(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波手術器具であって、
長手方向軸に沿って伸びる長さを有するエンドエフェクタを備え、該エンドエフェクタは、前記長さに沿って不連続な音響インピーダンス値を有し、
前記エンドエフェクタは、
第１の固有音響インピーダンス値を有する第１の部分であって、前記長手方向軸に沿って配置され、近位端及び遠位端を備える、第１の部分と、
前記第１の固有音響インピーダンス値とは異なる第２の固有音響インピーダンス値を有する第２の部分であって、前記長手方向軸に沿って前記第１の部分の前記近位端と前記遠位端との間に配置されて、前記第２の部分がないエンドエフェクタに比べて、前記遠位端での超音波変位に対して所定のレベル以上で変位する前記エンドエフェクタの領域であって、前記エンドエフェクタにおける組織効果を達成し得る前記領域を増大させる、第２の部分と、を備え、
前記第２の固有音響インピーダンス値が、前記第１の固有音響インピーダンス値よりも低く、
前記第２の部分は、ノードのギャップ内に少なくとも位置する、
超音波手術器具。
【請求項２】
前記第１の部分が、近位端セグメント及び遠位端セグメントを備え、
前記第２の部分が、挿入セグメントを備え、
前記挿入セグメントが、前記近位端セグメントと前記遠位端セグメントとの間に位置する、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項３】
前記近位端セグメント及び前記遠位端セグメントの両方が、第１の材料を含み、前記挿入セグメントが、第２の材料を含む、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項４】
前記挿入セグメントが、前記エンドエフェクタ上で１つの領域に材料のコーティングを備える、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項５】
前記遠位端セグメント、前記近位端セグメント、及び前記挿入セグメントが、一致する断面積を有する、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項６】
前記挿入セグメントが、前記近位端セグメント及び前記遠位端セグメントの断面積よりも小さな断面積を有する、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項７】
前記挿入セグメントが内部空洞を備える、請求項６に記載のエンドエフェクタ。
【請求項８】
前記挿入セグメントが、前記ノードのギャップの位置に相当する位置に配置される、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項９】
前記挿入セグメントが、アルミニウム、又はアルミニウム合金を含み、前記近位端セグメント及び前記遠位端セグメントが、ステンレス鋼を含む、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１０】
前記挿入セグメントが、アルミニウム又はアルミニウム合金を含み、前記近位端セグメント及び前記遠位端セグメントが、チタン又はチタン合金を含む、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１１】
超音波手術用ブレードを備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１２】
前記超音波手術用ブレードが、
長手方向軸を定める本体であって、前記本体が近位端及び遠位端を有し、前記遠位端が振動子により発生する振動によって前記長手方向軸に沿って動くことができる、本体と、
前記近位端から前記遠位端まで延びる処置領域と、
ほぼ平坦な広い上面と、
底面と、を備える、請求項１１に記載のエンドエフェクタ。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔背景技術〕
中空コア器具及びソリッドコア器具の両方を含む超音波器具が、多くの医療症状の安全かつ有効な処置のために使用されている。超音波器具及び特にソリッドコア超音波器具は有利であるが、それはこれらが超音波周波数で手術用エンドエフェクタに伝達される機械的振動の形態でエネルギーを使用して組織を切断する及び／又は凝固させるのに使用され得るからである。超音波振動は、好適なエネルギーレベルで有機組織に伝達されて、好適なエンドエフェクタを使用する時、切断、切開、持ち上げ、凝固若しくは焼灼、又は骨からの筋肉組織の分離に使用され得る。ソリッドコア技術を利用する超音波器具は特に有利であるが、それは、超音波振動子から伝達コンポーネント又は導波管を介して手術用エンドエフェクタに伝達され得る超音波エネルギーの量のためである。このような器具は、内視鏡若しくは腹腔鏡外科手術などの、開放又は低侵襲外科手術用に使用することができ、エンドエフェクタはトロカールを通して手術部位に到達する。
【０００２】
