具有组织密度感测的外科器械.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104244850 A (43)申请公布日 2014.12.24 C N 1 0 4 2 4 4 8 5 0 A (21)申请号 201380020955.7 (22)申请日 2013.04.15 13/449,837 2012.04.18 US A61B 17/32(2006.01) (71)申请人伊西康内外科公司 地址美国俄亥俄州 (72)发明人 WD丹纳赫 DW普莱斯 CG金博尔 WD凯利 S莱 JS吉 BD伯特科 AL韦玲 (74)专利代理机构北京市金杜律师事务所 11256 代理人苏娟 刘迎春 (54) 发明名称 具有组织密度感测的外科器械 (57) 摘要 。

2、本发明公开一种设备，该设备包括端部执行 器、主体组件、功率源和控制模块。该端部执行器 可操作以用于外科手术并且能够向手术部位传送 能量。该端部执行器包括至少一个传感器。该传 感器能够测量与手术部位相关的至少一个物理特 性。该主体组件与端部执行器相联。功率源与主体 组件相联并且可操作以向端部执行器传送功率。 该控制模块与传感器相联并且可操作以基于来自 传感器的指示组织密度改变的数据来改变向端部 执行器传送的功率。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.10.20 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2013/036587 2013.04.15 (87)PC。

3、T国际申请的公布数据 WO2013/158545 EN 2013.10.24 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书15页 附图10页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书15页 附图10页 (10)申请公布号 CN 104244850 A CN 104244850 A 1/2页 2 1.一种设备，包括： (a)能够在外科手术中使用的端部执行器，其中所述端部执行器能够向手术部位传送 能量，其中所述端部执行器包括至少一个传感器，其中所述至少一个传感器能够测量与所 述手术部位相关的至少一个物理特性； (b)与所述端部执行器相联的主体组件； (c。

4、)与所述主体组件相联的功率源，其中所述功率源可操作以向所述端部执行器传送 功率；以及 (d)与所述至少一个传感器相联的控制模块，其中所述控制模块可操作以基于来自传 感器的指示组织密度改变的数据来改变向所述端部执行器传送的功率。 2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个传感器包括传声器，所述传声器能 够执行下列中的一个或多个：传播声音、接收声音、或测量声音。 3.根据权利要求2所述的设备，其中所述端部执行器包括超声刀，其中所述传声器能 够感测与处于启动状态下的超声刀的独特模态耦合相关的超声振动、听觉振动、或次声振 动。 4.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个传感器包括阻抗传感器。 。

5、5.根据权利要求4所述的设备，其中所述阻抗传感器能够感测与组织相关的电阻抗。 6.根据权利要求1所述的设备，其中所述端部执行器可操作以基于所述端部执行器所 接合的组织的密度来产生不同的声学信号。 7.根据权利要求1所述的设备，还包括与所述控制模块相联的听觉反馈装置。 8.根据权利要求1所述的设备，还包括与所述控制模块相联的触觉反馈装置。 9.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个传感器包括加速度计。 10.根据权利要求1所述的设备，其中计算模块能够通知使用者所述至少一个传感器 检测到的改变。 11.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个传感器包括能够监测不同的物理 属性的多个传感器。 。

6、12.根据权利要求1所述的设备，其中计算模块能够被编程以具有至少一个预定义的 阈值参数。 13.根据权利要求1所述的设备，其中计算模块能够执行同步阻抗和力监测。 14.根据权利要求1所述的设备，其中计算模块能够响应于来自所述传感器的指示组 织密度增加的数据而增加向所述端部执行器传送的功率。 15.根据权利要求1所述的设备，还包括声学传动系，其中所述端部执行器包括与所述 声学传动系相联的超声刀，其中所述传感器可操作以感测与所述声学传动系相关的谐振频 率，其中所述控制模块可操作以检测所述传感器检测到的谐振频率的偏移。 16.一种使用外科装置来检测组织密度的改变的方法，所述外科装置具有端部执行器、 。

