一种换能器叠层（１０），包括沿从钛背板（２０）延伸出的螺纹中轴（３２）交替排列的压电陶瓷环（１６）和金属电极（１８）。旋紧在轴（３２）上的间隔元件（１４）将陶瓷环（１６）和电极（１８）压紧地支撑在背板（２０）上。换能器叠层（１０）偏心地可安装于可超声振动工具的变幅器（１２），偏离从变幅器（１２）延伸出的细长波导（５６）的轴。换能器叠层（１０）可以垂直于波导（５６）、在变幅器（１２）和波导（５６）中超声扭振模式超声波振动的弯曲模式下振动，或在平行于波导（５６）、在变幅器（１２）和波导（５６）中超声纵向模式超声波振动的弯曲模式下振动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适于通过利用超声波振动刀片或外科手术工具的其它末端执行器 (end-effector)切割组织的外科手术工具。更特别地但非专门地，涉及产生用于这种工具 的超声波振动的换能器系统。
技术介绍
在过去几十年里，人们对用于软组织解剖、切割和结合(welding)的超声波致动 的刀片和剪刀投入极大的关注。已知通过超声波振动的刀具或手术刀切割组织。当手术刀切割组织时，其效果由 切割力来表现。这源于分离结构的压力和刀片在切割部段之间拔出的摩擦阻力。振动刀片 可减少摩擦力并且也可降低组织的粘合强度。通过以纵向模式或扭振模式对切割刀片施加 振动可实现这两个目标。 美国专利US3636943和3862630教导了各个血管和健康血管组织的止血切割。在 ‘943和‘630专利中，通过工具部件传递机械振动形式的超声波能量从而通过在其端部形 成密封来封闭例如人身上细细切割的血管，并且阻止了所谓的“渗出”，其需要在手术期间 不断地擦拭或清洗技术。这种工具部件可为超声波振动的刀具，在进行外科步骤时同时切 割和封闭切割血管的各个端部。适宜构造的工具部件也可将各个组织层包括未切割血管的 壁接合在一起，并且预见后者将取代当前手术中必要的动脉和静脉的“试图关闭”。因此，这 些专利利用纵向模式系统致动刀片，其具有粗糙表面从而提高血管组织切割期间的摩擦能 量转换。此外，美国专利US5322055和6283981公开了带有额外铰接被动元件的振荡系统， 所述元件被构造为将目标组织挤压在通电刀片上从而提高刀片上组织的摩擦阻力并且由 此提高在切割过程期间确保凝结所必需的加热效果。‘055专利涉及包括外科器械的超声波外科仪器，所述器械具有带有将电子信号转 化为连接于机头的刀片的纵向振动的换能器以及可释放地连接于机头以使组织固定在振 动刀片上从而提供更好的组织凝结和切割的附件。剪刀状的把手沿超声波振动刀片的一侧 致动转动夹头从而以垂直于纵向振动的方向将组织挤压和偏压在刀片上。该夹头和刀片相 对彼此可旋转，从而将多边刀片的选定刀锋与用于切割和凝结的夹头对齐同时夹紧选定的 刀锋或不夹紧而是将选定的刀锋与用于切割和凝结的夹头周向地隔开。‘981专利涉及一种设计包括超声波传播杆和连接于超声波传播杆远端的不对称 超声波致动刀片的平衡超声波外科器械的方法。该超声波致动刀片包括处理部。该处理部 具有功能性特征例如使得处理部不对称的曲形刀片。在这种方法中，包括至少一个第一不 对称平衡特征的平衡部被设计和设置在超声波致动刀片与超声波传播杆之间从而抵消处 理部产生的任何不适宜的力矩。上述所有系统都使用摩擦生热这个相同的原理，涉及摩擦界面处的循环向量反 转，以确保组织分离的同时形成凝结。在这些系统中，按照切割刀片的纵向激励描述了摩擦生热原理。但是，纯纵向激励并非将振动能量传递至软组织的最有效方式。此外，在美国专利US6425906和英国专利GB2371492中，注意到Young and Young首先公开了特定选择的不同振动模式的使用，运用直接压缩波传播进入目标组织，以其独 特的能力产生空化作用作为能量消耗的主要形式。特别地，这种专利是最先公开使用扭振 激励将振动能量传至软组织的系统和方法的。例如，‘906专利涉及用于切割和/或凝结组织的外科手术工具，包括压电驱动器 以产生包括扭振模式振动的超声波能量。该‘906专利还涉及远端扭振模式末端执行器，其 产生进入被铰接夹头元件捕获抵靠在活化波导上的目标组织内的聚焦能量传播。在GB2333709专利中，公开了涉及最低侵略性普通外科手术的多波长扭振模式波 导的使用。在‘709专利中，能量转换的机构被描述为特别地涉及剪切模式扭振系统和常规 压缩波纵向等价物。