このような器具の単一若しくは複数の素子のエンドエフェクタを超音波周波数で作動又は励振することにより、長手方向、横断方向又はねじれ方向の振動運動を引き起こし、この振動運動から近接組織内に局所的な熱が発生し、切断及び凝固の両方を促進する。超音波器具の性質のために、特定の超音波作動型エンドエフェクタは、多くの機能を実行するように設計することができ、これらの機能には、例えば、クランプアセンブリの補助を伴う又は伴わない、組織の切断、凝固、削り落とし若しくは持ち上げが挙げられる。
【０００３】
超音波振動は、例えば、振動子を電気で励振することによって、手術用エンドエフェクタにおいて引き起こされる。振動子は、器具ハンドピース内の１つ以上の圧電又は磁気歪素子から構成され得る。振動子セクションにより生じた振動は、振動子セクションから手術用エンドエフェクタまで延びる導波管などの超音波伝達コンポーネントを介して、手術用エンドエフェクタに伝達される。導波管及びエンドエフェクタは最も好ましくは、振動子と同一の周波数で共振するように設計される。したがって、エンドエフェクタが振動子に取り付けられると、全システム周波数は振動子それ自身と同一の周波数になる。
【０００４】
エンドエフェクタの先端における長手方向超音波振動の片振幅ｄは、
ｄ＝Ａ  ｓｉｎ（ωｔ）
により与えられる共振周波数における単純な正弦波として振舞う。
式中：
ω＝繰り返し周波数ｆの２π倍に等しいラジアン周波数、及び
Ａ＝片振幅である。
長手方向可動域は、頂点間（ｐ−ｔ−ｐ）振幅として定義され、これは正弦波の振幅のちょうど２倍すなわち２Ａである。
【０００５】
ソリッドコア超音波器具は、２つのタイプ、単一素子エンドエフェクタ装置及び複数素子エンドエフェクタに分類され得る。単一素子エンドエフェクタ装置は、ブレード、外科用メス、フック及び／又はボール・コアギュレータなどの器具を含む。複数素子エンドエフェクタは、超音波ブレードに組織を押し付ける機構を含み得る。複数素子エンドエフェクタは、クランプ外科用メス及び／又はクランプコアギュレータ又はクランプアセンブリと単一エンドエフェクタとの任意の組み合わせを備える。複数素子エンドエフェクタは、効果的に超音波エネルギーを組織に結合するためにかなりの圧力が必要とされる時に採用され得る。例えば、超音波クランプコアギュレータは、組織の切断及び凝固、特に弛緩した及び無支持の組織のために採用され得る。クランプと共に超音波ブレードを含む複数素子エンドエフェクタは、組織に圧縮力又はバイアス力を印加して、組織の凝固及び切断を早めることを助長する。
【０００６】
超音波クランプコアギュレータは、組織、特に弛緩した及び無支持の組織、の切断／凝固用の超音波手術器具の改善をもたらし、ここでは、超音波ブレードが、組織に圧縮力又はバイアス力を印加するためのクランプと共に採用され、それによって組織のより速い凝固及び切断が達成される。
【０００７】
超音波器具は、エンドエフェクタの遠位端の長手方向可動域を最大化するために長手方向超音波振動の最大振幅（すなわち、アンチノード）がエンドエフェクタの遠位端に又はその近くに位置するように設計及び製造される。超音波器具の作動長は一般に、エンドエフェクタの遠位端（超音波変位が最大である箇所）からエンドエフェクタに沿ってエンドエフェクタの近位位置までの距離として定義され、ノード（超音波変位が最小である箇所）に接近するにつれて超音波変位は所定のレベル未満に低下する。超音波変位が所定のレベル未満であるノードの周囲のエンドエフェクタのセグメント長は、ノードのギャップとして定義される。したがって、ノードのギャップは、効率的及び／若しくは効果的な切断並びに／又は凝固のために必要な熱を生じるのに不十分な変位を有するノード付近の長さである。
【０００８】
本明細書で使用する時、用語「ノードのギャップ」は、効率的及び／若しくは効果的な切断並びに／又は凝固のために必要な熱を生じるのに不十分な超音波変位を有するエンドエフェクタのセグメント長を意味する。本明細書で使用する時、用語「ノードのギャップ領域」は、ノード付近の区域を意味し、エンドエフェクタの上の若しくは中の区域、又はノード付近のエンドエフェクタに近接する区域を意味し得る。本明細書で使用する時、用語「ノードのエネルギーギャップ」は、効率的及び／若しくは効果的な切断並びに／又は凝固のために必要な熱を生じるのに不十分な超音波変位がノード付近で発生する状態を意味する。
【０００９】
〔発明の概要〕
〔発明が解決しようとする課題〕
ノード付近の比較的低い変位の結果、ノードのギャップ領域内でエンドエフェクタに接触する組織に伝達される熱は、エンドエフェクタの他の領域内でのものよりも低量となる。したがって、ノードのギャップ領域内では、ブレードと接触する組織は直接加熱されない。結果として、組織は効果的に切断及び／若しくは凝固されず、組織はノードのギャップ領域内でエンドエフェクタに固着し得るか、又は、横に切断されずに単純に乾燥し得る。効果的にノードのギャップを除去する超音波手術器具内での使用のためのエンドエフェクタを提供することが望ましい。
【００１０】
〔課題を解決するための手段〕
