具有增益台阶的超声手术刀和器械制造技术

一种具有增益台阶的超声手术刀和器械。在超声手术刀主体的任何半波长中，刀主体具有第一振动波腹、振动波节、第二振动波腹和增益台阶。所述增益台阶位于第二振动波腹和第一振动波腹之间。所述增益台阶与所述振动波节间隔一增益台阶距离，该增益台阶距离大于在第二振动波腹和第一振动波腹之间的距离的５％。所述器械包括所述刀、具有超声换能器的手持件和超声传输杆，该超声传输杆的近端可操作地连接到所述超声换能器，超声传输杆的远端致动所述刀。在一个选择中，第一振动波腹是远侧末端，增益台阶位于振动波节和远侧末端之间，从而导致刀有效长度的增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的涉及超声手术刀(blade)和包括超声手术刀的超声手术器械，尤其涉及具有增益台阶的超声手术刀和超声手术器械。
技术介绍
已知的超声手术器械包括超声手术刀。已知的超声手术器械的手持件包括超声换能器，该超声换能器由超声发生器通过电缆提供动力。所述器械的超声传输杆具有近端和远端，其中近端可操作地连接到超声换能器。超声手术刀由超声传输杆的远端致动。已知的刀形状包括直刀和弯曲刀，并且包括关于纵向轴线或关于刀的弯曲中心线对称和不对称的刀。已知的超声手术刀是圆柱形刀，其具有远侧末端、最远侧振动波节(振动波节是基本上零位移的点)和第二最远侧振动波腹(振动波腹是相对于半波中所有其它点的最大位移的点)，其中最远侧振动波腹是远侧末端。刀的纵向超声振动在所接触的组织中产生运动和热量，其中热量主要提供刀切割和/或凝固患者组织的手段。该刀具有位于离最远侧振动波节一段距离的增益台阶，由于使增益台阶靠近最远侧振动波节定位使振幅增益最大化，因此所述距离小于在远侧末端和第二最远侧振动波腹之间的距离的5％。已知的刀包括从第二最远侧振动波腹到最远侧振动波节的较大直径的几何正圆柱体。已知的刀包括从最远侧振动波节到远侧末端的较小直径的几何正圆柱体。直径的变化为刀的较小直径截面提供了振幅的增益，当增益台阶位于波节处时，所述振幅增益等于较大直径刀截面与较小直径刀截面的横截面积的比。超声手术刀的有效长度由申请人定义为从远侧末端到振幅(即纵向振幅)下降到末端的幅值的50％的距离。刀在其有效长度之外被认为是无用的。在大约55.5kHz的共振频率下直圆柱钛杆的有效长度大约为15mm。在塑料的超声焊接中已知的是提供一种具有增益台阶的超声焊条，所述增益台阶例如为较大和较小焊条直径之间的不连续，该增益台阶位于焊头(welding horn)的最远侧振动波节和远端之间，并且与焊条的最远侧振动波节间隔一段距离，该距离小于焊条的第二最远侧振动波腹和远端之间的距离的5％。在塑料的超声焊接中还已知的是提供一种带有孔或狭槽的超声焊条，以提供纵向振幅的增益。所需的是一种改进的超声手术刀以及一种改进的超声手术器械，该器械包括具有较长或较短的有效长度的超声手术刀。
技术实现思路
本专利技术的实施方案的第一种表现方式是包括超声手术刀主体的超声手术刀。所述超声手术刀主体具有作为最远侧振动波腹的远侧末端、具有最远侧振动波节、具有第二最远侧振动波腹并且具有增益台阶。所述增益台阶位于第二最远侧振动波腹和远侧末端之间，并且所述增益台阶与最远侧振动波节间隔一增益台阶距离，该增益台阶距离大于在第二最远侧振动波腹和远侧末端之间的距离的5％。本专利技术的实施方案的第二种表现方式是一种超声手术器械，该超声手术器械包括手持件、超声传输杆和超声手术刀。所述手持件包括超声换能器。所述超声传输杆具有近端和远端，其中所述近端可操作地连接到所述超声换能器。所述超声手术刀由所述远端致动并且包括超声手术刀主体。所述超声手术刀主体具有作为最远侧振动波腹的远侧末端、具有最远侧振动波节、具有第二最远侧振动波腹并且具有增益台阶。所述增益台阶位于第二最远侧振动波腹和远侧末端之间，并且所述增益台阶与最远侧振动波节间隔一增益台阶距离，该增益台阶距离大于在第二最远侧振动波腹和远侧末端之间的距离的5％。本专利技术的实施方案的第三种表现方式是包括超声手术刀主体的超声手术刀。在所述超声手术刀主体的任何半波长中，所述超声手术刀主体具有第一振动波腹、振动波节、第二振动波腹和增益台阶。所述增益台阶位于第二振动波腹和第一振动波腹之间。所述增益台阶与所述振动波节间隔一增益台阶距离，该增益台阶距离大于在第二振动波腹和第一振动波腹之间的距离的5％。