專利名稱：：改進(jìn)的外科器械的制作方法改進(jìn)的外科器械
背景技術(shù)：
：包括空芯器械和實(shí)芯器械在內(nèi)的超聲器械用于安全有效地治療許多病癥。超聲器械是有利的，因?yàn)槭褂靡猿曨l率傳輸至外科端部執(zhí)行器的機(jī)械振動(dòng)形式的能量可使超聲器械用于切除和/或凝固有機(jī)組織。當(dāng)以合適的能量級(jí)傳輸至有機(jī)組織并且使用合適的端部執(zhí)行器時(shí)，超聲振動(dòng)可用于切除、解剖、拉升或燒灼組織或用于使肌肉組織與骨骼分離。此類(lèi)器械可用于開(kāi)放性手術(shù)或微創(chuàng)手術(shù)，例如內(nèi)窺鏡手術(shù)或腹腔鏡手術(shù)，其中端部執(zhí)行器穿過(guò)套針到達(dá)外科手術(shù)部位。以超聲頻率啟動(dòng)或激發(fā)此類(lèi)器械的端部執(zhí)行器(例如切割刀片)可以引發(fā)縱向振動(dòng)，該縱向振動(dòng)在相鄰組織內(nèi)產(chǎn)生局部熱量，從而有助于切除和凝固。由于超聲器械的該特性，因此特定的超聲致動(dòng)的端部執(zhí)行器設(shè)計(jì)用于執(zhí)行許多功能，包括(例如)切除和凝固。例如，通過(guò)電激勵(lì)換能器在外科端部執(zhí)行器中引發(fā)超聲振動(dòng)。該換能器可由器械手柄中的一個(gè)或多個(gè)壓電元件或磁致伸縮元件構(gòu)成。由換能器部分產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)超聲波導(dǎo)管傳輸至外科端部執(zhí)行器，該超聲波導(dǎo)管從換能器部分延伸至外科端部執(zhí)行器。將波導(dǎo)管和端部執(zhí)行器設(shè)計(jì)成以與換能器相同的頻率進(jìn)行共振。因此，當(dāng)端部執(zhí)行器連接到換能器時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的頻率與換能器自身的頻率相同。端部執(zhí)行器的頂端d處縱向超聲振動(dòng)的零至峰的幅值在共振頻率下表現(xiàn)為如下式給定的簡(jiǎn)單的正弦曲線d=Asin(cot)其中"為2Ji乘以循環(huán)頻率f的角頻率；并且A為零至峰的幅值。將縱向偏移定義為峰到峰(p-t-p)幅值，其恰好為正弦波幅值的兩倍或?yàn)?A。超聲外科器械可分為兩類(lèi)單元件端部執(zhí)行器器械和多元件端部執(zhí)行器器械。單元件端部執(zhí)行器器械包括諸如手術(shù)刀和球狀凝固器的器械。當(dāng)組織柔軟并且支撐不緊時(shí)，單元件端部執(zhí)行器器械使刀片向組織施加壓力的能力是有限的。在一些情況下，需要很大的壓力才能將超聲能量有效地傳輸至組織。這樣無(wú)法夾住組織的結(jié)果會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致在施加超聲能量時(shí)不能夠完全接合組織表面，從而導(dǎo)致無(wú)法完成預(yù)期的止血和組織接合。在這些情況下，可使用多元件端部執(zhí)行器。諸如夾緊凝固器的多元件端部執(zhí)行器器械包括將組織緊壓在超聲刀片上的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以彌補(bǔ)這些缺陷。雖然超聲外科器械被廣泛用于許多外科手術(shù)應(yīng)用中，但由于不能對(duì)組織和端部執(zhí)行器的狀態(tài)做出響應(yīng)，其實(shí)用性受到限制。例如，當(dāng)超聲器械的端部執(zhí)行器用于凝固和/或切割組織時(shí)，常常會(huì)發(fā)熱。這會(huì)導(dǎo)致器械性能不穩(wěn)定。此外，使用該器械的臨床醫(yī)生也無(wú)法知道器械開(kāi)始凝固組織的時(shí)間，器械開(kāi)始切割組織的時(shí)間，或關(guān)于組織的任何其他信息。超聲器械的另一些缺點(diǎn)來(lái)自于現(xiàn)有的端部執(zhí)行器設(shè)計(jì)。在現(xiàn)有設(shè)計(jì)中，只有端部執(zhí)行器的頂端(如刀片)是超聲驅(qū)動(dòng)的。因此，接觸刀片并距離頂端超過(guò)波長(zhǎng)一部分的組織將根本不受影響。此外，由于波必須從換能器向端部執(zhí)行器頂端傳播，而現(xiàn)有的端部執(zhí)行8器不夠靈活，因此限制了其關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)能力，從而限制了其在腹腔鏡和內(nèi)窺鏡手術(shù)應(yīng)用中的使用。
發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)一般方面，多個(gè)實(shí)施例涉及外科器械。外科器械可以包括換能器、端部執(zhí)行器、發(fā)生器和控制電路。換能器可以被配置用于提供振動(dòng)。端部執(zhí)行器可以連接到換能器，并且可以從換能器沿縱向軸線延伸。發(fā)生器可以向換能器提供電信號(hào)。此外，控制電路可以根據(jù)端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率變化改變電信號(hào)的電流幅值。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，控制電路可以檢測(cè)對(duì)端部執(zhí)行器振動(dòng)頻率的第一貢獻(xiàn)，第一貢獻(xiàn)來(lái)自于接觸端部執(zhí)行器的組織。此外，根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，控制電路可以顯示端部執(zhí)行器振動(dòng)頻率的變化。在另一個(gè)一般方面，多個(gè)實(shí)施例涉及具有換能器、夾緊機(jī)構(gòu)和控制電路的外科器械。換能器可以被配置用于提供振動(dòng)。端部執(zhí)行器可以連接到換能器，并且可以從換能器沿縱向軸線延伸。夾緊機(jī)構(gòu)可以向端部執(zhí)行器平移。控制電路可以計(jì)算反映膠原變性系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線?？梢栽诳紤]下列因素的情況下計(jì)算膠原變性系數(shù)端部執(zhí)行器向組織的一部分傳輸?shù)哪芰浚皇┘拥蕉瞬繄?zhí)行器和夾緊機(jī)構(gòu)之間的組織的一部分上的夾緊力；端部執(zhí)行器的位移；以及端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，控制電路還可以識(shí)別曲線斜率從基本為負(fù)的斜率到基本為零的斜率的第一變化，并且根據(jù)第一變化指示組織凝固的開(kāi)端。此外，根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，控制電路可以識(shí)別具有基本恒定的斜率的曲線的第一區(qū)域?？刂齐娐愤€可以計(jì)算描述第一區(qū)域的區(qū)域?qū)傩?，并且得出與端部執(zhí)行器接觸的組織部分的組織特性。在又一個(gè)一般方面，多個(gè)實(shí)施例涉及包括端部執(zhí)行器的外科器械。端部執(zhí)行器可以包括縱向延伸穿過(guò)端部執(zhí)行器的中央構(gòu)件和多個(gè)徑向模式換能器。徑向模式換能器可以設(shè)置在中央構(gòu)件周?chē)⑶铱梢员怀尚螢橥ㄟ^(guò)沿垂直于縱向軸線的方向振動(dòng)而對(duì)電信號(hào)作出響應(yīng)。駐波可以是超聲波。多個(gè)實(shí)施例的新特征在所附權(quán)利要求書(shū)中進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而結(jié)合以下描述和如下附圖才能最好地理解多個(gè)實(shí)施例(有關(guān)手術(shù)組織和方法)以及其他目的和優(yōu)點(diǎn)。圖1示出包括外科器械和超聲發(fā)生器的外科系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖2示出圖1所示外科器械的一個(gè)實(shí)施例。圖3示出圖1所示外科器械的一個(gè)實(shí)施例的分解圖。圖4示出可與圖1所示外科器械一同使用的夾緊機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。圖5示出圖1所示外科器械的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。圖6示出圖1所示外科器械的一個(gè)實(shí)施例的各種內(nèi)部組件。圖7示出圖1所示外科器械的驅(qū)動(dòng)托架的一個(gè)實(shí)施例。圖8示出圖1所示外科器械的驅(qū)動(dòng)箍的一個(gè)實(shí)施例。圖9示出包括外科器械的外科系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，該外科器械具有單元件端部執(zhí)行器。圖10示出外科器械的一個(gè)實(shí)施例的框圖。圖11示出描述外科器械實(shí)例測(cè)試結(jié)果的圖。圖12示出描述端部執(zhí)行器頻率和端部執(zhí)行器溫度之間關(guān)系的圖。圖13示出外科器械的一個(gè)實(shí)施例的框圖。圖14示出描述膠原變性系數(shù)曲線的圖。圖15示出描述膠原變性系數(shù)曲線的圖。圖16示出一系列曲線，這些曲線描述膠原變性系數(shù)曲線第一區(qū)域的歸一化值與夾緊力、功率電平、外徑和壁厚之間的關(guān)系。圖17示出用于包括徑向模式換能器的外科器械的端部執(zhí)行器的一個(gè)實(shí)施例。圖18示出安裝在包括夾臂的外科器械上的圖17的端部執(zhí)行器的一個(gè)實(shí)施例。圖19示出包括柔性中央構(gòu)件的圖17的端部執(zhí)行器的一個(gè)實(shí)施例。圖20示出包括限定凹陷的換能器的圖17的端部執(zhí)行器的一個(gè)實(shí)施例。圖21示出圖20的端部執(zhí)行器的一個(gè)實(shí)施例。具體實(shí)施例方式在詳細(xì)闡述多個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)該指出的是，這些實(shí)施例的應(yīng)用或使用并不局限于附圖和描述中詳細(xì)示出的部件的構(gòu)造和布置。示例性實(shí)施例可以單獨(dú)實(shí)施，也可以與其他實(shí)施例、變更形式和修改形式結(jié)合在一起實(shí)施，并可以通過(guò)多種方式實(shí)施或執(zhí)行。例如，以下公開(kāi)的外科器械和刀片構(gòu)造僅為示例性的，而并非旨在限制它們的范圍或應(yīng)用。另外，本文以下描述的刀片和端部執(zhí)行器的設(shè)計(jì)件可結(jié)合任何合適的器械進(jìn)行使用。此外，除非另外指明，否則本文所用的術(shù)語(yǔ)和公式是為了方便讀者而對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行描述目的所選的，并非限制其范圍。超聲外科器械和刀片的例子公布于美國(guó)專利No.5，322，055、5，954，736、6，309，400B2、6，278，218B1、6，283，981B1和6，325，811B1，其全文以引用方式并入本文中。這些參考文獻(xiàn)公開(kāi)了超聲外科器械設(shè)計(jì)件和刀片設(shè)計(jì)件，其中令人感興趣的是刀片的縱向模式。結(jié)果為器械內(nèi)產(chǎn)生縱向駐波。因此，器械具有橫向運(yùn)動(dòng)等于零的波節(jié)，以及橫向運(yùn)動(dòng)處于其最大值的波腹。器械的組織端部執(zhí)行器通常位于波腹以使其縱向運(yùn)動(dòng)最大化。現(xiàn)在將描述多個(gè)實(shí)施例，以便全面了解本文所公開(kāi)的裝置和方法的結(jié)構(gòu)、功能、制造和使用原理。這些實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例在附圖中示出。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，本文特別描述和在附圖中示出的器械和方法為非限制性的實(shí)施例，并且多個(gè)實(shí)施例的范圍僅由權(quán)利要求書(shū)限定。就一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行圖解說(shuō)明或描述的特征，可與其他實(shí)施例的特征進(jìn)行組合。