１つの実施形態では、超音波手術器具と共に使用するためのエンドエフェクタは、第１の固有音響インピーダンス値を有する第１の部分、及び、第２の固有音響インピーダンス値を有する第２の部分を備える。第２の固有音響インピーダンス値は、第１の固有音響インピーダンス値よりも低い。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の種々の実施形態の新規特性を、添付の特許請求の範囲に具体的に記載する。しかしながら、その更なる目的及び利点と共に、組織及び操作方法の両方に関して、本発明の種々の実施形態は、添付図面と共に、以下の説明を参照することにより最良に理解され得る。
【図１】超音波システムの１つの実施形態。
【図２】超音波器具のための接続ユニオン／ジョイントの１つの実施形態。
【図３Ａ】図１に示される超音波システムに連結され得る単一素子エンドエフェクタを備える超音波手術器具の１つの実施形態の分解斜視図。
【図３Ｂ】複数素子エンドエフェクタを備える超音波手術器具の１つの実施形態。
【図３Ｃ】図３Ｂに示される複数素子エンドエフェクタの１つの実施形態の詳細な斜視図。
【図３Ｄ】図３Ｂ及び図３Ｃに示される複数素子エンドエフェクタの１つの実施形態を備える超音波システムの１つの実施形態。
【図４】複数素子エンドエフェクタの１つの実施形態の斜視図。
【図５】エンドエフェクタの１つの実施形態における長さ／距離の関数としての超音波変位のグラフ。
【図６】エンドエフェクタの１つの実施形態における長さ／距離の関数としての整流された超音波変位のグラフ。
【図７】エンドエフェクタの主要部分とは異なる固有音響インピーダンス値を有する挿入セグメントを備える単一素子エンドエフェクタの種々の実施形態のうち、１つの挿入セグメントを備える単一素子エンドエフェクタの１つの実施形態の側面図。
【図８】エンドエフェクタの主要部分とは異なる固有音響インピーダンス値を有する挿入セグメントを備える単一素子エンドエフェクタの種々の実施形態のうち、３つの挿入セグメントを備える単一素子エンドエフェクタの１つの実施形態の側面図。
【図９】エンドエフェクタの主要部分とは異なる固有音響インピーダンス値を有する挿入セグメントを備える単一素子エンドエフェクタの種々の実施形態のうち、３つの挿入セグメントを備える単一素子エンドエフェクタの１つの実施形態の側面図。
【図１０】ステンレス鋼エンドエフェクタの種々の実施形態の長さ／距離の関数としての整流された超音波変位のグラフのうち、ステンレス鋼から全体が形成されたエンドエフェクタについての長さ／距離の関数としての整流された超音波変位のグラフ。
【図１１】ステンレス鋼エンドエフェクタの種々の実施形態の長さ／距離の関数としての整流された超音波変位のグラフのうち、ステンレス鋼部分の断面積と一致する断面積を有するアルミニウム挿入セグメントを備えるステンレス鋼エンドエフェクタについての長さ／距離の関数としての整流された超音波変位のグラフ。
【図１２】ステンレス鋼エンドエフェクタの種々の実施形態の長さ／距離の関数としての整流された超音波変位のグラフのうち、ステンレス鋼部分の断面積の半分の断面積を有するアルミニウム挿入セグメントを備えるステンレス鋼エンドエフェクタについての長さ／距離の関数としての整流された超音波変位のグラフ。
【図１３】超音波手術器具の種々の実施形態のうち、挿入セグメントを有さない従来の構成での超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図１４】超音波手術器具の種々の実施形態のうち、ノードのギャップ領域においてクランプアームアセンブリ内に配置された挿入セグメントを有する超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図１５】超音波手術器具の種々の実施形態のうち、クランプアームアセンブリ内に配置された隆起挿入セグメントを有する超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図１６】超音波手術器具の種々の実施形態のうち、ノードからずれたクランプアームアセンブリ内に配置された挿入セグメントを有する超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図１７】超音波手術器具の種々の実施形態のうち、開放位置においてクランプアームアセンブリ内に配置された挿入セグメントを有する超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図１８】超音波手術器具の種々の実施形態のうち、閉鎖位置においてクランプアームアセンブリ内に配置された挿入セグメントを有する超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図１９】クランプアームアセンブリと手術用ブレードとを備える複数素子エンドエフェクタの１つの実施形態の部分側面図。
【図２０】図１９に示される複数素子エンドエフェクタの１つの実施形態の斜視図。
【図２１】クランプアームアセンブリと手術用ブレードとを備える複数素子エンドエフェクタの１つの実施形態の部分側面図。
