二半径限定的第二平面的曲率,其中所述第一平面和所述第二平面是平行的,其中所述第一半径大于所述第二半径。
8.根据权利要求5所述的超声器械,其中所述凹表面部分地由所述对倾斜延伸的边缘界定。
9.根据权利要求4所述的超声器械,其中所述第一侧向呈现表面相对于所述纵向轴线以斜角取向,使得随着所述第一侧向呈现表面相对于所述声波导朝远侧延伸,所述第一侧向呈现表面偏离所述纵向轴线。
10.根据权利要求3所述的超声器械,其中所述远侧边缘包括锯齿状区域。
11.根据权利要求1所述的超声器械,还包括一对倾斜取向的表面,其中所述倾斜取向的表面中的每个表面与所述倾斜延伸的边缘中相应的一个边缘相邻,其中所述凹表面被定位在所述倾斜取向的表面之间。
12.根据权利要求11所述的超声器械,其中所述倾斜取向的表面沿着至少两个正交平面倾斜取向,所述至少两个正交平面是基于所述纵向轴线的。
13.根据权利要求11所述的超声器械,还包括一对近侧凹表面,其中每个近侧凹表面与所述倾斜取向的表面中相应的一个表面相连并且位于其近侧,其中所述倾斜取向的表面中的每个表面面向侧向和近侧,其中所述近侧凹表面中的每个表面面向侧向和远侧。
14.根据权利要求1所述的超声器械,其中所述倾斜延伸的边缘包括锯齿状区域。
15.根据权利要求1所述的超声器械,其中所述超声刀还包括向外延伸的一对钩部分。
16.根据权利要求1所述的超声器械,其中所述超声换能器、所述声波导和所述超声刀能够以非纵向共振模式提供所述刀的超声振动,使得所述超声刀能够以侧向位移振动离开所述纵向轴线。
17.根据权利要求16所述的超声器械,其中所述超声换能器、所述声波导和所述超声刀能够以介于约0.46至约0.80之间的侧向位移与纵向位移的比率提供所述刀的超声振动。
18.根据权利要求1所述的超声器械,其中所述超声刀还包括:
(i)第一凹陷区域,所述第一凹陷区域位于所述倾斜延伸的边缘中的第一边缘上方,
(ii)第二凹陷区域,所述第二凹陷区域位于所述倾斜延伸的边缘中的所述第一边缘下方,使得所述倾斜延伸的边缘中的所述第一边缘将所述第一凹陷区域和所述第二凹陷区域分开,
(iii)第三凹陷区域,所述第三凹陷区域位于所述倾斜延伸的边缘中的第二边缘上方,和
(iv)第四凹陷区域,所述第四凹陷区域位于所述倾斜延伸的边缘中的所述第二边缘下方,使得所述倾斜延伸的边缘中的所述第二边缘将所述第三凹陷区域和所述第四凹陷区域分开。
19.一种超声器械,包括:
(a)超声换能器,其中所述超声换能器能够操作以将电力转换成超声振动;
(b)声波导,所述声波导与所述超声换能器进行声通信,其中所述声波导限定纵向轴线;和
(c)超声刀,所述超声刀与所述声波导进行声通信,使得所述超声换能器能够操作以通过所述声波导来驱动所述超声刀进行超声振动,其中所述超声刀包括:
(i)第一侧,其相对于所述纵向轴线倾斜延伸,
(ii)第二侧,其相对于所述纵向轴线倾斜延伸,其中所述第一侧和所述第二侧沿着第一平面朝远侧偏离彼此,使得沿着所述第一平面,所述超声刀的远侧部分比所述超声刀的近侧部分宽,和
(iii)远侧边缘,其中所述远侧边缘从所述纵向轴线偏离。
20.一种超声器械,包括:
(a)超声换能器,其中所述超声换能器能够操作以将电力转换成超声振动;
(b)声波导,所述声波导与所述超声换能器进行声通信,其中所述声波导限定纵向轴线;和
(c)超声刀,所述超声刀与所述声波导进行声通信,使得所述超声换能器能够操作以通过所述声波导来驱动所述超声刀进行超声振动,其中所述超声刀包括:
(i)远侧边缘,其中所述远侧边缘沿着第一平面是弯曲的,
(ii)第一侧向呈现表面,其中所述第一侧向呈现表面具有沿着所述第一平面的凹曲率,其中所述第一侧向呈现表面还具有沿着第二平面的凹曲率,和
(iii)第二侧向呈现表面,其中所述第二侧向呈现表面具有沿着所述第一平面的凸曲率,其中所述第二侧向呈现表面还具有沿着所述第二平面的凸曲率;
其中沿着所述第一平面,所述超声刀的远侧部分比所述超声刀的近侧部分宽。
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