這種修改形式和變化形式旨在包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，本文根據(jù)臨床醫(yī)生握住外科器械的手柄組件或其他類(lèi)似件的情況來(lái)使用術(shù)語(yǔ)"近端"和"遠(yuǎn)端"。因此，端部執(zhí)行器相對(duì)于較近的手柄組件而言處于遠(yuǎn)端。還應(yīng)該理解，為方便和清晰的目的，本文根據(jù)臨床醫(yī)生握住手柄組件或其他類(lèi)似件的情況來(lái)使用諸如"頂部"和"底部"的空間術(shù)語(yǔ)。然而，手術(shù)器械可以在許多方向和位置使用，并且這些術(shù)語(yǔ)并非限制性和絕對(duì)化的。圖1示出包括外科器械和超聲發(fā)生器的外科系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。圖2示出圖1所示器械的一個(gè)實(shí)施例。在圖1至2示出的實(shí)施例中，外科系統(tǒng)10包括超聲夾持凝固器器械120和超聲發(fā)生器30。外科器械120包括超聲驅(qū)動(dòng)單元50。如進(jìn)一步所述，驅(qū)動(dòng)單元50的超聲換能器和夾持器械120的超聲端部執(zhí)行器180—起提供外科系統(tǒng)10的聲波組件，該聲波組件由發(fā)生器30提供動(dòng)力時(shí)可以為外科手術(shù)提供超聲能量。應(yīng)注意的是在一些應(yīng)用中，超聲驅(qū)動(dòng)單元50稱為"手柄組件"，因?yàn)橥饪葡到y(tǒng)10的外科器械120被構(gòu)造用于使臨床醫(yī)生在各種手術(shù)和操作中握緊并操縱超聲驅(qū)動(dòng)單元50。器械120可包括剪刀狀?yuàn)A緊裝置，該裝置除了有利于操縱超聲驅(qū)動(dòng)單元50外還有利于定位和操縱器械120。外科系統(tǒng)10的發(fā)生器30以選定的由發(fā)生器30的控制系統(tǒng)決定的偏移、頻率和相位通過(guò)電纜32發(fā)送電信號(hào)。如進(jìn)一步所述，該信號(hào)使外科器械120的聲波組件的一個(gè)或多個(gè)壓電元件沿縱向軸線膨脹和收縮，從而將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。該機(jī)械運(yùn)動(dòng)引起超聲能量的縱波，該縱波以聲學(xué)駐波的形式在聲波組件中傳播，從而使聲波組件以選定的頻率和偏移振動(dòng)。端部執(zhí)行器180與患者的組織接觸，以便將超聲能量傳遞到組織。例如，端部執(zhí)行器的刀片180'的末端部分可以與組織接觸。如下文進(jìn)一步所述，可利用諸如夾具或夾緊機(jī)構(gòu)的外科工具將組織緊壓在刀片180'上。端部執(zhí)行器180與組織連接，因此由于組織內(nèi)部的摩擦、聲吸收、以及粘滯損失產(chǎn)生了熱能或熱量。這樣的熱量足夠使蛋白質(zhì)氫鍵斷裂，從而使高度結(jié)構(gòu)化的蛋白質(zhì)(例如膠原蛋白和肌肉蛋白)變性(例如組織化程度降低)。由于蛋白質(zhì)變性形成的粘性凝固物會(huì)封閉或凝結(jié)小血管。該效應(yīng)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)則會(huì)造成更大血管的深度凝固。將超聲能量傳輸至組織會(huì)導(dǎo)致包括機(jī)械撕裂、切除、空蝕、細(xì)胞破碎以及乳化在內(nèi)的其他效應(yīng)。所得切除量和凝固程度隨以下因素變化端部執(zhí)行器180的偏移、振動(dòng)頻率、用戶施加的壓力值、端部執(zhí)行器180的鋒利度、以及端部執(zhí)行器180與組織之間的連接。在圖1示出的實(shí)施例中，發(fā)生器30包括與發(fā)生器30形成一體的控制系統(tǒng)、電源開(kāi)關(guān)34、以及觸發(fā)機(jī)構(gòu)36。電源開(kāi)關(guān)34控制傳輸至發(fā)生器30的電能，并且當(dāng)由觸發(fā)機(jī)構(gòu)36啟動(dòng)時(shí)，發(fā)生器30提供能量以驅(qū)動(dòng)具有手術(shù)系統(tǒng)10的頻率的聲波組件，并且以預(yù)定的偏移水平驅(qū)動(dòng)端部執(zhí)行器180。發(fā)生器30以任何合適的聲波組件的共振頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)或激發(fā)該聲波組件。當(dāng)發(fā)生器30通過(guò)觸發(fā)機(jī)構(gòu)36啟動(dòng)時(shí)，電能連續(xù)地由發(fā)生器30施加到聲波組件的換能器組合件或組件40上。發(fā)生器30的控制系統(tǒng)中的鎖相環(huán)路監(jiān)控聲波組件的反饋。該鎖相環(huán)路調(diào)整由發(fā)生器30發(fā)送的電能頻率，以匹配聲波組件的選定的振動(dòng)縱向模式的共振頻率。此外，控制系統(tǒng)中的第二反饋回路將傳送至聲波組件的電流維持在預(yù)選的恒定水平，以便在聲波組件的端部執(zhí)行器180處獲得基本上恒定的偏移。傳送至聲波組件的電信號(hào)將使端部執(zhí)行器180的遠(yuǎn)端(例如刀片180')在(例如)大約20kHz至250kHz的范圍內(nèi)縱向振動(dòng)。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，刀片180'可在約54kHz至56kHz的范圍內(nèi)振動(dòng)，例如以約55.5kHz振動(dòng)。在其他實(shí)施例中，刀片180'可以其他頻率振動(dòng)，包括(例如)約31kHz或約80kHz。可通過(guò)(例如)控制由發(fā)生器30施加到聲波組件的換能器組件40的電信號(hào)的幅值來(lái)控制刀片的振動(dòng)偏移。如上文所述，發(fā)生器30的觸發(fā)機(jī)構(gòu)36使用戶可啟動(dòng)發(fā)生器30以便將電能連續(xù)地供給到聲波組件。觸發(fā)機(jī)構(gòu)36可包括腳踏式激發(fā)開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)通過(guò)電纜或電線可分離地連接或附接到發(fā)生器30。作為另外一種選擇，觸發(fā)機(jī)構(gòu)可構(gòu)造為合并在超聲驅(qū)動(dòng)單元50中的手動(dòng)開(kāi)關(guān)以使用戶可以啟動(dòng)發(fā)生器30。發(fā)生器30還具有電源線38，以便插入電外科單元或常規(guī)插座?？梢栽O(shè)想發(fā)生器30還可通過(guò)直流(DC)電源供電，例如電池。發(fā)生器30可包括任何合適的發(fā)生器，例如得自EthiconEndoSurgery,Inc的GEN04型發(fā)生器。在圖l和3示出的實(shí)施例中，外科器械的超聲驅(qū)動(dòng)單元50包括適于將手術(shù)員與聲波組件的振動(dòng)隔離的組合式殼體52?？蓪Ⅱ?qū)動(dòng)單元?dú)んw52成形為用戶能夠以常規(guī)方式抓握的形狀，但可以設(shè)想主要通過(guò)器械殼體所提供的剪刀狀裝置來(lái)夾持和操縱現(xiàn)有的夾持凝固器器械120，如下文所述。雖然示出了組合式殼體52，但是殼體52可以包括單個(gè)組件或一體化組件。超聲驅(qū)動(dòng)單元50的殼體52通常包括近端、遠(yuǎn)端、以及縱向伸入其中的腔體。殼體52的遠(yuǎn)端包括開(kāi)口60，該開(kāi)口構(gòu)造用于使外科系統(tǒng)10的聲波組件延伸穿過(guò)其中，并且殼體52的近端通過(guò)電纜32連接到發(fā)生器30。電纜32可包括導(dǎo)管或排放口62，以便將空氣或其他流體引入超聲驅(qū)動(dòng)單元50的殼體52，從而冷卻聲波組件的換能器組件40。超聲驅(qū)動(dòng)單元50的殼體52可由諸如ULTE^的耐用塑料制成。作為另外一種選擇，還可以設(shè)想殼體52可由包括其他塑料(例如液晶聚合物(LCP)、尼龍、或聚碳酸酯)和/或金屬(例如鋁、鋼等)的多種材料制成。合適的超聲驅(qū)動(dòng)單元50為得自EthiconEndoSurgery，Inc的HP054型超聲驅(qū)動(dòng)單元。手術(shù)器械的聲波組件通常包括第一聲波部分和第二聲波部分。第一聲波部分可由超聲驅(qū)動(dòng)單元50承載，并且第二聲波部分(以端部執(zhí)行器180的形式，如下文所述)可由超聲夾持凝固器120承載。第一聲波部分的遠(yuǎn)端優(yōu)選地通過(guò)螺紋連接可操作地連接到第二聲波部分的近端。在圖2示出的實(shí)施例中，第一聲波部分包括換能器組合件或組件40以及固定器械84，并且第二聲波部分包括端部執(zhí)行器180。該端部執(zhí)行器180又可包括傳輸部件、或波導(dǎo)管181(圖3)、以及末端部分、或刀片180'，以便與組織對(duì)接?？梢詫?duì)聲波組件的組件進(jìn)行聲波調(diào)諧，使得各組件的長(zhǎng)度均為二分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍(n入/2)，其中波長(zhǎng)A為預(yù)選定的或形成聲波組件的縱向振動(dòng)驅(qū)動(dòng)頻率f。的波長(zhǎng)，并且n為任何非負(fù)整數(shù)。還設(shè)想聲波組件可以結(jié)合任何合適的聲波元件布置。聲波組件的換能器組件40將發(fā)生器30的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而使端部執(zhí)行器180在超聲頻率下進(jìn)行縱向振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)為聲波組件提供能量時(shí)，聲波組件中就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)運(yùn)動(dòng)駐波。沿著聲波件的任何點(diǎn)處的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)偏移取決于沿著聲波組件測(cè)量振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的位置。振動(dòng)運(yùn)動(dòng)駐波的最小或零交點(diǎn)通常稱為波節(jié)(例如運(yùn)動(dòng)通常最小的位置)，并且駐波的局部最大絕對(duì)值或峰值通常稱為波腹。波腹與距其最近的波節(jié)之間的距離為四分之一波長(zhǎng)(入/4)。在圖2示出的實(shí)施例中，聲波組件的換能器組件40(又稱為"Langevin組合件")通常包括換能部分90、第一共振器92、以及第二共振器94。換能器組件40的長(zhǎng)度為二分之一系統(tǒng)波長(zhǎng)的整數(shù)倍(nA/2)。應(yīng)當(dāng)理解，換能器組件40的其他實(shí)施例可包括磁致伸縮換能器、電磁換能器或靜電換能器。第一共振器92的遠(yuǎn)端連接至換能部分90的近端，并且第二共振器94的近端連接至換能部分90的遠(yuǎn)端。第一共振器92和第二共振器94均可由鈦、鋁、鋼、或任何其他合適的材料制成，并且最優(yōu)選地是第一共振器92由303不銹鋼制成，第二共振器94由7075-T651鋁制成。第一共振器92和第二共振器94具有由多個(gè)變量確定的長(zhǎng)度，這些變量12包括換能部分90的長(zhǎng)度、共振器92和共振器94中所用材料的聲速、以及換能器組件40的所需基頻f。。第二共振器94可以從其近端到遠(yuǎn)端向內(nèi)逐漸變小，從而起到變速器的作用，并且增大超聲振動(dòng)偏移。換能器組件40的換能部分90可包括交流正極96和交流負(fù)極98的壓電部分，并且壓電元件100在電極96和電極98之間交替。壓電元件100可由任何合適的材料制成，例如鋯鈦酸鉛、偏鈮酸鉛、鈦酸鉛、或其他壓電材料。每個(gè)正極96、負(fù)極98和壓電元件100都具有穿過(guò)中心的孔。正極96和負(fù)極98分別電連接至電線102和電線104。電線102和電線104將電信號(hào)從發(fā)生器30傳輸至電極96和電極98?？赏ㄟ^(guò)螺栓106使壓電元件100在第一共振器92和第二共振器94之間保持壓縮狀態(tài)。螺栓106具有螺栓頭、螺桿、以及螺紋末端。螺栓106可從第一共振器92的近端插入第一共振器92、電極96和電極98、以及壓電元件100的孔。螺栓106的螺紋末端旋入第二共振器94近端中的螺紋孔。螺栓106可由鋼、鈦、鋁、或其他合適的材料制成。例如，螺栓106可由Ti-6A1-4V鈦或4037低合金鋼制成?？梢愿鶕?jù)發(fā)生器30提供的電信號(hào)對(duì)壓電元件100提供能量，從而在聲波組件中產(chǎn)生聲學(xué)駐波。