【図２２Ａ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、開放位置にあり、及び、非作動状態であり、及び、延長部材の遠位端に向けて配置されたパッドを有する、超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図２２Ｂ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、図２２Ａの超音波手術器具の１つの実施形態の端面図。
【図２３Ａ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、閉鎖位置にあり、及び、作動状態であり、及び、延長部材の遠位端にむけて配置されたパッドを有する、超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図２３Ｂ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、図２３Ａの超音波手術器具の１つの実施形態の端面図。
【図２４Ａ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、開放位置にあり、及び、作動状態であり、及び、延長部材の遠位端に向けて配置されたパッドを有する、超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図２４Ｂ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、図２４Ａの超音波手術器具の１つの実施形態の端面図。
【図２５Ａ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、延長部材上に配置され及びノードに位置するパッドを有する、開放位置にあり、並びに、非作動状態である、超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図２５Ｂ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、延長部材上に配置され及びノードから遠位にずれたパッドを有する、開放位置にあり、並びに、非作動状態である、超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図２５Ｃ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、延長部材上に配置され及びノードから近位にずれたパッドを有する、開放位置にあり、並びに、非作動状態である、超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図２５Ｄ】作動中の手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態のうち、延長部材上に配置され及びノードをまたがる異なる長さのパッドを有する、開放位置にあり、並びに、非作動状態である、超音波手術器具の１つの実施形態の部分側面図。
【図２６Ａ】単一素子エンドエフェクタの種々の実施形態のうち、内部空洞又は穴を備える単一素子エンドエフェクタの側断面図。
【図２６Ｂ】単一素子エンドエフェクタの種々の実施形態のうち、内部空洞又は穴を備える単一素子エンドエフェクタの側断面図。
【図２６Ｃ】単一素子エンドエフェクタの種々の実施形態のうち、内部空洞又は穴を備える単一素子エンドエフェクタの側断面図。
【図２６Ｄ】単一素子エンドエフェクタの種々の実施形態のうち、内部空洞又は穴を備える単一素子エンドエフェクタの端断面図。
【図２６Ｅ】単一素子エンドエフェクタの種々の実施形態のうち、内部空洞又は穴を備える単一素子エンドエフェクタの端断面図。
【図２７】ブレード内に配置された挿入セグメントと、クランプアームアセンブリの組織パッド内に配置された組織パッド挿入セグメントと、延長部材上に配置されたパッドと、を有する超音波エンドエフェクタの１つの実施形態の部分側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
種々の実施形態の詳細を説明する前に、これらの実施形態は、その用途又は使用において、添付の図面及び説明に例示される部品の構成並びに配設の詳細に制限されないことが留意されるべきである。例示的な実施形態は、他の実施形態、変形物、及び修正物に導入又は組み込まれてもよく、様々な方法で実践又は実施されてもよい。例えば、以下に開示される手術器具、エンドエフェクタ及びブレードの構成は、単なる例示であって、これらの範囲又は用途を制限することを意図するものではない。更に、特に指示がない限り、本明細書に採用される用語及び表現は、読者の便宜上、例示的な実施形態を説明するために選択されており、これらの範囲を制限するためではない。
【００１３】