7、至少一个传感器和计算模块，所述方法包括： (a)启动所述外科装置； (b)监测所述外科装置定位的手术部位的至少一个物理特性； (c)确定所监测到的物理特性是否超过阈值；以及 (d)响应于所监测到的物理特性超过阈值而调节功率或外科手段中的一者或二者。 权 利 要 求 书CN 104244850 A 2/2页 3 17.根据权利要求16所述的方法，其中监测至少一个物理特性的步骤包括监测声学信 号。 18.根据权利要求16所述的方法，还包括如果所监测到的物理特性超过阈值则通知使 用者。 19.根据权利要求16所述的方法，其中如果所监测到的物理特性超过阈值，则调节的 步骤包括改变对所述端部执行器的电流。

8、输出。 20.一种使用外科器械来检测组织密度的改变的方法，所述外科器械具有计算模块、端 部执行器和功率源，所述方法包括： (a)确定能够由所述外科器械检测到的物理特性的初始值； (b)使用所述外科器械； (c)用所述外科器械来监测所述物理特性的改变率；以及 (d)确定所述改变率是否偏离超过预先确定的值。 权 利 要 求 书CN 104244850 A 1/15页 4 具有组织密度感测的外科器械 背景技术 0001 在一些情况下，内窥镜式外科器械可以优于传统的开放式外科装置，因为较小切 口可减少术后恢复时间和并发症。因此，一些内窥镜式外科器械可适于穿过套管针的插管 来将远侧端部执行器放置在期望手。

9、术部位处。这些远侧端部执行器能以多种方式来接合组 织以便达到诊断或治疗的效果，所述远侧端部执行器如：直线切割器、抓紧器、切割器、缝合 器、施夹器、进入装置、药物/基因治疗传送装置以及使用超声、射频、激光等的能量传送装 置。内窥镜式外科器械可包括轴，该轴介于端部执行器与临床医生所操纵的柄部部分之间。 这样的轴可以允许插入期望深度并绕轴的纵向轴线旋转，从而利于将端部执行器定位在患 者体内。 0002 内窥镜式外科器械的例子包括公开于下述专利中的那些：2006年4月13日公布 的名称为“Tissue Pad for Use with an Ultrasonic Surgical Instrument。

10、”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 and Coagulating”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 Waveguide and 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 for Cutting and Coagulating”的美国 专利公布2008/020。

11、0940，其公开内容以引用方式并入本文；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；2002年12月31日公布的 名称为“Electrosurgical Systems and Techniques for Sealing Tissue”的美国专 利6,500,176，其公开内容以引用方式并入本文；以及2011年4月14日公布的名称为 “Surgical Instrument Comprising First。

12、 and Second Drive Systems Actuatable by a Common Trigger Mechanism”的美国专利公布2011/0087218，其公开内容以引用方式 并如本文。另外，这些外科工具可包括无线换能器，例如公开于2009年6月4日公布的 名称为“Cordless Hand-held Ultrasonic Cautery Cutting Device”的美国专利公布 2009/0143797中的无线操作，其公开内容以引用方式并入本文。另外，外科器械可用于或 可适用于机器人辅助的外科装置，例如公开于2004年8月31日公布的名称为“Robotic Surgi。

13、cal Tool with Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument”的美国专利 6,783,524中的机器人辅助外科装置，其公开内容以引用方式并入本文。 0003 虽然已制造并使用了多种外科器械，但是据信，在本发明人之前还无人研制出或 使用如本文所描述的发明。 附图说明 0004 虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求书，但是 据信通过对下面某些实施例的描述并结合附图可以更好地理解本发明，附图中类似的附图 标记表示相同元件，其中： 说 明 书CN 104244850 A 2/15页 5 0005 图1示出了示例性外科器。

14、械的方框图； 0006 图2示出了示例性超声外科器械的透视图； 0007 图3示出了示例性外科器械的方框图； 0008 图4示出了使用图3的外科器械的示例性方法的流程图； 0009 图5示出了使用图3的外科器械的替代形式的示例性方法的流程图； 0010 图6示出了使用图3的外科器械的另一种替代形式的示例性方法的流程图； 0011 图7示出了使用图3的外科器械的又一种替代形式的示例性方法的流程图； 0012 图8示出了使用图3的外科器械的再一种替代形式的示例性方法的流程图； 0013 图9示出了使用图3的外科器械的再一种替代形式的示例性方法的流程图；并且 0014 图10示出了使用图3的外科器械。