該電信號(hào)使電磁場(chǎng)穿過(guò)壓電元件IOO，從而使壓電元件IOO沿電壓梯度的縱向軸線以連續(xù)的方式膨脹和收縮，進(jìn)而產(chǎn)生高頻超聲能量縱波。超聲能量通過(guò)聲波組件傳輸至端部執(zhí)行器180。聲波組件的固定器械84具有近端、遠(yuǎn)端，并且其長(zhǎng)度基本上等于二分之一系統(tǒng)波長(zhǎng)的整數(shù)倍(n入/2)。固定器械84的近端可通過(guò)靠近波腹的內(nèi)部螺紋連接軸向?qū)?zhǔn)并連接至第二共振器94的遠(yuǎn)端。還可設(shè)想固定器械84可以通過(guò)任何合適的裝置連接到第二共振器94，并且第二共振器94和固定器械84可形成單個(gè)組件或整體組件。固定器械84連接至靠近波節(jié)的超聲驅(qū)動(dòng)單元50的殼體52。固定器械84可包括設(shè)置在其周邊的整體固定法蘭108。固定法蘭108可設(shè)置在形成于超聲驅(qū)動(dòng)單元50的殼體52中的環(huán)形凹槽110內(nèi)，以便將固定器械84連接至殼體52。適形構(gòu)件或材料112(例如通過(guò)墊片連接的一對(duì)硅橡膠0形環(huán))可設(shè)置于殼體52的環(huán)形凹槽110和固定器械86的整體法蘭108之間，以便減小或防止超聲振動(dòng)從固定器械84傳遞至殼體52。固定器械84可通過(guò)多根銷(xiāo)114(例如4根)固定在預(yù)定的軸向位置。銷(xiāo)114以彼此相隔90度的縱向方向設(shè)置在固定器械84的外圍。銷(xiāo)114連接至超聲驅(qū)動(dòng)單元50的殼體52，并且穿過(guò)固定器械84的聲波固定法蘭108中的凹口。銷(xiāo)114可由不銹鋼制成。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，銷(xiāo)114可形成為殼體52的整體組件。固定器械84被構(gòu)造用于增大通過(guò)聲學(xué)組件傳輸至端部執(zhí)行器180的遠(yuǎn)端的超聲振動(dòng)偏移。在一個(gè)實(shí)施例中，固定器械84包括實(shí)心錐形喇叭。超聲能量穿過(guò)固定器械84時(shí)增大了穿過(guò)固定器械84的聲波的速度?？梢栽O(shè)想將固定器械84構(gòu)造為任何合適的形狀，例如階梯形喇叭、錐形喇叭、指數(shù)曲線形喇叭、一體式增益喇叭等。固定器械84可聲學(xué)連接到超聲夾持凝固器器械120的第二聲波部分。雖然固定器械84的遠(yuǎn)端可通過(guò)靠近波腹的內(nèi)部螺紋接頭連接到第二聲波部分的近端，但是也可采用其他連接構(gòu)造。圖3示出圖1所示外科器械的一個(gè)實(shí)施例的分解圖。超聲夾持凝固器器械120的近端優(yōu)選地通過(guò)將驅(qū)動(dòng)單元50插入殼體52來(lái)接納并安裝至超聲驅(qū)動(dòng)單元50的遠(yuǎn)端，如圖132所示。超聲夾持凝固器器械120可作為整體單元連接到超聲驅(qū)動(dòng)單元50，并且可從超聲驅(qū)動(dòng)單元50上移除。超聲夾持凝固器120在單次使用后便可丟棄。超聲夾持凝固器器械120可包括手柄組件或殼體130，其可包括配套殼體部分131U32以及細(xì)長(zhǎng)部分或內(nèi)窺鏡部分150。當(dāng)本器械被構(gòu)造用于內(nèi)窺鏡檢查時(shí)，其構(gòu)造的尺寸可以使得細(xì)長(zhǎng)部分或內(nèi)窺鏡部分150具有約5.5mm的外徑。超聲夾持凝固器器械120的細(xì)長(zhǎng)部分150的延伸方向可以基本上與器械殼體130垂直。細(xì)長(zhǎng)部分150可選擇性地相對(duì)于殼體130旋轉(zhuǎn)，如下文所述。細(xì)長(zhǎng)部分150可包括外部管狀構(gòu)件或護(hù)套160、內(nèi)部管狀致動(dòng)構(gòu)件170，以及以包括刀片180'的端部執(zhí)行器180形式存在的聲波系統(tǒng)的第二聲波部分。如下文所述，外護(hù)套160、致動(dòng)構(gòu)件170、以及端部執(zhí)行器180可接合在一起，以便作為整體單元(與超聲驅(qū)動(dòng)單元50—起)相對(duì)于殼體130進(jìn)行分度旋轉(zhuǎn)。第二聲波部分的端部執(zhí)行器180的近端能夠可分離地連接到靠近波腹的超聲驅(qū)動(dòng)單元50的固定器械84，如上所述。端部執(zhí)行器180的長(zhǎng)度基本上等于二分之一系統(tǒng)波長(zhǎng)的整數(shù)倍(nA/2)。端部執(zhí)行器180可由實(shí)芯軸制成，該實(shí)芯軸由能夠有效傳播超聲能量的材料(如鈦合金(例如Ti-6Al-4V)或鋁合金)制成。作為另外一種選擇，可以設(shè)想端部執(zhí)行器180可由任何其他合適的材料制成。如上所述，端部執(zhí)行器180可包括波導(dǎo)管181。波導(dǎo)管181可以基本上為半柔性的。作為另外一種選擇，公認(rèn)的是波導(dǎo)管181可以基本上為剛性的或可以包括軟線。如本領(lǐng)域中所熟知的，波導(dǎo)管181可被構(gòu)造用于增大通過(guò)波導(dǎo)管傳輸至刀片的機(jī)械振動(dòng)。波導(dǎo)管181還可具有控制沿波導(dǎo)管181的縱向振動(dòng)增益的結(jié)構(gòu)，并且具有將波導(dǎo)管調(diào)諧至系統(tǒng)共振頻率的結(jié)構(gòu)。公認(rèn)的是端部執(zhí)行器180可具有任何合適的橫截面尺寸。例如，端部執(zhí)行器180可具有基本上均勻的橫截面，或者端部執(zhí)行器180可在多個(gè)截面處漸縮或可沿其整個(gè)長(zhǎng)度漸縮。參見(jiàn)圖3，所示的端部執(zhí)行器180的波導(dǎo)管181部分包括第一部分182、第二部分184、以及第三部分186。第一部分182可從端部執(zhí)行器180的近端向遠(yuǎn)端延伸，并且具有基本上連續(xù)的橫截面尺寸。第一部分182可包括至少一個(gè)徑向洞或小孔188，該徑向洞或小孔在第一部分中沿直徑延伸，并且基本上垂直于端部執(zhí)行器180的軸線。小孔188可設(shè)置在波節(jié)處，但也可設(shè)置在其他部位。公認(rèn)的是小孔188可具有任何合適的深度以及任何合適的形狀。小孔188被構(gòu)造用于接納連接器銷(xiāo)構(gòu)件，該構(gòu)件將波導(dǎo)管181、管狀致動(dòng)構(gòu)件170以及管狀外護(hù)套160連接在一起，以便相對(duì)于器械殼體130進(jìn)行聯(lián)合分度旋轉(zhuǎn)。波導(dǎo)管181的第二部分184從第一部分182向遠(yuǎn)端延伸。第二部分184優(yōu)選地也具有基本上連續(xù)的橫截面。第二部分184的直徑可以小于第一部分182的直徑并且大于第三部分186的直徑。當(dāng)超聲能量從端部執(zhí)行器180的第一部分182進(jìn)入第二部分184時(shí)，第二部分184變窄將導(dǎo)致穿過(guò)其中的超聲能量的幅值增加。第三部分186從第二部分184的末端向遠(yuǎn)端延伸。第三部分186也優(yōu)選地具有基本上連續(xù)的橫截面。第三部分186還可沿其長(zhǎng)度具有小的直徑變化。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，第二部分184向第三部分186的過(guò)渡可位于波腹處，以使得第三部分的直徑變化不會(huì)引起幅值的增加。第三部分186的周?chē)梢孕纬啥鄠€(gè)凹槽或凹口(未示出)。這些凹槽可位于端部14執(zhí)行器180的波節(jié)處，以便在制造過(guò)程中作為安裝阻尼護(hù)套(未示出)并且固定硅膠環(huán)或適形支架的對(duì)準(zhǔn)指示器?？稍谧钸h(yuǎn)端的波節(jié)處(離刀片180'最近處)提供密封件以減少波導(dǎo)管與致動(dòng)構(gòu)件170之間的區(qū)域中組織、血液和其他物質(zhì)的流通。端部執(zhí)行器180的刀片180'可與之形成整體并構(gòu)成單個(gè)單元。刀片180'可由螺紋接頭或焊接節(jié)點(diǎn)交替連接。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，刀片180'在機(jī)械性方面可以為鋒利或鈍的。刀片180'的遠(yuǎn)端設(shè)置在靠近波腹處，以便在聲學(xué)組件未承載組織時(shí)將其調(diào)諧至優(yōu)選的共振頻率f。。當(dāng)為換能器組件提供能量時(shí)，刀片180'的遠(yuǎn)端被構(gòu)造為以預(yù)定的振動(dòng)頻率f。在(例如)峰到峰間距離為約10至500微米范圍內(nèi)、優(yōu)選地約10至約IOO微米的范圍內(nèi)縱向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)圖示的實(shí)施例，刀片180'可為圓柱形以配合夾持凝固器120的相關(guān)夾緊機(jī)構(gòu)?？梢詫?duì)端部執(zhí)行器180進(jìn)行合適的表面處理，如本領(lǐng)域中所知。圖4示出可與圖1所示外科器械一同使用的夾緊機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。夾緊機(jī)構(gòu)可被構(gòu)造用于與端部執(zhí)行器180的刀片配合使用。該夾緊機(jī)構(gòu)包括可樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的夾臂190，該夾臂從其遠(yuǎn)端可樞轉(zhuǎn)地連接至外部管狀護(hù)套160的遠(yuǎn)端。夾臂190包括夾臂組織墊192，該夾臂組織墊優(yōu)選地由TEFLON⑧或其他合適的低摩擦材料形成，安裝夾臂組織墊以便與刀片180'配合，而夾臂190的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使夾持墊192基本上與刀片180'平行并且與之接觸。通過(guò)此構(gòu)造，待夾持的組織被夾在組織墊192和刀片180'之間。組織墊192可具有鋸齒狀構(gòu)造，該構(gòu)造包括多個(gè)軸向間隔的向近端延伸的夾齒197，以便與刀片180'配合加強(qiáng)對(duì)組織的夾持。夾臂190相對(duì)于刀片180'的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)在其近端提供至少一個(gè)、優(yōu)選的是一對(duì)夾臂190的杠桿部分193來(lái)實(shí)現(xiàn)。杠桿部分193設(shè)置在端部執(zhí)行器180和刀片180'各自的相對(duì)側(cè)，并且與往復(fù)致動(dòng)構(gòu)件170的驅(qū)動(dòng)部分194可操作地接合。致動(dòng)構(gòu)件170相對(duì)于外部管狀護(hù)套160和端部執(zhí)行器180往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使夾臂190相對(duì)于刀片180'樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。杠桿部分193可分別設(shè)置在由驅(qū)動(dòng)部分194限定的一對(duì)開(kāi)口中，或者與該開(kāi)口進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)械連接，由此致動(dòng)構(gòu)件170的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)部分194和杠桿部分193作用以使得夾臂190樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖5示出圖1所示外科器械的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，而圖6示出圖1所示外科器械的一個(gè)實(shí)施例的各種內(nèi)部組件。圖7示出驅(qū)動(dòng)托架的一個(gè)實(shí)施例，并且圖8示出圖1所示外科器械的驅(qū)動(dòng)箍的一個(gè)實(shí)施例。