これらの種々の実施形態は、広くは、手術器具内で使用するための超音波手術用エンドエフェクタに関し、より特定的には、ノードのギャップ領域におけるエレベーター、切断及び凝固特性が改善された超音波手術用エンドエフェクタに関する。種々の実施形態は、広くは、骨及び組織の取り外し、吸引、及び凝固特性を改善するための、超音波手術用エンドエフェクタ並びに器具に関する。種々の実施形態によるエンドエフェクタは、とりわけ、その切断及び凝固特性により、出血を制御しながらの骨及び／若しくは組織の取り外し、例えば、骨からの筋肉組織の取り外しが望ましい手術において、特に有益である。しかしながら、エンドエフェクタは、一般の軟組織の切断及び凝固についても有用であり得る。エンドエフェクタは、真直ぐであっても又は曲がっていてもよく、開放用途又は腹腔鏡用途のいずれかに有用であり得る。種々の実施形態によるエンドエフェクタは、脊椎手術、特に骨から筋肉を取り外すための背面からの接近を支援するのに有用であり得る。種々の実施形態によるエンドエフェクタは、骨から筋肉を取り外すのに必要とされる使用者の力を低減することができ、種々の実施形態では、同時に組織を止血封止又は焼灼するために有用であり得る。手術器具を操作するための力を低減することにより、使用者の疲労の低減、精密さの改善、及び不必要な組織損傷の低減がもたらされ得る。開放用途及び腹腔鏡用途の両方に有用であり得る様々な異なるエンドエフェクタ構成が開示される。
【００１４】
超音波手術器具の例は、米国特許第５，３２２，０５５号及び同第５，９５４，７３６号に開示され、例えば、米国特許第６，３０９，４００（Ｂ２）号、同第６，２７８，２１８（Ｂ１）号、同第６，２８３，９８１（Ｂ１）号、及び同第６，３２５，８１１（Ｂ１）号に開示されている超音波ブレード及び手術器具と組み合わせて、これらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。これらの参照文献は、ブレードの長手方向モードが励振される、超音波手術器具設計及びブレード設計を開示している。本明細書に開示される装置及び方法の、構造、機能、製造並びに使用の原理について、総合的な理解を提供するために、特定の実施形態を以後記載する。これらの実施形態の１つ以上の例を添付の図面に示す。当業者は、本明細書で明確に記載され、添付の図面に示される装置及び方法が、非限定の実施形態であり、種々の実施形態の範囲は、特許請求の範囲のみにより定義されることを理解するであろう。１つの実施形態に関連して示され又は記載される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わされてもよい。こうした修正及び変形は特許請求の範囲内に含まれるものとする。
【００１５】
１つの一般的な態様では、種々の実施形態は、超音波手術器具と共に使用するためのエンドエフェクタを目的とする。エンドエフェクタは、第１の固有音響インピーダンス値を有する第１の部分、及び、第２の固有音響インピーダンス値を有する第２の部分を備える。第２の固有音響インピーダンス値は、第１の固有音響インピーダンス値よりも低い。
【００１６】
別の一般的な態様では、種々の実施形態は、超音波手術器具と共に使用するためのエンドエフェクタを目的とする。エンドエフェクタは、第１の音響インピーダンス材で構成される遠位端セグメント、第２の音響インピーダンス材で構成される遠位挿入セグメント、第３の音響インピーダンス材で構成される中位挿入セグメント、第４の音響インピーダンス材で構成される近位挿入セグメント、及び第５の音響インピーダンス材で構成される近位端セグメントを備える。
【００１７】
更に別の一般的な態様では、種々の実施形態が、超音波手術器具と共に使用するためのエンドエフェクタを目的とする。エンドエフェクタは、近位端セグメント、遠位端セグメント、及び挿入セグメントを備え、挿入セグメントは近位端セグメントと遠位端セグメントとの間に位置する。エンドエフェクタの挿入セグメントは、減衰材、又は、近位端セグメント及び遠位端セグメントの固有音響インピーダンス値とは異なる固有音響インピーダンス値を有する材料、を含む。
【００１８】
更に別の一般的な態様では、種々の実施形態は、複数のセグメントを備える超音波手術用ブレードを目的とする。複数のセグメントのうちの少なくとも１つは、ノードのエネルギーギャップを埋める及び／又は狭めるように構成される。更に別の一般的な態様では、種々の実施形態は、単一の材料を含む超音波手術用ブレードを目的とする。ブレードの固有音響インピーダンスは長さに沿って変化する。
【００１９】
更に別の一般的な態様では、種々の実施形態は、所定の周波数で長手方向軸に沿って振動を発生するように構成された振動子を備える手術器具を目的とする。超音波ブレードは、振動子に連結されており、長手方向軸に沿って延びる。ブレードは、近位端と遠位端とを有する本体を含む。遠位端は、振動子により発生する振動によって長手方向軸に沿って動くことができる。近位端と遠位端とを有する非振動式クランプアームアセンブリは、本体に近接して枢動可能に配置される。クランプアームアセンブリは開放位置から閉鎖位置へ枢動可能に動くことができる。非振動式クランプアームアセンブリは、近位組織パッドセグメント、遠位組織パッドセグメント、及び、近位組織パッドセグメントと遠位組織パッドセグメントとの間に配置される組織パッド挿入セグメントを備える。
【００２０】