该‘709专利还公开了具有大于用于剪切模式传播的半波长7或8倍 长度的波导的激励产生流出物，其比那些在类似压缩波系统中经历的大很多。因此，已知使用扭振激励来将振动能量传递至软组织，仍然需要制造有效地利用 扭振模式激励的其它外科手术工具。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于提供一种可避免上述问题的运用扭振模式超声波振动的 外科手术工具，特别是能够更加可控地和有效地应用扭振模式振动的优点。根据本专利技术的一个方面，提供了一种适于产生超声波振动的换能器叠层，包括在 邻近于叠层第一末端的背板装置与邻近于远离其第一末端的第二末端的间隔元件装置之 间以交替顺序被固定在一起的多个片状压电元件和多个片状电极装置，该叠层通过所述第 二末端被安装于或可安装于超声波振动工具装置。优选地，该换能器叠层包括从背板装置延伸出的、穿过每个所述压电元件和每个 所述电极装置的细长轴装置，所述间隔元件装置在邻近于其远端处被如此安装于轴装置上 以使压电元件和电极装置在间隔元件装置与背板装置之间保持压紧。换能器叠层可被安装或可安装于工具装置以使间隔元件装置的各个表面与工具 装置的相应表面直接接触。所述轴装置可基本沿叠层轴向延伸。优选地，所述轴装置配备有螺纹装置。所述间隔元件能接合于所述螺纹装置。所述背板装置包括能接合于所述轴装置的螺纹装置的第二螺纹元件。所述换能器叠层通过所述轴装置的远端、可选地通过其螺纹装置安装于或可安装 于超声波振动工具装置。所述压电元件均可包括轴向极化的PZT陶瓷材料环体。所述电极装置均可包括可选地镀金或镀银的金属环体，优选黄铜环体。优选地，所述换能器叠层可选择地可操作为产生多种超声波频率振动模式。优选地，所述换能器叠层可操作为在至少两个基本垂直的平面内产生弯曲振动模 式。优选地，通过选择性地调节间隔元件装置的长度、质量和/或纵向布局可调谐所述换能器叠层的振动模式。额外地或 优选地，通过选择性地调节背板装置的长度、质量和/或纵向布局，可选 为其第二螺纹元件的长度、质量和/或纵向布局，可调谐所述换能器叠层的振动模式。优选地，所述间隔元件装置、可选地为背板装置的第二螺纹元件被可选择地可置 换为具有不同尺寸和/或质量的对应元件。所述第二螺纹元件可被如此置换同时换能器叠层被保持压紧在背板装置与间隔 元件装置之间。所述第二螺纹元件可被如此置换同时换能器叠层仍然安装于工具装置。根据本专利技术的第二方面，提供了一种可超声振动工具装置，包括具有从其延伸出 的细长波导装置的超声变幅器装置并且包括安装于与波导装置的纵轴偏心的变幅器装置 的换能器叠层装置，其中换能器叠层装置包括上述第一方面所述的换能器叠层。所述波导装置位于远离带有末端执行器装置的变幅器装置的末端处。所述可超声振动工具装置包括外科手术工具，可选地为适用于腹腔外科手术方法 中的外科手术工具。根据本专利技术的第三方面，提供了一种可超声振动工具装置，包括具有从其延伸出 的细长波导装置的超声变幅器装置并且包括安装于与波导装置的纵轴偏心的变幅器装置 的单个换能器叠层装置，其中换能器叠层装置被如此操作从而可选择地在变幅器装置和波 导装置中产生具有可选振动模式的超声波振动。优选地，所述可选振动模式包括扭振模式超声波振动和纵向模式超声波振动。优选地，所述换能器叠层装置包括上述第一方面所述的换能器叠层。所述波导装置可位于远离带有末端执行器装置的变幅器装置的末端处。所述可超声振动工具装置可包括外科手术工具，可选地为适用于腹腔外科手术方 法中的外科手术工具。所述换能器叠本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种适于产生超声波振动的换能器叠层，包括在邻近于叠层第一末端的背板装置与邻近于远离其第一末端的第二末端的间隔元件装置之间以交替顺序被固定在一起的多个片状压电元件和多个片状电极装置，该叠层通过所述第二末端被安装于或可安装于超声波振动工具装置。
【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：J·A·斯利普斯岑科，
申请(专利权)人：SRA发展公司，
类型：发明
国别省市：GB
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