在圖3和圖5至圖8所示的實(shí)施例中，致動(dòng)構(gòu)件170的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)提供驅(qū)動(dòng)箍200來(lái)實(shí)現(xiàn)，該驅(qū)動(dòng)箍安裝在致動(dòng)構(gòu)件170近端以便進(jìn)行聯(lián)合旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)箍200可包括一對(duì)沿直徑對(duì)置的軸向延伸臂202，各臂202具有驅(qū)動(dòng)突緣204，其中驅(qū)動(dòng)突緣204經(jīng)臂202偏壓而與管狀致動(dòng)構(gòu)件170的近端部分限定的適當(dāng)開(kāi)口206接合。驅(qū)動(dòng)箍200與致動(dòng)構(gòu)件170的共同旋轉(zhuǎn)還可通過(guò)提供一對(duì)鍵208來(lái)實(shí)現(xiàn)，鍵208與致動(dòng)構(gòu)件170的近端部分限定的適當(dāng)開(kāi)口210沿直徑接合。致動(dòng)構(gòu)件170上的周向凹槽211內(nèi)包括0形環(huán)211'(圖3)以便與外護(hù)套160的內(nèi)表面接合。致動(dòng)構(gòu)件170與外部管狀護(hù)套160和內(nèi)端部執(zhí)行器180的共同旋轉(zhuǎn)由穿過(guò)器械120的這些組件的連接器銷(xiāo)212來(lái)實(shí)現(xiàn)。管狀致動(dòng)構(gòu)件170限定細(xì)長(zhǎng)狹槽214，連接器銷(xiāo)212延伸穿過(guò)細(xì)長(zhǎng)狹槽214，以便配合致動(dòng)構(gòu)件相對(duì)于管狀護(hù)套和內(nèi)部波導(dǎo)管的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。安裝在外部管狀護(hù)套上的旋鈕216有利于相對(duì)于夾持凝固器器械120的殼體13015對(duì)細(xì)長(zhǎng)部分150進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位。連接器銷(xiāo)212優(yōu)選地將旋鈕216與護(hù)套160、構(gòu)件170、以及端部執(zhí)行器180連接在一起，以便作為整體單元相對(duì)于殼體130旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)施例中，旋鈕216的輪轂部分216'的作用是將外護(hù)套160、致動(dòng)構(gòu)件170、以及端部執(zhí)行器180(與旋鈕216—起作為整體單元)可旋轉(zhuǎn)地固定在殼體130上。驅(qū)動(dòng)箍200提供器械120的夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一部分，這通過(guò)致動(dòng)構(gòu)件170的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了夾臂190的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括與操縱桿222可操作地連接的驅(qū)動(dòng)托架220，從而使該操縱桿通過(guò)驅(qū)動(dòng)托架220和驅(qū)動(dòng)箍200與往復(fù)致動(dòng)構(gòu)件170互連。操縱桿222(通過(guò)樞轉(zhuǎn)安裝座223)可樞轉(zhuǎn)地連接至器械的殼體130，以便以剪刀狀形式與殼體的握柄部分224相配合。操縱桿222朝握柄部分224的運(yùn)動(dòng)使致動(dòng)構(gòu)件170向近端平移，從而使夾臂190向刀片180'樞轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)托架220與操縱桿222的可操作性連接通過(guò)彈簧226提供，優(yōu)選地包括壓縮螺旋彈簧226。彈簧226安裝在由驅(qū)動(dòng)托架220限定的彈簧狹槽228內(nèi)，驅(qū)動(dòng)托架又設(shè)置在操縱桿222的一對(duì)彈簧擋圈230之間。驅(qū)動(dòng)托架220可以相對(duì)于與壓縮螺旋彈簧相對(duì)的彈簧擋圈230(在殼體130的樞軸安裝座223周?chē)?樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該壓縮螺旋彈簧擠壓由各個(gè)彈簧擋圈230限定的彈簧狹槽的表面。這樣，由操縱桿222的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)托架220和驅(qū)動(dòng)箍200施加到致動(dòng)構(gòu)件170的力會(huì)受到彈簧226擠壓彈簧擋圈230的力的限制。施加過(guò)大的力會(huì)使驅(qū)動(dòng)托架220相對(duì)于與彈簧226相對(duì)的操縱桿222的彈簧擋圈230產(chǎn)生樞轉(zhuǎn)位移。殼體130的止動(dòng)部分限制操縱桿222的移動(dòng)，從而防止彈簧226的過(guò)度壓縮。在多個(gè)實(shí)施例中，施加到致動(dòng)構(gòu)件170上的力可以由可操作地設(shè)置在驅(qū)動(dòng)箍200和構(gòu)件170之間的一個(gè)或多個(gè)彈簧(未示出)所限制。例如，可使用一個(gè)或多個(gè)圓柱形彈簧，例如波形彈簧。以此方式利用波形彈簧的一個(gè)示例性實(shí)施例描述于美國(guó)專利No.6，458，142中，該專利以引用方式并入本文中。本文的夾持凝固器器械120的細(xì)長(zhǎng)部分150的分度旋轉(zhuǎn)定位可通過(guò)提供結(jié)合在器械120的夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的定位機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體地講，驅(qū)動(dòng)箍200可包括一對(duì)軸向間隔的驅(qū)動(dòng)法蘭232。定位接納表面可設(shè)置在驅(qū)動(dòng)法蘭232之間，并且可限定多個(gè)周向間隔的齒234。齒234可限定通常圍繞驅(qū)動(dòng)箍200的周邊的定位接納凹槽。在圖7所示的實(shí)施例中，提供了12個(gè)齒234，從而相對(duì)于設(shè)備的殼體130對(duì)設(shè)備的細(xì)長(zhǎng)部分150每隔30。進(jìn)行分度定位。分度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)還可通過(guò)提供至少一個(gè)、優(yōu)選的是一對(duì)沿直徑對(duì)置的定位槽236來(lái)實(shí)現(xiàn)，定位槽分別設(shè)置在驅(qū)動(dòng)托架220的懸臂式托架臂238上。通過(guò)這種構(gòu)造，將托架臂238設(shè)置在驅(qū)動(dòng)法蘭232之間以便與其相對(duì)的表面接合，并且將定位槽236偏置以使其與驅(qū)動(dòng)箍200接合。托架臂238的定位槽236與驅(qū)動(dòng)法蘭238相配合，使致動(dòng)構(gòu)件170進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分度相對(duì)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)托架220可由合適的聚合材料形成，其中由托架臂238產(chǎn)生的偏置力作用在與驅(qū)動(dòng)箍限定的徑向凹槽配合的托架臂的定位槽236上，以便抵抗小于約5至20英寸-盎司的相對(duì)旋轉(zhuǎn)扭矩。因此，將夾持凝固器器械120的細(xì)長(zhǎng)部分150相對(duì)于殼體130維持在其選定的分度旋轉(zhuǎn)位置的任何一個(gè)位置，除非施加的扭矩(例如通過(guò)旋鈕216)超過(guò)此預(yù)定的扭矩水平。因此提供了按扣狀分度作用。本文的夾持凝固器器械120的細(xì)長(zhǎng)部分150的旋轉(zhuǎn)可以與超聲驅(qū)動(dòng)單元50相對(duì)于殼體130的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一同實(shí)現(xiàn)。為了將細(xì)長(zhǎng)部分150以超聲傳輸關(guān)系接合至超聲驅(qū)動(dòng)單元50，可以使外部管狀護(hù)套160的近端部分具有一對(duì)扳手平面240(圖3)。合適的轉(zhuǎn)矩扳手等可通過(guò)該扳手平面施加扭矩，從而使端部執(zhí)行器180接合至超聲驅(qū)動(dòng)單元50。因此，通過(guò)適當(dāng)操縱旋鈕216可以使超聲驅(qū)動(dòng)單元50以及細(xì)長(zhǎng)部分150作為整體單元相對(duì)于設(shè)備的殼體130旋轉(zhuǎn)。殼體130的內(nèi)部尺寸被設(shè)計(jì)為可以配合驅(qū)動(dòng)單元50的這種相對(duì)旋轉(zhuǎn)。圖9示出包括外科器械251的外科系統(tǒng)250的一個(gè)實(shí)施例，該外科系統(tǒng)具有單元件端部執(zhí)行器256。該系統(tǒng)250可包括連接到端部執(zhí)行器256的換能器組件252，以及設(shè)置在所示端部執(zhí)行器256的近端部分周?chē)淖o(hù)套254。換能器組件252和端部執(zhí)行器256可以與上述換能器組件50和端部執(zhí)行器180相似的方式工作，從而產(chǎn)生可通過(guò)刀片256'傳輸至組織的超聲能量。圖10示出外科器械1000的一個(gè)實(shí)施例的框圖，該手術(shù)器械可以配置成具有溫度反饋功能。例如，控制電路1002可以根據(jù)端部執(zhí)行器1008振動(dòng)頻率的變化調(diào)節(jié)發(fā)生器1004向換能器1006提供的電信號(hào)的電流幅值。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，當(dāng)端部執(zhí)行器1008振動(dòng)頻率降低時(shí)，可以減小電信號(hào)的幅值。這可以使外科器械1000將端部執(zhí)行器1008保持在相對(duì)恒定的溫度，從而使器械1000的性能更加穩(wěn)定。如上所述，在外科手術(shù)過(guò)程中，端部執(zhí)行器1008可以接觸組織并振動(dòng)，以便切割和/或凝固組織。出現(xiàn)這種情況時(shí)，端部執(zhí)行器1008與組織之間的摩擦?xí)苟瞬繄?zhí)行器1008的溫度升高。當(dāng)端部執(zhí)行器1008的溫度升高時(shí)，其材料性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，從而使手術(shù)器械1000整體發(fā)生變化。例如，當(dāng)端部執(zhí)行器1008的溫度升高時(shí)，端部執(zhí)行器1008的位移與電信號(hào)的電流幅值之間的關(guān)系會(huì)發(fā)生變化，使得在電流幅值不會(huì)相應(yīng)增加的情況下，端部執(zhí)行器1008的位移增加。此夕卜，當(dāng)端部執(zhí)行器1008的溫度升高時(shí)，端部執(zhí)行器1008的共振頻率會(huì)降低。例如，端部執(zhí)行器1008的材料性質(zhì)變化會(huì)降低器械1000的共振頻率。因此，發(fā)生器1004會(huì)降低電驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，從而導(dǎo)致端部執(zhí)行器1008的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)頻率相應(yīng)降低?？刂齐娐?002可以監(jiān)控發(fā)生器1004提供的電信號(hào)。如上所述，電信號(hào)頻率的降低可以表明端部執(zhí)行器1008的溫度升高及其位移增加。當(dāng)控制電路1002感測(cè)到電信號(hào)頻率降低時(shí)，可以命令發(fā)生器1004減小電信號(hào)的電流幅值。電信號(hào)的電流幅值可以適當(dāng)降低，以使得端部執(zhí)行器1008的頻率基本上保持恒定，從而使端部執(zhí)行器1008的溫度基本上恒定。補(bǔ)償給定頻率變化所需的電流幅值變化量可通過(guò)任何合適的實(shí)驗(yàn)或理論方法確定。應(yīng)當(dāng)理解，器械1000在外形上可以為任何合適的超聲器械或系統(tǒng)，包括(例如)上述系統(tǒng)10和250。控制電路1002可以為任何合適的模擬電路或數(shù)字電路。例如，控制電路1002可以包括處理器，例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。