更に別の一般的な態様では、種々の実施形態は、所定の周波数で長手方向軸に沿って振動を発生するように構成された振動子を備える手術器具を目的とする。超音波ブレードは、振動子に連結されており、長手方向軸に沿って延びる。ブレードは、近位端と遠位端とを有する本体を含む。遠位端は、振動子により発生する振動によって長手方向軸に沿って動くことができる。延長部材は、近位端と遠位端とを備え、本体に近接して配置される。延長部材は更に、延長部材の遠位端に配置され、かつ本体と延長部材の遠位端との間に位置するパッドを備える。
【００２１】
更に別の一般的な態様では、種々の実施形態は、所定の周波数で長手方向軸に沿って振動を発生するように構成された振動子を備える手術器具を目的とする。超音波ブレードは、振動子に連結されており、長手方向軸に沿って延びる。ブレードは、近位端と遠位端とを有する本体を含む。遠位端は、振動子により発生する振動によって長手方向軸に沿って動くことができる。近位端と遠位端とを備える保護シースは、本体に近接して配置される。保護シースは更に、保護シースの遠位端に配置され、かつ本体と保護シースの遠位端との間に位置するパッドを備える。
【００２２】
図１は、超音波システム１０の１つの実施形態を示す。超音波システム１０の１つの実施形態は、超音波振動子１４に連結された超音波信号発生器１２と、ハンドピースハウジング１６を備えるハンドピースアセンブリ６０とを備える。超音波振動子１４の遠位端は、単一素子又は複数素子のエンドエフェクタに連結された細長伝達コンポーネントを備える超音波伝達アセンブリへの連結に適合化されている。超音波振動子１４は、「ランジュバンスタック」として既知であり、一般に、振動部分１８、第１の共振子すなわちエンドベル２０、及び第２の共振子すなわちフォアベル（fore-bell）２２、並びに補助コンポーネントを含む。超音波振動子１４の長さは、好ましくは、本明細書により詳細に記載されるシステム波長の２分の１の整数倍（ｎλ／２）である。音響アセンブリ２４は、超音波振動子１４、ノーズコーン２６、速度変換器２８、及び、超音波伝達アセンブリに連結するように適合化された表面３０を含む。
【００２３】
本明細書では、用語「近位」及び「遠位」は、ハンドピースアセンブリ６０を握っている臨床医に準拠して使用されることが理解されよう。それゆえに、エンドエフェクタは、より近位のハンドピースアセンブリ６０に対して遠位である。本明細書では、便宜及び明確さのために、「上部」及び「底部」などの空間的用語もまたハンドピースアセンブリ６０を握っている臨床医に関して使用されることが更に理解されよう。しかしながら、手術器具は、多くの配向及び配置において使用され、これらの用語は、制限的及び絶対的であることが意図されない。
【００２４】
エンドベル２０の遠位端は振動部分１８の近位端に連結され、フォアベル２２の近位端は振動部分１８の遠位端に連結される。フォアベル２２及びエンドベル２０は、振動部分１８の厚さ、エンドベル２０とフォアベル２２を製造するのに使用された材料の密度及び弾性率、並びに、超音波振動子１４の共振周波数などの、数多くの変数により決定される長さを有する。ファアベル２２は、速度変換器２８として超音波振動振幅を増幅するためにその近位端からその遠位端に向かって内向きに先細にされてもよく、又は、増幅を有さなくてもよい。好適な振動周波数範囲は約２０Ｈｚ〜１２０Ｈｚであり得、非常に適した振動周波数範囲は約３０〜１００ｋＨｚであり得、好適な動作周波数範囲は例えばおよそ５５．５ｋＨｚであり得る。
【００２５】
圧電素子３２は、例えば、チタン酸ジルコニウム酸鉛、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、又は他の圧電セラミック材料などの任意の好適な材料から製造され得る。正極３４、負極３６、及び圧電素子３２はそれぞれ中心を通って延びる穴を有する。正極３４及び負極３６は各々ワイヤ３８及びワイヤ４０に電気で連結されている。ワイヤ３８及び４０はケーブル４２の内部に入れられ、超音波システム１０の超音波信号発生器１２に電気で接続することができる。
【００２６】
音響アセンブリ２４の超音波振動子１４は、超音波信号発生器１２からの電気信号を機械的エネルギーに変換し、この機械的エネルギーにより、超音波周波数で超音波振動子１４及びエンドエフェクタの主に長手方向の振動運動を生じる。好適な発生器は、オハイオ州シンシナティ（Cincinnati）にあるエチコン・エンド−サージェリー社（Ethicon Endo-Surgery, Inc.,）から、モデル番号ＧＥＮ０４として入手可能である。音響アセンブリ２４が励振されると、振動運動定常波が音響アセンブリ２４を通して生じる。音響アセンブリ２４に沿う任意の点での振動運動の振幅は、振動運動が測定される音響アセンブリ２４に沿う位置に依存し得る。振動運動定常波内の最小又はゼロ交差は、一般に、ノード（すなわち、運動が最小である箇所）と称され、定常波内の局所的最大絶対値又はピークは、一般に、アンチノード（すなわち、運動が最大である箇所）と称される。アンチノードとその最も近いノードとの間の距離は、波長の４分の１（λ／４）である。
【００２７】