15、的再一种替代形式的示例性方法的流程图； 0015 附图并非意在以任何方式进行限制，并且可以预期本发明的各种实施例能够以多 种其它方式来执行，包括那些未必在附图中示出的方式。附图并入本说明书中并形成其一 部分，示出了本发明的若干方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理；然而，应当理解， 本发明并不限于所示出的精确安排。 具体实施方式 0016 对本发明的某些例子的如下描述不应用来限制本发明的范围。通过以下举例说明 设想用于实施本发明的最佳方式之一的描述，本领域的技术人员将显而易见本发明的其它 例子、结构、方面、实施例和优点。正如将会意识到的，本发明可以是其它不同且明显的方 面，只要不脱离本发明即。

16、可。例如，尽管各种。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。 0017 还应当理解，本文所述的教导内容、表达方式、实施例、实例等中的任何一个或多 个可与本文所述的其它教导内容、表达方式、实施例、实例等中的任何一个或多个相结合。 因此，下述教导内容、表达方式、实施例、例子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。 0018 I.示例性外科器械的概述 0019 图1以图解方块图的形式示出了示例性医疗装置和/或外科器械10的部件。如 图所示，医疗装置1。

17、0包括控制模块12、功率源14和端部执行器16。仅示例性的功率源14 可包括镍氢电池、锂离子电池(例如，棱柱状电池型锂离子电池等)、镍铬电池或者任何其 它类型的功率源，按照本文的教导内容，这对本领域技术人员而言可能是显而易见的。控制 模块12可包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、存储器、印刷电路板(PCB)、存储装置(诸 如固态驱动器或硬盘)、固件、软件或者任何其它合适的控制模块组件，按照本文的教导内 容，这对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。控制模块12和功率源14通过诸 如缆线和/或电路板中的迹线等的电连接件22联接，以将功率从功率源14传送到控制模 块12。作为另外一种选择，。

18、功率源14可选择性地联接到控制模块12。这允许功率源14从 医疗装置10分离和移除，其可进一步允许功率源14容易地进行再充电或回收以用于重新 消毒和再利用。除此之外或者可替代的是，控制模块12可被移除以用于维护、测试、替换或 其它目的，根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。控制 说 明 书CN 104244850 A 3/15页 6 模块12还可操作以通过使用功率源14来提供脉冲能量，如将在下文进一步讨论的。 0020 端部执行器16通过另一个电连接件22联接到控制模块12。端部执行器16能够 执行医疗装置10的期望功能。仅以举例的方式，这样的功能可以包括烧灼组织、。

19、消融组织、 切割组织、超声振动、缝合组织或者用于医疗装置10的任何其它期望的任务。从而，端部执 行器16可以包括主动结构，例如超声刀、一对夹紧钳口、尖锐小刀、缝合驱动组件、单级RF 电极、一对双极RF电极、加热元件和/或各种其它组件。端部执行器16还能够从医疗装置 10移除，以用于维护、测试、替换或任何其它目的，参考本文的教导内容，这对于本领域的普 通技术人员而言将是显而易见的。在一些型式中，端部执行器16是模块化的，使得医疗装 置10可以与不同类型的端部执行器一起使用(例如，如序列号为61/410,603的美国临时 申请所教导的等)。根据医疗装置10的目的，可提供端部执行器16的各种其它构型。

20、以用于 各种不同的功能；根据本文的教导内容，这对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见 的。相似地，根据本文的教导内容，能够从功率源14接收功率的其它类型的医疗装置10的 组件对本领域技术人员而言将是显而易见的。 0021 本例子的医疗装置10包括触发器18和传感器20，但是应当理解，这样的组件仅仅 是任选的。触发器18通过电连接件22联接到控制模块12和功率源14。触发器18能够选 择性地将功率从功率源14提供到端部执行器16(和/或到医疗装置10的一些其它组件)， 以在执行手术时激活医疗装置10。传感器20也通过电连接件22联接到控制模块12并且 也许能够在手术期间向控制模块12提供多种信。