作為上述溫度反饋功能的補(bǔ)充或替代形式，圖10所示器械1000的一個(gè)實(shí)施例可以被構(gòu)造用于檢測(cè)空蝕，其中聲學(xué)空蝕信號(hào)從組織傳送到端部執(zhí)行器1008。這可以為臨床醫(yī)生提供關(guān)于組織狀態(tài)的信息。例如，在組織脫水之前，可以通過(guò)蒸發(fā)或沸騰除去組織內(nèi)的幾乎全部水分。當(dāng)水分蒸發(fā)或沸騰時(shí)，可以在組織內(nèi)產(chǎn)生空蝕。如果能檢測(cè)到這種空蝕的存在，器械1000就可以讓臨床醫(yī)生了解已經(jīng)或?qū)⒁菇M織脫水。切割和/或凝固過(guò)程中發(fā)生的其他組織轉(zhuǎn)變可以通過(guò)多種其他空蝕來(lái)反映。與端部執(zhí)行器1008接觸的組織(和/或組織內(nèi)包含的流體)所產(chǎn)生的組織空蝕會(huì)影響端部執(zhí)行器1008的振動(dòng)，進(jìn)而影響發(fā)生器1004和換能器1006之間的電信號(hào)。如上所述，壓電元件(未示出)可以因?qū)﹄姾傻捻憫?yīng)而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。此外，壓電元件可以相反的方式工作，即因?qū)\(yùn)動(dòng)的響應(yīng)而產(chǎn)生和/或改變電荷。因此，傳送到端部執(zhí)行器1008的組織空蝕可以繼而傳送到換能器1006的壓電元件。這會(huì)使壓電元件產(chǎn)生電荷，這些電荷可以按照與組織空蝕成比例的方式改變發(fā)生器1004與換能器1006之間的電信號(hào)。由于組織空蝕而隔離部分電信號(hào)可以表明組織空蝕的存在，并且反映出一個(gè)或多個(gè)主頻率以及其他信息。由于組織空蝕的存在，可以任何合適的方式隔離電信號(hào)的一部分。例如，控制電路1002可包括濾波器電路(未示出)，用來(lái)濾除電信號(hào)中的驅(qū)動(dòng)頻率及其任何諧波。電信號(hào)的剩余部分可能是因組織空蝕所引起。濾波器電路可以包括任何合適的模擬濾波器或數(shù)字濾波器。許多組織空蝕持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短，因而具有相對(duì)較寬的頻譜。因此，組織空蝕在任何截然不同的頻率下可能并不明顯，并且反而可以在其共振頻率(如振動(dòng)頻率)及其諧波下激發(fā)端部執(zhí)行器1008。為了解決這種問(wèn)題，控制電路1002可以包括處理器或其他功能，以將該電信號(hào)與端部執(zhí)行器1008未負(fù)載或不接觸組織時(shí)測(cè)得的對(duì)照電信號(hào)進(jìn)行比較。測(cè)得的電信號(hào)與對(duì)照電信號(hào)之間的差值可以反映出組織空蝕的存在。當(dāng)控制電路1002感測(cè)到組織空蝕的存在時(shí)，可以使用任何合適的方法將該情況告知臨床醫(yī)生，這些方法包括(例如)使用光、顯示器和/或聲音信號(hào)。圖11示出描述外科器械的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)例測(cè)試結(jié)果的圖1100。在實(shí)例測(cè)試中，外部空蝕通過(guò)分析換能器與端部執(zhí)行器之間的電信號(hào)的頻譜來(lái)識(shí)別。測(cè)試過(guò)程中，在額定驅(qū)動(dòng)頻率55.5kHz下，將LCS14C端部執(zhí)行器與HP054換能器和GEN300發(fā)生器結(jié)合使用。所有這些組件均可得自EthiconEndoSurgery,Inc。在空氣中以5級(jí)功率設(shè)置為端部執(zhí)行器提供能量并持續(xù)100毫秒，以進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。在此期間，使用AGILENT5483D型示波器(AGILENTOscilloscopeModel5483D)監(jiān)控?fù)Q能器與發(fā)生器之間的電信號(hào)。對(duì)于每次實(shí)驗(yàn)研究，都將端部執(zhí)行器放入裝有400cc新鮮自來(lái)水的塑料燒杯中。然后以給定功率電平為端部執(zhí)行器提供能量并持續(xù)100毫秒，同時(shí)用示波器監(jiān)控?fù)Q能器與發(fā)生器之間的電信號(hào)。三次實(shí)驗(yàn)研究分別在發(fā)生器設(shè)置為1、3和5的情況下進(jìn)行。圖1100示出對(duì)照實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中在驅(qū)動(dòng)頻率以及驅(qū)動(dòng)頻率的兩個(gè)諧波下觀察到的電信號(hào)中低Q峰的幅值。線1102示出55.5kHz的驅(qū)動(dòng)頻率，線1104示出45kHz下的第一諧波，線1106示出63kHz下的第二諧波。可以看出，在驅(qū)動(dòng)頻率下實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中的低Q峰的幅值明顯高于對(duì)照實(shí)驗(yàn)過(guò)程。同樣，在諧波下實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中的低Q峰的幅值也更高。據(jù)信，驅(qū)動(dòng)頻率1102以及諧波1104和1106下幅值的增加是由于端部執(zhí)行器的振動(dòng)釋放出自來(lái)水中溶解的氣體而造成空蝕的結(jié)果。為了支持上述結(jié)論，應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)各個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的自來(lái)水相同時(shí)，低Q峰值明顯較小，這說(shuō)明所有溶解的氣體都已釋放。當(dāng)端部執(zhí)行器遇到組織空蝕時(shí)，在器械的驅(qū)動(dòng)頻率和諧波頻率下低Q峰值中會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的效應(yīng)。作為上述功能的補(bǔ)充或替代形式，圖10所示的器械1000可具有監(jiān)控端部執(zhí)行器1008的頻率變化的功能。例如，控制電路1002可以通過(guò)監(jiān)控端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率來(lái)檢測(cè)變化。端部執(zhí)行器頻率的變化可以反映接觸端部執(zhí)行器的組織的變化。圖12示出描述在凝固和切割過(guò)程中端部執(zhí)行器頻率1202和端部執(zhí)行器溫度1204之間關(guān)系的圖1200。橫軸1201表示時(shí)間，縱軸1203對(duì)于曲線1204表示溫度，對(duì)于曲線1202則表示端部執(zhí)行器的振18動(dòng)頻率。垂線1206表示組織凝固(如上文所述的膠原變性)的大致起點(diǎn)。垂線1208表示脫水和初始橫斷面的大致起點(diǎn)。在圖1200所示的切割/凝固過(guò)程中，溫度曲線1204遞增。在凝固開(kāi)始1206之前，溫度曲線1204急劇上升。在凝固1206和脫水1208之間，溫度-時(shí)間曲線1204的斜率減小。在脫水1208之后，溫度曲線1204再次開(kāi)始更加急劇地上升。端部執(zhí)行器的頻率曲線1202可以為溫度曲線1204的鏡像。例如，頻率曲線1202可以在凝固開(kāi)始1206之前快速下降。在凝固開(kāi)始1206處，頻率曲線1202繼續(xù)下降，但降速趨緩，顯示出拐點(diǎn)特征1210。在脫水開(kāi)始1208附近，頻率曲線1202將開(kāi)始更加急劇地下降。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，可以對(duì)控制電路1002進(jìn)行編程，以識(shí)別頻率曲線1202下降速率的變化，進(jìn)而反映組織開(kāi)始凝固的時(shí)間和開(kāi)始脫水的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路1002可以監(jiān)控發(fā)生器1004與換能器1006之間的電信號(hào)頻率，從而監(jiān)控端部執(zhí)行器1008的振動(dòng)頻率。應(yīng)當(dāng)理解，這兩個(gè)頻率可以相同。當(dāng)控制電路1002感測(cè)到端部執(zhí)行器頻率的下降速率已經(jīng)減小(如曲線1202已到達(dá)拐點(diǎn)特征1210)時(shí)，控制電路1002可以指示出凝固已經(jīng)開(kāi)始。當(dāng)控制電路1002感測(cè)到端部執(zhí)行器頻率的下降速率已經(jīng)再次升高時(shí)，則可以指示出脫水開(kāi)始。器械1000可根據(jù)任何合適的方法為臨床醫(yī)生提供多種指示，這些方法包括(例如)光、顯示器和聲音信號(hào)。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，控制電路1002可以根據(jù)向凝固或脫水的轉(zhuǎn)變切斷端部執(zhí)行器1008的能量供給或減小其幅值。這樣臨床醫(yī)生就可以在凝固和/或脫水之前檢查組織，確保手術(shù)圓滿進(jìn)行。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，圖10的器械1000可以將頻率變化功能與組織空蝕感測(cè)功能結(jié)合起來(lái)，以指示接觸端部執(zhí)行器1008的組織的狀態(tài)。例如，雖然圖12所示的頻率曲線1202在凝固開(kāi)始1206處示出拐點(diǎn)特征1210，但其頻率變化速率在脫水開(kāi)始1208處會(huì)變得更加平緩。因此，很難通過(guò)單獨(dú)監(jiān)控端部執(zhí)行器的頻率準(zhǔn)確地識(shí)別脫水開(kāi)始1208。另一方面，組織空蝕在脫水開(kāi)始1208附近最為常見(jiàn)。例如，當(dāng)水分離開(kāi)組織時(shí)會(huì)劇烈沸騰，從而產(chǎn)生空蝕。因此，如上所述，控制電路1002可以被配置為通過(guò)識(shí)別端部執(zhí)行器的頻率曲線1202的拐點(diǎn)1210來(lái)識(shí)別凝固開(kāi)始1206。此夕卜，控制電路1002可以被配置為通過(guò)識(shí)別組織空蝕(例如結(jié)合端部執(zhí)行器頻率曲線1202下降速率的增加)來(lái)識(shí)別脫水開(kāi)始1208。同樣，器械IOOO可根據(jù)任何合適的方法為臨床醫(yī)生提供多種指示，這些方法包括(例如)光、顯示器和聲音信號(hào)。此外，如上所述，可以根據(jù)向凝固或脫水的轉(zhuǎn)變切斷器械1000的能量供給，或降低端部執(zhí)行器1008的振動(dòng)頻率。圖13示出外科器械1300的一個(gè)實(shí)施例的框圖，該手術(shù)器械被配置為根據(jù)膠原變性系數(shù)(CCD)得到端部執(zhí)行器反饋。CCD可以表示端部執(zhí)行器1308與一部分組織(未示出)之間的摩擦量。通過(guò)分析由切割和/或凝固手術(shù)過(guò)程獲得的CCD曲線，可以得到有關(guān)切割和凝固進(jìn)程的信息，以及有關(guān)組織部分的信息，包括(例如)組織部分的厚度和外徑。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，可以將CCD作為變量的函數(shù)計(jì)算，例如，包括(i)向端部執(zhí)行器1308提供的功率；(ii)端部執(zhí)行器1308的振動(dòng)頻率；(iii)端部執(zhí)行器1308在周期內(nèi)的位移；以及(iv)施加在夾緊機(jī)構(gòu)1310與端部執(zhí)行器之間的組織區(qū)域的夾緊力。夾緊機(jī)構(gòu)1310本身可以為任何合適的機(jī)構(gòu)，用于夾持或以其他方式施加力使組織區(qū)域緊壓在端部執(zhí)行器上。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，夾緊機(jī)構(gòu)1310可以類(lèi)似于上述夾緊機(jī)構(gòu)190。通過(guò)器械1300的控制電路1302可以得出上述變量隨時(shí)間變化的值。例如，根據(jù)在端部執(zhí)行器1308承受載荷(如接觸組織區(qū)域)時(shí)發(fā)生器1304與換能器1306之間的電信號(hào)，可以得出向端部執(zhí)行器1308提供的功率。