ワイヤ３８及び４０は、超音波信号発生器１２から正極３４及び負極３６に電気信号を伝達する。圧電素子３２は、例えば、フットスイッチ４４などのトリガー機構に反応して超音波信号発生器１２から供給される電気信号により励振されて、音響アセンブリ２４内に音響定常波を発生させる。電気信号により、結果的に材料内の大きな圧縮力となる繰り返し小変位の形態で圧電素子３２内に擾乱が生じる。繰り返し小変位により、圧電素子３２が電圧勾配の長手方向軸に沿って連続的な様式で伸展及び収縮し、超音波エネルギーの長手方向の波を発生する。超音波エネルギーは、超音波伝達導波管などの超音波伝達コンポーネントを介して音響アセンブリ２４を通ってエンドエフェクタに伝達される。
【００２８】
音響アセンブリ２４がエンドエフェクタにエネルギーを供給するためには、音響アセンブリ２４の全コンポーネントはエンドエフェクタに音響的に連結されなければならない。超音波振動子１４の遠位端は、スタッド４８などのねじ付き継手により超音波伝達導波管の近位端に表面３０で音響的に連結され得る。
【００２９】
音響アセンブリ２４のコンポーネントは、好ましくはいずれかのアセンブリの長さが波長の２分の１の整数倍（ｎλ／２）であるように音響的に調整されてもよく、式中、波長λは、音響アセンブリ２４の予め選択された波長、又は動作する長手方向振動駆動周波数ｆｄの波長であり、ｎは任意の正の整数である。また、音響アセンブリ２４は、音響素子の任意の好適な構成を組み込んでもよいことが想到される。
【００３０】
図２は、音響アセンブリ２４と、超音波伝達導波管などの超音波伝達コンポーネントとの間の超音波器具用接続ユニオン／ジョイント７０の１つの実施形態を示す。接続ユニオン／ジョイント７０は、超音波伝達導波管の取り付け柱５４と、音響アセンブリ２４の遠位端における速度変換器２８の表面３０との間に形成され得る。取り付け柱５４の近位端は、雌ねじ付きのほぼ円筒形の凹部６６を備えて、その凹部にねじ付きスタッド４８の一部を受け入れる。速度変換器２８の遠位端はまた、雌ねじ付きのほぼ円筒形の凹部６８を備えて、ねじ付きスタッド４８の一部を受け入れてもよい。凹部６６及び６８は、ほぼ周囲方向並びに長手方向に位置合わせされる。別の実施形態（図示せず）では、スタッドは超音波振動子の先端の一体型コンポーネントである。例えば、ねじ付きスタッド及び速度変換器は、音響アセンブリの遠位端において速度変換器の遠位表面から突出するスタッドと単一ユニット構成であってもよい。この実施形態では、スタッドは別個のコンポーネントではなく、振動子の先端に凹部を必要としない。
【００３１】
図３Ａは、超音波システム１０のハンドピースアセンブリ６０（図１）に連結され得る単一素子エンドエフェクタを備える超音波手術器具１００の１つの実施形態の分解斜視図を示す。超音波手術器具１００は、上記超音波システム１０と共に採用され得る。しかしながら、本明細書で記載されているように、当業者は、本明細書に開示される超音波手術器具の種々の実施形態、並びに、これらのあらゆる等価構造がおそらく、これらの範囲から離れることなく、他の既知の超音波手術器具と組み合わせて効果的に使用できることを理解するであろう。それゆえに、本明細書に開示される種々の超音波手術用エンドエフェクタの実施形態に与えられる保護は、上記の例示的な超音波手術器具と組み合わせる場合のみの使用に制限すべきではない。
【００３２】
図３Ａに示される実施形態では、細長伝達コンポーネントは超音波導波管１０４として示され、エンドエフェクタは組織の切断及び又は凝固に好適な単一素子エンドエフェクタ又はブレード５０として示される。ブレード５０は、対称であっても又は非対称であってもよい。
【００３３】
ブレード５０の長さは、システム波長の２分の１の整数倍（ｎλ／２）にほぼ等しくなり得る。ブレード５０の遠位端５２は、遠位端５２の最大長手方向可動域を提供するためにアンチノードの近くに配置され得る。振動子アセンブリが励振されると、ブレード５０の遠位端５２は、所定の振動周波数で、例えば、頂点間においておよそ１０〜５００マイクロメートルの範囲で、好ましくは約３０〜１５０マイクロメートルの範囲で、動くように構成され得る。
【００３４】
ブレード５０は、超音波伝達導波管１０４に連結され得る。図示されているブレード５０及び超音波伝達ガイド１０４は、例えば、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ（アルミニウムとバナジウムとを含むチタンの合金）、アルミニウム、ステンレス鋼、他の既知の材料、又はこれらの組み合わせなどの超音波エネルギーの伝達に好適な材料からの単一ユニットの構成体として形成される。あるいは、ブレード５０は、超音波伝達導波管１０４から分離可能で（及び異なる組成を有し）、例えば、スタッド、溶接、接着、迅速接続又は他の好適な既知の方法により連結され得る。超音波伝達導波管１０４の長さは、例えば、システム波長の２分の１の整数倍（ｎλ／２）にほぼ等しくなり得る。超音波伝達導波管１０４はまた、好ましくは、例えば、チタン合金（例えば、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）又はアルミニウム合金などの超音波エネルギーを効果的に伝播する材料から構成されたソリッドコアシャフトから製造され得る。超音波伝達導波管１０４はまた、同様の材料から構成された中空コアシャフトから製造され得る。超音波伝達導波管１０４はまた、例えば、中空空洞がシャフトの長さに沿って様々な位置で配置されるソリッドコアシャフトのような、ソリッド／中空コアシャフトの組み合わせで製造され得る。