21、息。仅以举例的方式，此类构型可包括感测 端部执行器16处的温度或确定端部执行器16的摆动速率。来自传感器20的数据可通过 控制模块12处理，以实现功率到端部执行器16的传送(例如在反馈回路等中)。根据医疗 装置10的目的，可提供传感器20的各种其它构型；根据本文的教导内容，这对于本领域的 普通技术人员而言将是显而易见的。当然，和本文所述的其它组件一样，医疗装置10可以 具有不止一个传感器20，或者如果需要传感器20可以简单地被省略。下文将讨论关于传感 器20的进一步的细节及其变型。 0022 II.示例性超声外科器械 0023 图2示出了外科系统11，该外科系统11包括上文所述的器械10的示例。

22、性超声型 式50。当器械50的超声部件为非活动时，可根据需要容易地夹持和操纵组织，而不进行组 织切割。当超声部件被启动时，器械50允许组织被端部执行器80抓持用于与超声能量耦 联，以进行组织凝固，并施加增加的压力，从而有效地进行组织切割和凝固。如果需要，可以 在不使用端部执行器80的夹持机构的情况下，通过适当操纵超声刀82来将超声能量施加 到组织。 0024 仅以举例的方式，外科系统11能够根据任何合适的教导内容或者来自以下专利 中的任意一个的教导内容的组合被构造并且/或者操作：2010年6月15日公布的名称为 “Post-Sterilization Programming of Surgic。

23、al Instruments”的美国专利7,738,971， 其公开内容以引用方式并入本文；2006年4月13日公布的名称为“Tissue Pad for Use with an Ultrasonic Surgical Instrument”的美国公布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 and Coagulating”的美国公布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 Waveguide and Blade”。

24、的美国公布2007/0282333， 说 明 书CN 104244850 A 4/15页 7 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 for Cutting and Coagulating”的美国公布2008/0200940，其公开内容以引用方式并入本 文；2009年6月4日公布的名称为“Cordless Hand-held Ultrasonic Cautery Cutting Device”的美国专利公布2009/0143797，其公开内容以引用方式并入本文；2009年8月 20日公布的名称为“Motorized Surgical 。

25、Cutting and Fastening Instrument Having Handle Based Power Source”的美国公布2009/0209990，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“Ultrasonic Device for Fingertip Control”的美国 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的图1中，其公。

26、开内容以引用方式并入本文。类似地，医疗装置能够包括 便携式功率源的若干方式公开于2010年11月5日提交的名称为“Energy-Based Surgical Instruments”的美国临时专利申请序列号61/410,603中，其公开内容以引用方式并入本 文。 0025 示例性超声外科系统11包括超声外科器械50、发生器21和缆线30，该缆线可操 作以将发生器21联接到外科器械50。合适的发生器21为由Ethicon Endo-Surgery,Inc. (Cincinnati,Ohio)出售的GEN 300。仅以举例的方式，发生器21可根据2011年4月14 日公布的名称为“Surgical。

27、 Generator for Ultrasonic and Electrosurgical Devices” 的美国公布2011/0087212的教导内容进行构造，其公开内容以引用方式并入本文。应该 指出的是，将参照超声外科器械来描述外科器械50；然而，如根据本文的教导内容对于本 领域的普通技术人员而言显而易见的是，下文所述的技术可用于多种外科器械，包括但不 限于内切割器、抓紧器、切割器、缝合器、施夹钳、进入装置、药物/基因治疗传送装置、以及 使用超声、射频、激光等的能量传送装置、和/或它们的任何组合。此外，尽管本实例将参 照缆线连接的外科器械50进行描述，但应当理解，外科器械50可适于无线操。