端部執(zhí)行器1308每周期的位移可以為電信號(hào)的電流幅值的函數(shù)。此外，如上所述，端部執(zhí)行器1308的振動(dòng)頻率可以基本上等同于電信號(hào)的頻率。端部執(zhí)行器1308與夾緊機(jī)構(gòu)1310的夾緊力可以根據(jù)任何合適的方法得出。例如，根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，夾緊機(jī)構(gòu)1310可以由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。例如，參見(jiàn)圖2所示的實(shí)施例，往復(fù)致動(dòng)構(gòu)件170可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)1312在遠(yuǎn)端和近端之間來(lái)回移動(dòng)。在該實(shí)施例中，夾緊機(jī)構(gòu)1310和端部執(zhí)行器1308之間的夾緊力可以由提供給電動(dòng)機(jī)1312的驅(qū)動(dòng)電信號(hào)得出。例如，驅(qū)動(dòng)電信號(hào)的電流幅值可以指示夾緊力。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，夾緊力可以由與控制電路1302連通的傳感器1314得出。傳感器可以放置在與端部執(zhí)行器1308、夾緊機(jī)構(gòu)1310和/或器械手柄的一部分(圖13中未示出)連通的任何合適位置。圖4所示的實(shí)施例示出設(shè)置在夾臂組織墊192和夾臂190之間的傳感器1316的一個(gè)實(shí)例。此外，圖2所示的實(shí)施例示出設(shè)置在操縱桿222的一部分和驅(qū)動(dòng)箍200之間的傳感器1318。在一個(gè)實(shí)施例中，夾緊力可以視為常數(shù)，并且將其作為CCD計(jì)算中的因素。器械1300可以利用CCD曲線感測(cè)該部分組織進(jìn)入凝固和脫水階段的時(shí)間。圖14示出描述整個(gè)凝固和切割轉(zhuǎn)變過(guò)程中的CCD曲線1402的圖。CCD曲線1402可以用具有實(shí)芯端部執(zhí)行器的超聲器械獲得，該端部執(zhí)行器由得自EthiconEndoSurgery,Inc的GEN03發(fā)電裝置供電。該發(fā)電裝置的功率設(shè)置為三(3)級(jí)；端部執(zhí)行器1408的位移設(shè)為55微米；端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率設(shè)置在55.5kHz;采用2磅的夾緊力。曲線1402可分為三個(gè)區(qū)域。第一區(qū)域1408可以對(duì)應(yīng)于凝固開(kāi)始1404之前的時(shí)間，并且可以具有基本上為負(fù)的斜率。第二區(qū)域1410可以對(duì)應(yīng)于凝固開(kāi)始1404與脫水開(kāi)始1406之間的時(shí)間，并且具有基本上為零的斜率。第三區(qū)域1412可以對(duì)應(yīng)于脫水開(kāi)始1406之后的時(shí)間，并且可以具有基本上為正的斜率。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，控制電路可以監(jiān)控CCD曲線1402的斜率，以確定組織部分的狀態(tài)?？梢愿鶕?jù)任何合適的方法為臨床醫(yī)生指向凝固或脫水的轉(zhuǎn)變，這些方法包括(例如)光、顯示器和/或聲音信號(hào)。此外，如上所述，控制電路1302可以根據(jù)向凝固或脫水的轉(zhuǎn)變切斷端部執(zhí)行器1308的能量供給?？刂齐娐?302也可以利用CCD曲線1402確定組織部分的其他特征，包括(例如)組織部分的外徑和厚度。應(yīng)當(dāng)理解，該組織部分可以為組織的實(shí)心部分，或者可以限定腔(如動(dòng)脈、靜脈或其他管狀組織)。圖15示出描述膠原變性系數(shù)曲線1502的圖。采用具有實(shí)芯端部執(zhí)行器的超聲器械，通過(guò)頸動(dòng)脈的凝固和脫水過(guò)程得出曲線1502，該端部執(zhí)行器由GEN03發(fā)電裝置供電。發(fā)電裝置的功率設(shè)為五(5)級(jí)。端部執(zhí)行器1408的位移設(shè)為55微米；端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率設(shè)為55.5kHz;采用2磅的夾緊力。CCD曲線1502分為9個(gè)具有基本上恒定斜率的區(qū)域:1504、1506、1508、1510、1512、1514、1516、1518和1520。CCD曲線1402的9個(gè)區(qū)域中每個(gè)部分的多種特性可以與組織部分的特性(例如外徑和厚度)相關(guān)。在一個(gè)示例實(shí)驗(yàn)中，采用具有實(shí)芯端部執(zhí)行器的超聲器械對(duì)14根不同直徑的頸動(dòng)脈進(jìn)行凝固和切割，其中端部執(zhí)行器由GEN03發(fā)電裝置供電。下表1示出頸動(dòng)脈的"外徑"和"壁厚"，以及所用的"夾緊力"和"功率電平"。"多項(xiàng)式擬合"列示出每次實(shí)驗(yàn)中CCD曲線的第一區(qū)域1504的多項(xiàng)式擬合指數(shù)。"歸一化CCD值"示出每次實(shí)驗(yàn)的CCD值，該值通過(guò)用各個(gè)CCD值除以第一區(qū)域1504末端的CCD值進(jìn)行歸一化處理。表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>圖16顯示了一系列曲線1602、1604、1606和1608，這些曲線描述表1所示實(shí)驗(yàn)中的CCD曲線第一區(qū)域第一點(diǎn)的歸一化值與夾緊力、功率電平、外徑和壁厚之間的關(guān)系。曲線1602、1604、1606和1608的斜率可以反映對(duì)應(yīng)變量與CCD曲線第一區(qū)域第一點(diǎn)的歸一化值之間的相關(guān)度?？梢钥闯?，曲線1602、1604、1606和1608均具有非零斜率，因此其所有對(duì)應(yīng)變量均與CCD曲線相關(guān)。可以用數(shù)學(xué)模型(例如二次模型)擬合實(shí)驗(yàn)結(jié)果(例如表1中所示的結(jié)果)，以得出一個(gè)或多個(gè)方程，這些方程可以反映出CCD曲線第一區(qū)域第一點(diǎn)的歸一化值與夾緊力、功率電平、外徑和壁厚之間的關(guān)系。參見(jiàn)圖13所示的實(shí)施例，控制電路1302可以監(jiān)控當(dāng)器械1300凝固和/或切割組織部分時(shí)生成的CCD曲線。識(shí)別出CCD曲線上具有基本相同的斜率的區(qū)域之后，控制電路1302可以得出描述該區(qū)域的特性，包括(例如)該區(qū)域的斜率、曲線在該區(qū)域的歸一化值和/或第一區(qū)域的長(zhǎng)度?？刂齐娐?302可以得出該組織部分的特性，包括(例如)該組織部分的外徑或該組織部分的厚度?？梢愿鶕?jù)任何合適的方法得出組織特性。例如，可以構(gòu)建(例如)如上所述將區(qū)域特性與組織特性相關(guān)的數(shù)學(xué)模型?？刂齐娐?302可以利用預(yù)定的數(shù)學(xué)模型使區(qū)域特性與組織特性相關(guān)。此外，根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，可以生成有關(guān)區(qū)域特性和組織特性之間關(guān)系的查找表。圖17示出用于外科器械的端部執(zhí)行器1700的一個(gè)實(shí)施例，該外科器械包括徑向模式換能器1702、1704和1706。當(dāng)被電信號(hào)(例如來(lái)自發(fā)生器)激發(fā)時(shí)，徑向模式換能器1702、1704和1706可以產(chǎn)生垂直于縱向軸線1710的超聲振動(dòng)。超聲振動(dòng)在換能器1702、1704和1706的徑向表面具有波腹。因此，端部執(zhí)行器1700的整個(gè)徑向表面都可以被激活，以便凝固和切割組織。中央構(gòu)件1708可以沿縱向軸線1710延伸，并且可以充當(dāng)部分或全部徑向模式換能器1702、1704和1706的電極。此外，徑向模式換能器1702、1704和1706的外徑向表面可以涂覆導(dǎo)電物質(zhì)，或者作為另外一種選擇，可以用金屬管狀護(hù)套封裝，兩種情況下都可以作為電極。雖然圖中示出多個(gè)換能器1702、1704和1706，但應(yīng)當(dāng)理解，一些實(shí)施例也可以只包括一個(gè)徑向模式換能器。圖18示出圖17的端部執(zhí)行器1700的一個(gè)實(shí)施例，該端部執(zhí)行器安裝在包括夾臂1802的外科器械1800上。圖中示出了附加的徑向模式換能器1701和1703，但應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任何合適數(shù)量的換能器。夾臂1802可以可樞轉(zhuǎn)地向端部執(zhí)行器1700移動(dòng)，其方式類(lèi)似于圖4所示的實(shí)施例中夾臂190可樞轉(zhuǎn)地向端部執(zhí)行器180移動(dòng)的方式。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，端部執(zhí)行器1700的中央構(gòu)件1708具有柔韌性。這樣多個(gè)徑向模式換能器1702、1704和1706就可以相對(duì)于彼此撓曲。圖19示出圖17的端部執(zhí)行器1700的一個(gè)實(shí)施例，其中中央構(gòu)件1708具有柔韌性。中央構(gòu)件1708的柔韌性使得不同徑向模式換能器(此處為1704和1706)可以相對(duì)彼此撓曲，從而使端部執(zhí)行器1700既柔韌又可以關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。端部執(zhí)行器1700的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)任何合適的方式獲得。例如，柔韌的中央構(gòu)件1708可以限定中央腔(未示出)。金屬線(未示出)可以在中央構(gòu)件1708內(nèi)中央腔的相對(duì)側(cè)上移動(dòng)。可以利用器械手柄部分附近的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)把手或其他關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)工具收縮其中一個(gè)金屬線。當(dāng)金屬線收縮時(shí)，會(huì)使柔韌的中央構(gòu)件1708以及端部執(zhí)行器1700在收縮的金屬線方向上關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。例如，如果收縮中央構(gòu)件1708右側(cè)的線，則端部執(zhí)行器1700可以向右側(cè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解，這只是關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，并且可以使用任何合適的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)方法。圖20至21示出圖17的端部執(zhí)行器1700的一個(gè)實(shí)施例，該端部執(zhí)行器包括限定凹陷2004的換能器2002。換能器2002可以利用凹陷2004將超聲能量導(dǎo)向不直接接觸換能器2002或端部執(zhí)行器1700的組織。例如，換能器2002的凹陷可以用于將超聲能量聚集到點(diǎn)2006。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，凹陷2004可以在換能器2002周?chē)鷱较蜓由?，如圖21中的實(shí)施例所示。因此，焦點(diǎn)2006在換能器2002周?chē)鷱较蜓由觳⑿纬蓤A環(huán)面。本文所公開(kāi)的器械可被設(shè)計(jì)為單次使用后丟棄，或者它們可被設(shè)計(jì)為可使用多次。然而在任一種情況下，該器械均可重新恢復(fù)，從而在至少一次使用后再次使用。重新恢復(fù)可包括如下步驟的任意組合拆卸該器械、然后清洗或更換某些元件、以及隨后組裝。具體地講，器械可以拆卸，并且可以任何組合選擇性地更換或移除器械中任意數(shù)目的某些元件或組件。清洗和/或更換某些組件后，該器械可以在重新恢復(fù)設(shè)施處重新組裝以隨后使用，或者在即將進(jìn)行外科手術(shù)操作前由外科手術(shù)隊(duì)組裝。