从本专利技术的实施方案的一个或多个表现方式可以获得若干益处和优点。申请人发现，与传统上所教导的相比，使具有大于单位增益的增益的增益台阶(即放大台阶)定位成朝着远侧末端更远离最远侧振动波节可进一步增加超声手术刀的有效长度，即使振幅增益小于在传统上使增益台阶定位成更靠近最远侧振动波节的时候。申请人确定，与传统上所教导的相比，使增益台阶定位成朝着第二最远侧振动波腹更远离最远侧振动波节将缩短超声手术刀的半波长。申请人还确定，超声手术刀的有效和半波长的这种变化还由具有小于单位增益的增益的增益台阶(即衰减台阶)产生，但是若衰减台阶导致有效长度的减小，相同位置的放大台阶将导致有效长度的增加，若衰减台阶导致有效长度的增加，相同位置的放大台阶将导致有效长度的减小。本领域的技术人员可以理解，能够加长或缩短超声手术刀的有效长度为特定手术应用提供了优点。本专利技术并不受到限定，可应用于机器人辅助手术。附图说明图1是一种超声手术器械的第一实施方案的示意图，该超声手术器械包括本专利技术的超声手术刀的第一实施方案；图2是图1的超声手术刀的包括远侧末端的最远侧半波长的纵向剖视图；图3是图1的手术刀的第二实施方案的包括远侧末端的最远侧半波长的纵向剖视图；和图4是图1的手术刀的第三实施方案的包括远侧末端的最远侧半波长的纵向剖视图。具体实施例方式在具体解释本专利技术之前，应当注意的是，本专利技术并不局限于在附图和说明书中所例举之部件的构造和布置的细节的应用或使用。本专利技术的示例性实施例可以在其它实施例、变化和改进中被实现或被结合，并且可以以各种方式实施或执行。此外，除非另外指出，在此使用的术语和表达被选择成为了方便读者而描述本专利技术的示例性实施例，并不是为了限定本专利技术。应当理解，一个实施方案、多个实施例等的一个或多个下述表现方式可以与一个实施方案、多个实施例等的一个或多个其它下述表现方式结合。例如(而非限定性地)减小半径的增益特征可以与孔的增益特征结合。现在参考附图，图1-2示出了本专利技术的第一实施方案。图1-2的第一实施方案的第一种表现方式是包括超声手术刀主体12的超声手术刀10，所述超声手术刀主体具有作为最远侧振动波腹(振动波腹是相对于半波中所有其它点的最大位移的点)的远侧末端14、具有最远侧振动波节16(振动波节是基本上零位移的点)、具有第二最远侧振动波腹18并且具有增益台阶20。增益台阶20被布置在第二最远侧振动波腹18和远侧末端14之间，并且与最远侧振动波节16间隔增益台阶距离22，该增益台阶距离大于在第二最远侧振动波腹18和远侧末端14之间的距离24的5％。在图1-2的第一实施方案的第一种表现方式的一个实施中，增益台阶距离22在第二最远侧振动波腹18和远侧末端14之间的距离24的大致25％至大致45％之间。利用本专利技术对增益台阶20的位置的教导，本领域的普通技术人员可以建立解析刀模型并且使用计算机程序评估它们，以优化超声手术刀的增加或减小有效长度与纵向超声振动的增加或减小幅度之间的设计权衡，以用于将增益台阶20定位成沿远侧末端14的方向或沿第二最远侧振动波腹18的方向基本上离开最远侧振动波节16。在图1-2的第一实施方案的第一种表现方式的一个例子中，在第二最远侧振动波腹18和远侧末端14之间，超声手术刀主体12在增益台阶20近侧的最大振幅小于超声手术刀主体12在增益台阶20远侧的最大振幅。在该例子中，增益台阶20的增益大于单位增益，并且是由于超声手术刀主体12在增益台阶20和远侧末端14之间的质量比超声手术刀主体12在增益台阶20和第二最远侧振动波腹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声手术刀，其包括超声手术刀主体，该超声手术刀主体具有作为最远侧振动波腹的远侧末端、最远侧振动波节、第二最远侧振动波腹以及增益台阶，其中，所述增益台阶被布置在第二最远侧振动波腹和远侧末端之间，并且所述增益台阶与最远侧振动波节间隔一增益台阶距离，该增益台阶距离大于在第二最远侧振动波腹和远侧末端之间的距离的５％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：福斯特B斯塔伦，史蒂文K纽恩费尔特，凯文L豪泽，
申请(专利权)人：伊西康内外科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]