28、作，例如公开 于美国专利公布2009/0143797。此外，外科装置50还可以用于或适于用于例如美国专利 6,783,524中所公开的机器人辅助的外科装置。 0026 本实例的外科器械50包括多部件柄部组件60、细长的传输组件70、和换能器100。 传输组件70在传输组件70的近端处联接至多部件柄部组件60并且从多部件柄部组件60 向远侧延伸。在本例子中，传输组件70能够为细长的、细管状组件以用于内窥镜式用途，但 应当理解，作为另外一种选择，传输组件70可为短组件，例如美国专利公布2007/0282333 和美国专利公布2008/0200940中所公开的。本例子的传输组件70包括外部护套72、。

29、内部 管状致动构件(未示出)、波导(未示出)、以及位于传输组件70远端的端部执行器80。在 本例子中，端部执行器80包括联接至波导的刀82、可操作以在传输组件70的近端处枢转的 夹持臂84、以及任选的可联接至夹持臂84的一个或多个夹持垫86。还应当理解，夹持臂84 以及相关的结构可根据1999年11月9日公布的名称为“Ultrasonic Clamp Coagulator Apparatus Having Improved Clamp Arm Pivot Mount”的美国专利5,980,510的教导内 容中的至少一些进行构造和操作，其公开内容以引用方式并入本文。还应当理解，端部执行 器80的。

30、一些型式可以不具有夹持臂84。例如，端部执行器80可以仅仅包括刀82。能够将 超声能量从换能器100传播到刀82的波导可以为柔性、半柔性或刚性的。一种仅为示例性 的超声换能器100为由位于Cincinnati,Ohio的Ethicon Endo-Surgery公司出售的型号 说 明 书CN 104244850 A 5/15页 8 HP054。如本领域中所熟知，波导也能够为将通过波导传播到刀82的机械振动放大。波导 还可具有用于控制沿波导的纵向振动的增益的结构，并且具有用于将波导调谐至系统共振 频率的结构。 0027 在这个例子中，刀82的远端设置在波腹附近，以便在声学组件未被组织承载时将 声学。

31、组件调谐至优选的共振频率f o 。当换能器100通电时，刀82的远端能够在例如大约10 至500微米峰间范围内、并且优选地在约20至约200微米的范围内以例如55.5kHz的预先 确定的振动频率f o 纵向运动。当本例子的换能器100激活时，这些机械振荡通过波导被传 播到端部执行器80。在本例子中，耦合到波导的刀82在超声频率下振荡。因此，当将组织 固定在刀82和夹持臂84之间时，刀82的超声振荡可同时切割组织并且使相邻组织细胞中 的蛋白变性，由此提供具有相对较少热扩散的促凝效果。也可通过刀82和夹持臂84提供 电流以另外烧灼组织。尽管已描述出传输组件70和换能器100的一些构型，但根据本文的。

32、 教导内容，传输组件70和换能器100的其他合适构型对于本领域的普通技术人员而言将是 显而易见的。 0028 本例子的多部件柄部组件60包括配对外壳部分62和下部64。配对外壳部分62 能够在配对外壳部分62的近端接纳换能器100并且在配对外壳部分62的远端接纳传输组 件70的近端。在配对外壳部分62的远端上设有孔以用于插入各种传输组件70。在本例 子中示出了用于旋转传输组件70和/或换能器100的旋转旋钮66，但应当理解，旋转旋钮 66仅为任选的。多部件柄部组件60的下部64包括触发器68并且能够供使用者单手抓紧。 下部64的一个仅为示例性的替代构造示于美国专利公布2011/0015660的。

33、图1中。触发按 钮(未示出)可位于下部64的远侧表面上，并且可操作以利用发生器21以不同操作水平 激活换能器100。例如，第一触发按钮可激活最大能量水平下的换能器100而第二触发按钮 可激活最小、非零能量水平下的换能器100。当然，根据本文的教导内容对于本领域普通技 术人员来说显而易见的是，触发按钮可能够用于除最大和/或最小能量水平之外的能量水 平。此外，触发按钮可位于多部件柄部组件60上、换能器100上、和/或远离外科器械50 的任何其它位置，并且可提供任意数量的触发按钮。尽管已参照两个不同部分62,64来描 述多部件柄部组件60，但应当理解，多部件柄部组件60可为两个部分62,64结合在一。