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)知道，修復(fù)器械時(shí)可利用多種技術(shù)進(jìn)行拆卸、清洗/更換和重新組裝。這種技術(shù)的使用以及所得的修復(fù)器械均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，在外科手術(shù)前實(shí)施本文所述的各種實(shí)施例。首先，獲取新的或用過(guò)的器械，并根據(jù)需要進(jìn)行清洗。然后對(duì)器械進(jìn)行消毒。在一種消毒技術(shù)中，將器械置于閉合并密封的容器中，例如塑料或TYVE^口袋中。然后將容器和器械置于可穿透該容器的輻射場(chǎng)，例如Y輻射、X射線或高能電子。輻射將殺死器械上和容器中的細(xì)菌。然后可將消毒后的器械保存在消毒容器中。該密封容器將器械保持在無(wú)菌狀態(tài)，直到在醫(yī)療設(shè)備中打開(kāi)該容器。優(yōu)選的是在外科手術(shù)前對(duì)器械進(jìn)行消毒。這可以通過(guò)任意數(shù)目的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式來(lái)進(jìn)行，包括P輻射、Y輻射、環(huán)氧乙烷、蒸汽。雖然本文已描述了各種實(shí)施例，但可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種修改和變型。例如，可采用不同類(lèi)型的端部執(zhí)行器。此外，雖然其中公開(kāi)了某些組件用的材料，但也可使用其他材料。上述說(shuō)明書(shū)和下述權(quán)利要求書(shū)旨在涵蓋所有此類(lèi)修改形式和變型。以引用方式全文或部分地并入本文的任何專利、公布、或其他公開(kāi)材料僅在所并入的材料不與本發(fā)明所述的現(xiàn)有定義、陳述、或其他公開(kāi)材料相沖突的范圍內(nèi)并入本文。同樣地并且在必要的程度下，本文明確闡述的公開(kāi)內(nèi)容取代了以引用方式并入本文的任何沖突材料。如果任何材料或材料的一部分以引用方式并入本文，但與本文所述的現(xiàn)有定義、陳述、或其他公開(kāi)材料相沖突，那么僅在所并入的材料與現(xiàn)有公開(kāi)材料之間不產(chǎn)生沖突的程度下才將其并入本文。權(quán)利要求一種外科器械，包括換能器，所述換能器用于接收來(lái)自發(fā)生器的電信號(hào)并且提供振動(dòng)；端部執(zhí)行器，所述端部執(zhí)行器連接到所述換能器并且沿縱向軸線從所述換能器延伸；以及控制電路，所述控制電路響應(yīng)于所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率的變化來(lái)改變所述電信號(hào)的電流幅值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科器械，其中所述控制電路用于響應(yīng)于所述振動(dòng)頻率的降低來(lái)減小所述電信號(hào)的所述電流幅值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科器械，其中所述控制電路用于根據(jù)所述振動(dòng)頻率和所述電流幅值來(lái)計(jì)算所述端部執(zhí)行器的位移。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科器械，其中所述控制電路用于改變所述電信號(hào)的所述電流幅值，以使所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率基本上保持恒定。5.—種方法，包括獲得根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科器械；以及對(duì)所述控制電路進(jìn)行編程，以便響應(yīng)于所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率的變化來(lái)改變所述電信號(hào)的電流幅值。6.—種包括指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)處理器執(zhí)行所述指令時(shí)能夠使所述處理器執(zhí)行以下操作監(jiān)控為外科器械的換能器提供的電信號(hào)，其中所述換能器連接到端部執(zhí)行器；監(jiān)控所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；響應(yīng)于所述振動(dòng)頻率的變化來(lái)改變所述電信號(hào)的幅值。7.—種包括處理器的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程以便執(zhí)行以下操作監(jiān)控為外科器械的換能器提供的電信號(hào)，其中所述換能器連接到端部執(zhí)行器；監(jiān)控所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；并且響應(yīng)于所述振動(dòng)頻率的變化來(lái)改變所述電信號(hào)的幅值。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程，以便響應(yīng)于所述振動(dòng)頻率的降低來(lái)減小所述電信號(hào)的電流幅值。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程，以便監(jiān)控為所述換能器提供的電流的頻率。10.—種方法，包括獲得根據(jù)權(quán)利要求7所述的外科器械；對(duì)所述處理器進(jìn)行編程，以便監(jiān)控為外科器械的換能器提供的電信號(hào)，其中所述換能器連接到端部執(zhí)行器；監(jiān)控所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；并且響應(yīng)于所述振動(dòng)頻率的變化來(lái)改變所述電信號(hào)的幅值。11.一種外科器械，包括換能器，所述換能器用于在驅(qū)動(dòng)頻率下接收來(lái)自發(fā)生器的電信號(hào)，并且所述換能器用于在所述驅(qū)動(dòng)頻率下提供振動(dòng)；端部執(zhí)行器，所述端部執(zhí)行器連接到所述換能器并且沿縱向軸線從所述換能器延伸；以及控制電路，所述控制電路用于檢測(cè)對(duì)所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率的第一貢獻(xiàn)，所述第一貢獻(xiàn)來(lái)自于與所述端部執(zhí)行器接觸的組織。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的外科器械，還包括用于從所述振動(dòng)頻率中濾除所述驅(qū)動(dòng)頻率的濾波器電路。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的外科器械，還包括用于從所述振動(dòng)頻率中濾除所述驅(qū)動(dòng)頻率的至少一個(gè)諧波的濾波器電路。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的外科器械，其中所述控制電路還用于將所述外科器械的所述振動(dòng)頻率和所述端部執(zhí)行器不與組織接觸時(shí)所述端部執(zhí)行器的未負(fù)載振動(dòng)頻率進(jìn)行比較。15.—種方法，包括獲得根據(jù)權(quán)利要求11所述的外科器械；以及對(duì)所述控制電路進(jìn)行編程，以便檢測(cè)對(duì)所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率的第一貢獻(xiàn)，所述第一貢獻(xiàn)來(lái)自于與所述端部執(zhí)行器接觸的組織。16.—種包括指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)處理器執(zhí)行所述指令時(shí)使所述處理器執(zhí)行以下操作監(jiān)控外科器械的端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；以及識(shí)別對(duì)所述振動(dòng)頻率的第一貢獻(xiàn)，所述第一貢獻(xiàn)來(lái)自于與所述端部執(zhí)行器接觸的組織。17.—種包括處理器的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程以便執(zhí)行以下操作監(jiān)控外科器械的端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；以及識(shí)別對(duì)所述振動(dòng)頻率的第一貢獻(xiàn)，所述第一貢獻(xiàn)來(lái)自于與所述端部執(zhí)行器接觸的組織。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的外科器械，其中所述處理器用于從所述振動(dòng)頻率中濾除所述端部執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)頻率。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的外科器械，其中所述處理器用于將所述振動(dòng)頻率和所述端部執(zhí)行器不與組織接觸時(shí)所述端部執(zhí)行器的未負(fù)載振動(dòng)頻率進(jìn)行比較。20.—種方法，包括獲得根據(jù)權(quán)利要求17所述的外科器械；對(duì)所述處理器進(jìn)行編程，以便監(jiān)控所述外科器械的端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；并且識(shí)別對(duì)所述振動(dòng)頻率的第一貢獻(xiàn)，所述第一貢獻(xiàn)來(lái)自于與所述端部執(zhí)行器接觸的組織。21.—種外科器械，包括換能器，所述換能器用于提供振動(dòng)；端部執(zhí)行器，所述端部執(zhí)行器連接到所述換能器并且沿縱向軸線從所述換能器延伸；以及控制電路，所述控制電路用于指示所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率的變化。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的外科器械，其中所述控制電路用于指示所述振動(dòng)頻率下降速率的減小。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的外科器械，其中所述控制電路用于指示所述振動(dòng)頻率下降速率的增加。24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的外科器械，其中所述控制電路用于檢測(cè)對(duì)所述振動(dòng)頻率的第一貢獻(xiàn)，所述第一貢獻(xiàn)來(lái)自于與所述端部執(zhí)行器接觸的組織。25.—種處理外科器械進(jìn)行外科手術(shù)的方法，所述方法包括獲得根據(jù)權(quán)利要求21所述的外科器械；以及對(duì)所述控制電路進(jìn)行編程，以便指示所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率的變化。26.—種包括指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)處理器執(zhí)行所述指令時(shí)使所述處理器執(zhí)行以下操作監(jiān)控外科器械的端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；識(shí)別所述振動(dòng)頻率下降速率的減??；以及響應(yīng)于所述減小來(lái)指示凝固的開(kāi)始。27.—種包括處理器的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程以便執(zhí)行以下操作監(jiān)控外科器械的端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；識(shí)別所述振動(dòng)頻率下降速率的減??；以及響應(yīng)于所述減小來(lái)指示凝固的開(kāi)始。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程，以便識(shí)別對(duì)所述振動(dòng)頻率的第一貢獻(xiàn)，所述第一貢獻(xiàn)來(lái)自于與所述端部執(zhí)行器接觸的組織；并且響應(yīng)于所述第一貢獻(xiàn)來(lái)指示脫水的開(kāi)始。