34、起的 一体组件。作为另外一种选择，多部件柄部组件60可分成多个分立元件，例如单独的触发 器部分(可通过用户的手或脚来操作)和单独的配对外壳部分62。触发器部分可操作以启 动换能器100并且可远离配对外壳部分62。如根据本文的教导内容对于本领域的普通技术 人员而言显而易见的是，多部件柄部组件60可由耐用塑料(例如聚碳酸酯或液晶聚合物)、 陶瓷、和/或金属、或者任何其他合适的材料进行构造。根据本文的教导内容，多部件柄部 组件60的其他构型对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。例如，器械50可作 为机器人系统的一部分进行操作。根据本文的教导内容，多部件柄部组件60的其它构造对 于本领域的普通技。

35、术人员也将是显而易见的。 0029 根据本文的教导内容，系统11可以采用的进一步其它合适的形式对于本领域的 普通技术人员而言将是显而易见的。 0030 III.具有声学感测的示例性外科器械 0031 应当领会，在使用外科器械50时，外科器械50可能遇到密度不同的组织。例如， 当在肌肉、骨、脂肪、疤痕组织、或任何其它类型的组织之间过渡时，外科器械50可能遇到 说 明 书CN 104244850 A 6/15页 9 不同的密度。当在组织中使用外科器械50期间，可能期望了解外科器械50何时遇到组织 密度的改变。在一些情况下，了解遇到了不同的组织密度是足够的。还可能期望了解不同 类型的组织的性质。此外。

36、，在一些情况下，应当领会，一旦到达不同的组织密度，就可能期望 使外科器械50自动改变其行为。除此之外或可替代地，可以通过一些方式通知使用者外科 器械50正在接近不同类型的组织或者与该不同类型的组织相接触，这时使用者可以决定 手动改变他/她对外科器械50的操作。 0032 图3示出了示例性外科器械200的示意图，该外科器械200具有手动件202，该手 动件202与端部执行器204相联。应当理解，外科器械200是上文所述的外科器械10,50的 变型。端部执行器204与手动件202选择性地相联，但是应当理解，在一些型式中，端部执 行器204可以与手动件202整体形成。根据本文的教导内容，可使用其它合。

37、适的构型对于 本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。端部执行器204包括多个部件，其中包括至 少一个传声器210、至少一个传感器212、和至少一个加速度计208。当然，端部执行器204 可以包括多个其它部件，其中包括但不限于超声刀、夹持臂、电外科特征、缝钉施布组件等。 在端部执行器204包括超声刀的型式中，端部执行器可能不具有夹持构件。例如，端部执行 器204可根据美国专利公布2008/0200940的教导内容中的至少一些进行构造，其公开内容 以引用方式并入本文。考虑到本文的教导内容，仅具有刀的端部执行器204可以采用的其 它合适的形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在包括超声刀。

38、和夹持构件 的端部执行器204的型式中，端部执行器204可以根据美国专利公布2007/0191713、美国专 利公布2007/0282333、和美国专利公布2006/0079874的教导内容中的至少一些进行构造， 所述专利公布中的每一个的公开内容以引用方式并入本文。根据本文的教导内容，端部执 行器204可以采用其它合适的形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。 0033 尽管本例子的端部执行器204包括传声器210、传感器212、和加速度计208，但是 应当理解，端部执行器204不必包含传声器210、传感器212、和加速度计208中的每一个。 此外，尽管图3将传声器210、传感器212。

39、、和加速度计208示为与端部执行器204分开，但 是应当理解，传声器210、传感器212、和加速度计208中的任何一个或全部可以集成到端部 执行器204中，或者作为供选择的替代方案可以与端部执行器204一体地构造。应当理解， 传声器210和/或加速度计208能够定位在手动件202中。例如，传声器210能够定位成 使得传声器210可操作以在手动件202中的谐波波导的近端处监测声学信号。同样，加速 度计208可以定位在手动件202中，以在外科器械200移动穿过组织时监测手动件202的 运动。根据本文的教导内容，可利用其它合适的变型对于本领域的普通技术人员而言将是 显而易见的。 0034 传声器21。