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的外科器械，其中所述處理器用于在指示所述脫水開(kāi)始之前指示所述凝固是否開(kāi)始。30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的外科器械，其中所述處理器用于識(shí)別所述振動(dòng)頻率下降速率的增加；并且響應(yīng)于所述增加來(lái)指示脫水的開(kāi)始。31.—種處理外科器械進(jìn)行外科手術(shù)的方法，包括獲得根據(jù)權(quán)利要求27所述的外科器械；對(duì)所述處理器進(jìn)行編程，以便監(jiān)控所述外科器械的端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；識(shí)別所述振動(dòng)頻率下降速率的減??；并且響應(yīng)于所述減小來(lái)指示凝固的開(kāi)始。32.—種外科器械，包括換能器，所述換能器用于提供振動(dòng)；端部執(zhí)行器，所述端部執(zhí)行器連接到所述換能器并且沿縱向軸線從所述換能器延伸；夾緊機(jī)構(gòu)，所述夾緊機(jī)構(gòu)能夠向所述端部執(zhí)行器平移；以及控制電路，所述控制電路能夠用于根據(jù)下列因素計(jì)算表示膠原變性系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線由所述端部執(zhí)行器向部分組織傳輸?shù)墓β?；施加到所述端部?zhí)行器與所述夾緊機(jī)構(gòu)之間的部分組織上的夾緊力；所述端部執(zhí)行器的位移；以及所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率。33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的外科器械，其中所述膠原變性系數(shù)由下式表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中CCD為所述膠原變性系數(shù)；CF為施加到所述端部執(zhí)行器與所述夾緊機(jī)構(gòu)之間的部分組織上的夾緊力；D為所述端部執(zhí)行器的所述位移；以及f為所述端部執(zhí)行器的所述振動(dòng)頻率。34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的外科器械，其中所述控制電路能夠用于識(shí)別所述曲線的斜率從基本為負(fù)的斜率到基本為零的斜率的第一變化；以及響應(yīng)于所述第一變化來(lái)指示組織凝固的開(kāi)始。35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的外科器械，其中所述控制電路能夠用于識(shí)別所述曲線的所述斜率從基本為零的斜率到基本為正的斜率的第二變化；以及響應(yīng)于所述第二變化來(lái)指示組織脫水的開(kāi)始。36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的外科器械，其中所述控制電路能夠用于識(shí)別具有基本上恒定的斜率的所述曲線的第一區(qū)域；計(jì)算描述所述第一區(qū)域的區(qū)域特性，其中所述區(qū)域特性選自由下列特性組成的組所述第一區(qū)域的斜率、所述第一區(qū)域的長(zhǎng)度和所述第一區(qū)域內(nèi)所述曲線的歸一化值；以及根據(jù)所述區(qū)域特性得出與所述端部執(zhí)行器接觸的部分組織的組織特性，其中所述組織特性選自由所述部分組織的外徑和所述部分組織的厚度組成的組。37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的外科器械，其中所述控制電路能夠用于通過(guò)查詢與所述區(qū)域特性和所述組織特性有關(guān)的查找表得出所述部分組織的所述組織特性。38.—種處理外科器械進(jìn)行外科手術(shù)的方法，包括獲得根據(jù)權(quán)利要求32所述的外科器械；以及對(duì)所述控制電路進(jìn)行編程，以便根據(jù)下列因素計(jì)算表示膠原變性系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線由所述端部執(zhí)行器向部分組織傳輸?shù)墓β?；施加到所述端部?zhí)行器與所述夾緊機(jī)構(gòu)之間的所述部分組織上的夾緊力；所述端部執(zhí)行器的位移；以及所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率。39.—種包括指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)處理器執(zhí)行所述指令時(shí)使所述處理器執(zhí)行以下步驟監(jiān)控外科器械的端部執(zhí)行器向部分組織傳輸?shù)墓β?；監(jiān)控施加到所述端部執(zhí)行器與所述夾緊機(jī)構(gòu)之間的所述部分組織上的夾緊力；監(jiān)控所述端部執(zhí)行器的位移；監(jiān)控所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；以及根據(jù)下列因素計(jì)算表示膠原變性系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線所述端部執(zhí)行器向所述部分組織傳輸?shù)乃龉β?；施加到所述部分組織上的所述夾緊力；以及所述端部執(zhí)行器的所述位移；以及所述端部執(zhí)行器的所述振動(dòng)頻率。40.—種包括處理器的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程以便執(zhí)行以下操作監(jiān)控外科器械的端部執(zhí)行器向部分組織傳輸?shù)墓β?；監(jiān)控施加到所述端部執(zhí)行器與所述夾緊機(jī)構(gòu)之間的所述部分組織上的夾緊力；監(jiān)控所述端部執(zhí)行器的位移；監(jiān)控所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率；以及根據(jù)下列因素計(jì)算表示膠原變性系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線所述端部執(zhí)行器向所述部分組織傳輸?shù)乃龉β剩皇┘拥剿霾糠纸M織上的所述夾緊力；以及所述端部執(zhí)行器的所述位移；以及所述端部執(zhí)行器的所述振動(dòng)頻率。41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的外科器械，其中所述膠原變性系數(shù)由下式表示其中CCD為所述膠原變性系數(shù)；CF為施加到所述端部執(zhí)行器與所述夾緊機(jī)構(gòu)之間的所述部分組織上的所述夾緊力；D為所述端部執(zhí)行器的所述位移；以及f為所述端部執(zhí)行器的所述振動(dòng)頻率。42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程以便執(zhí)行以下操作識(shí)別所述曲線的斜率從基本為負(fù)的斜率到基本為零的斜率的第一變化；以及響應(yīng)于所述第一變化來(lái)指示組織凝固的開(kāi)始。43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程以便執(zhí)行以下操作識(shí)別所述曲線的所述斜率從基本為零的斜率到基本為正的斜率的第二變化；以及響應(yīng)于所述第二變化來(lái)指示組織脫水的開(kāi)始。44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的外科器械，其中對(duì)所述處理器進(jìn)行編程以便執(zhí)行以下操作識(shí)別具有基本上恒定的斜率的所述曲線的第一區(qū)域；計(jì)算描述所述第一區(qū)域的區(qū)域特性，其中所述區(qū)域特性選自由下列特性組成的組所述第一區(qū)域的斜率、所述第一區(qū)域的長(zhǎng)度以及所述第一區(qū)域內(nèi)所述曲線的歸一化值；以及根據(jù)所述區(qū)域特性得出與所述端部執(zhí)行器接觸的所述部分組織的組織特性，其中所述組織特性選自由所述部分組織的外徑和所述部分組織的厚度組成的組。45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的外科器械，其中所述處理器用于查詢與所述區(qū)域特性和所述組織特性有關(guān)的查找表。46.—種方法，包括獲取根據(jù)權(quán)利要求40所述的外科器械；以及處理器，所述處理器用于根據(jù)下列因素計(jì)算表示膠原變性系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線所述端部執(zhí)行器向所述部分組織傳輸?shù)乃龉β?；施加到所述部分組織上的所述夾緊力；以及所述端部執(zhí)行器的所述位移；以及所述端部執(zhí)行器的所述振動(dòng)頻率。47.—種包括端部執(zhí)行器的外科器械，所述端部執(zhí)行器包括中央構(gòu)件，所述中央構(gòu)件縱向延伸穿過(guò)所述端部執(zhí)行器；以及多個(gè)徑向模式換能器，所述多個(gè)徑向模式換能器設(shè)置在所述中央構(gòu)件周?chē)?，其中所述多個(gè)徑向模式換能器能夠用于通過(guò)沿垂直于縱向軸線的方向振動(dòng)而對(duì)電信號(hào)作出響應(yīng)。48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的外科器械，包括能夠沿所述縱向軸線向所述多個(gè)徑向模式換能器樞轉(zhuǎn)的夾臂。49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的外科器械，其中所述中央構(gòu)件具有柔韌性。50.根據(jù)權(quán)利要求47所述的外科器械，其中所述多個(gè)徑向模式換能器中的至少一個(gè)限定具有垂直于所述縱向軸線的面的凹陷。51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的外科器械，其中所述凹陷繞所述縱向軸線環(huán)繞所述多個(gè)徑向模式換能器中的至少一個(gè)。52.根據(jù)權(quán)利要求47所述的外科器械，其中所述端部執(zhí)行器能夠用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。53.—種處理外科器械進(jìn)行外科手術(shù)的方法，包括獲取根據(jù)權(quán)利要求47所述的外科器械；以及更換設(shè)置在所述中央構(gòu)件周?chē)乃龆鄠€(gè)徑向模式換能器中的至少一個(gè)，其中所述多個(gè)徑向模式換能器能夠用于通過(guò)沿垂直于所述縱向軸線的方向振動(dòng)而對(duì)電信號(hào)作出響應(yīng)。對(duì)所述外科器械進(jìn)行消毒。全文摘要本發(fā)明涉及一種外科器械。所述外科器械可以包括換能器、端部執(zhí)行器、發(fā)生器和控制電路。所述換能器可以被構(gòu)造用于提供振動(dòng)。所述端部執(zhí)行器可以連接到所述換能器，并且可以沿縱向軸線從所述換能器延伸。所述發(fā)生器可以向所述換能器提供電信號(hào)。此外，所述控制電路可以響應(yīng)于所述端部執(zhí)行器的振動(dòng)頻率變化來(lái)改變所述電信號(hào)的電流幅值。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，所述控制電路可以檢測(cè)對(duì)所述端部執(zhí)行器振動(dòng)頻率的第一貢獻(xiàn)，所述第一貢獻(xiàn)來(lái)自于接觸所述端部執(zhí)行器的組織。此外，根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，所述控制電路可以指示所述端部執(zhí)行器振動(dòng)頻率的變化。文檔編號(hào)A61B17/32GK101772328SQ200880101533公開(kāi)日2010年7月7日申請(qǐng)日期2008年7月31日優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日發(fā)明者A·K·瑪?shù)?E·T·維納,F·B·斯圖倫,K·B·克拉默,K·L·豪瑟申請(qǐng)人:伊西康內(nèi)外科公司