40、0可总体操作以起到声学传感器的作用。应当理解，传声器210可操作以 在超声频率、听觉频率、和/或次声频下检测声学信号。传声器210与计算模块214相联，将 在下文对该计算模块214进行进一步的讨论，该计算模块214可操作以检测和记录可能出 现在传声器210周围的任何东西的声音样本。例如，应当理解，当使用外科器械200时，外 科器械200的部件可能产生能够指示与将与外科器械200相接触的组织的性质和/或密度 相关的信息的各种声学信号或者脉冲。这些声学信号或脉冲可能在产生各种声学信号或脉 冲之间被传声器210接收到；并且/或者可以由备选的传声器接收到。在外科器械200引 导端部执行器204穿过密度。

41、不同的组织的情况下可能存在的一个例子中，外科器械200可 说 明 书CN 104244850 A 7/15页 10 以基于各种阻尼水平或者测量到的由组织造成的信号强度的损失来产生不同的声学信号。 传声器210能够定位以在与端部执行器204相联的刀或波导处监测声学信号。超声刀所遇 到的组织的类型/密度可能改变与包括刀的声学组件相关的声学信号特性。这种改变可能 发生在超声频率、听觉频率、和/或次声频下。因此，可以基于所监测到的声学信号得出对 组织密度和/或类型的推断，由此可以向使用者提供关于受外科器械200影响的组织类型 的信息。 0035 如上所述，传声器210可操作以在各种特定频率(例如，超声。

42、频率、听觉频率、和/ 或次声频等)下监测声音。例如，传声器210能够结合各种过滤器、放大器等使用，以关注 出现在特定频率下的信号，从而避免可能不提供关于外科器械200的有用信息的一些声学 信号。能够对传声器信号应用快速傅立叶变换(FFT)或者其它类似的计算法，以交互操作 从换能器/刀共振结构发射的一个或多个频率。这些频率的改变能够用作模态耦合的替代 物并且因此用作检测不期望的振动状态或模式的方式。一旦被检测到，这能够用作反馈的 方式以警示使用者，通过改变驱动信号特性来改变共振系统的行为，或者同时警示使用者 并且通过改变驱动信号特性来改变共振系统的行为。根据本文的教导内容，一个或多个传 声器21。

43、0可以用于检测组织密度和/或组织密度的改变的进一步其它合适的方式对于本领 域的普通技术人员而言将是显而易见的。 0036 此外，如根据本文的教导内容对于本领域的普通技术人员而言显而易见的是，传 感器212可以包括阻抗传感器、温度传感器、力传感器、和/或任何其它合适类型的传感器。 在传感器212包括阻抗传感器的型式中，传感器212可以用于感测与端部执行器204相接 触的组织的阻抗。端部执行器204所遇到的组织的阻抗可以基于这种组织的密度发生变 化。例如，与密度较低的组织(例如，脂肪组织)所表现出的阻抗相比，相对致密的组织(例 如，疤痕组织)可能表现出相对较高的阻抗。因此，传感器212可以用于检测。

44、作为阻抗的函 数的组织密度的改变。应当理解，这种阻抗可以包括电阻抗和/或声学阻抗。例如，相对致 密的组织可以同时表现出相对较高的电阻抗和相对较高的声学阻抗。还应当理解，可以通 过不同的方式来测量阻抗。仅以举例的方式，模拟电路可以用于通过产生两个与电压和电 流振幅成比例的两个电压来测量平均电阻抗(例如，rms、峰间、或简单平均值)并且随后除 以这些电压以提供与电阻抗成比例的模拟电压输出。作为另一个仅仅是说明性的例子，可 以通过数字并且瞬时读取和计算电阻抗。具体而言，系统可以读取实际瞬时电压和实际瞬 时电流；随后相除这些数值以计算瞬时阻抗。根据本文的教导内容，电阻抗传感器可以实 施成传感器212的。

45、各种合适的方式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。类似 地，根据本文的教导内容，声学阻抗传感器可以实施成传感器212的各种合适的方式对于 本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。 0037 作为另一个仅仅是说明性的例子，不同的组织密度可以对端部执行器204做出不 同的热反应。因此，在传感器212包括温度传感器的型式中，传感器212可以用于检测作为 温度的函数的组织密度的改变。在传感器212包括力传感器(例如，应变仪等)的型式中， 传感器212可以用于检测作为当端部执行器204挤压组织时端部执行器204所遇到的力/ 应变的函数的组织密度的改变。根据本文的教导内容，可以用于检测组织密度和/。

46、或组织 密度的改变的进一步其它合适类型的传感器212对于本领域的普通技术人员而言将是显 而易见的。 说 明 书CN 104244850 A 10 8/15页 11 0038 加速度计208可操作以检测端部执行器204的运动。应当理解，从加速度计208 收集到的信息可以用于确定使端部执行器204运动的力。还应当理解，可以确定与端部执 行器204的运动相关的单纯的速度、相对速度、平均速度、变化率、或者任何其它合适的度 量标准。当端部执行器204遇到相对致密的组织时，这可能造成端部执行器204沿其运动 路径减速，并且加速度计208能够检测到该减速。类似地，端部执行器204可以在沿其行 进路径从致密组。

47、织过渡到密度相对较小的组织时经历加速，加速度计208能够检测到该加 速。计算模块214还能够区分基于组织密度改变的加速/减速与基于外科医生的手部运动 改变加速/减速。例如，计算模块214能够比较来自加速度计208的数据与来自一些其它 类型的传感器(例如，柄部组件202中的应变仪等)的数据，以辨别基于组织密度改变的加 速/减速与基于外科医生的手部运动改变的加速/减速。根据本文的教导内容，一个或多 个加速度计208可以用于检测组织密度和/或组织密度的改变的进一步其它合适的方式对 于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。 0039 功率源206也与柄部组件202相联并且可操作以向端部执行器204传。

48、送功率。尽 管图示的型式将功率源206示为与柄部组件204分开，但是功率源206可以集成到柄部组 件204中。 0040 此外，外科器械200包括与端部执行器204相联的计算模块214、功率源206、加速 度计208、传声器210、和传感器212。计算模块214可以包括任何合适的部件，所述任何合 适的部件可以包括处理器、存储器、或者如根据本文的教导内容对于本领域的普通技术人 员而言将显而易见的任何其它合适的与计算相关的部件。计算模块214可操作以执行或运 行与外科器械200的部件中的任何部件的操作相关的程序或算法。例如，计算模块214可操 作以控制端部执行器204的步骤或者传声器210、传感器。

49、212、和加速度计208的步骤。此 外，计算模块214可以通过柄部组件204与功率源206相联，使得计算模块214可操作以控 制或利用功率源206来执行计算模块214的任何合适的例行程序和/或程序。因此，计算 模块214可操作以执行控制逻辑。 0041 尽管计算模块214被示为定位在柄部组件202内，但是应当理解，计算模块214可 以定位在任何合适的位置处。例如，计算模块214可以定位在端部执行器204中、功率源206 中、并且/或者甚至可以被容纳在定位于柄部组件202与功率源206之间的模块内。在进 一步其它的示例性型式中，应当理解，计算模块214不必限于单个计算模块214。计算模块 214可以能够使得使用多个计算模块214，其中所述多个计算模块214可以定位在单一位置 处或者遍布外科器械200或者甚至远程地定位。 0042 如上所述，端部执行器204包括传声器210、传感器212、和加速度计208。还应当 理解，在外科手术中使用端部执行器204可能涉及通过端部执行器204向手术部位提供超 声振动。还应当理解，向手术部位传送超声振动造成由端部执行器204产生音调或音高。例 如，应当理解。