【００３５】
図３Ａに示される実施形態では、超音波伝達導波管１０４は、Ｏリング１０８及びシーリングリング１１０を取り付けることによって、外側シース１０６内に配置される。１つ以上の追加の制動子又は支持部材（図示せず）もまた、超音波伝達導波管１０４に沿って含まれ得る。超音波伝達導波管１０４は、外側シース１０６の取り付け穴１１４及び超音波伝達導波管１０４内の取り付け穴１１６を通過する取り付けピン１１２によって、外側シース１０６に固定される。
【００３６】
超音波伝達導波管１０４は、スタッド４８（図２）などのねじ付き継手により超音波伝達導波管１０４の表面３０に連結するために、近位端において長手方向に突出する取り付け柱５４を備える。超音波伝達導波管１０４は、複数のノードに配置された、複数の安定化用シリコーンリング又は適合する支持体（図示せず）を備え得る。シリコーンリングは、望ましくない振動を制動し、外側シース１０６からの超音波エネルギーを遮断し、最大効率でブレード５０の遠位端５２への長手方向における超音波エネルギーの流れを確保する。
【００３７】
外側シース１０６は一般に、ハブ及び細長管状部材を含む。管状部材はハブに取り付けられ、それを通って長手方向に延びる開口部を有する。超音波伝達導波管１０４は、管状部材の開口部を通って延び、振動子１４の遠位端に取り付く。前述のように、外側シース１０６は、取り付け穴１１４を通過した取り付けピン１１２によって、超音波伝達導波管１０４に取り付く。外側シース１０６は、ハウジング１６の遠位端に取り付けられてもよく、又は、過剰な曲げトルクが手術中に印加された時に外側シース１０６の後ハブがハウジング１０６により支持されるようにハウジング１６に取り付けられたアダプターに取り付けられてもよい。シリコーンリングは、外側シース１０６から超音波伝達導波管１０４を分離する。
【００３８】
シースのアダプターは好ましくはプラスチックから構成され、管状部材はステンレス鋼から製造される。あるいは、超音波伝達導波管１０４はそれを囲むポリマー材を有して、超音波伝達導波管１０４を外部接触から遮断してもよい。
【００３９】
超音波伝達導波管１０４の遠位端は、好ましくはアンチノードにおいて又はその近くで、内側ねじ付き継手によりブレード５０の近位端に連結され得る。ブレード５０は、溶接継手又は同等の手段などの任意の好適な手段によって、超音波伝達導波管１０４に取り付けられてもよい。ブレード５０は超音波伝達導波管１０４から取り外し可能であってもよいが、ブレード５０及び超音波伝達導波管１０４が単一の一体型ピースとして形成され得ることも想到される。
【００４０】
超音波手術器具１００は、例えば、ガンマ線滅菌、エチレンオキシドプロセス、オートクレーブ、滅菌液への浸漬、又は他の既知のプロセスなどの当該技術分野において既知の方法により滅菌され得る。図示した実施形態では、超音波伝達アセンブリ１０２は、一般に超音波ブレード５０として呼ばれる超音波エンドエフェクタと、超音波伝達導波管１０４とを含む。ブレード５０及び超音波伝達導波管１０４は、例えば、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ、アルミニウム、ステンレス鋼、他の既知の材料、及びこれらの組み合わせなどの超音波エネルギーの伝達に好適な材料からの単一ユニットの構成体として示される。あるいは、超音波ブレード５０は、超音波伝達導波管１０４から分離可能で（及び異なる組成を有し）、例えば、スタッド、溶接、接着、迅速接続又は他の既知の方法により連結され得る。超音波伝達導波管１０４は、例えば、システム波長の２分の１の整数倍（ｎλ／２）にほぼ等しい長さを有し得る。
【００４１】
図３Ｂは、図３Ａに示される複数素子エンドエフェクタを備える超音波手術器具１００２の１つの実施形態を示す。図３Ｃは、図３Ｂに示される複数素子エンドエフェクタの１つの実施形態の斜視図を示す。図３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄを参照しながら、クランプ式凝固切開装置１００２は、好ましくは、１つのユニットとして音響アセンブリに取り付けること及びそこから取り外すことができる。クランプ式凝固切開装置１００２の近位端は好ましくは、音響アセンブリ１８の遠心面３０に音響的に連結する。クランプ式凝固切開装置１００２は、任意の好適な手段により、音響アセンブリ１８に連結され得る。
【００４２】
クランプ式凝固切開装置１００２は好ましくは、器具ハウジング１００４及び細長部材１００６を含む。細長部材１００６は、器具ハウジング１００４に対して選択的に回転され得る。器具ハウジング１００４は、旋回式ハンドル部分１０２８及び固定式ハンドル部分１０２９を含む。
【００４３】
インデックス機構（図示せず）は器具ハウジング１００４の空洞内に配置される。インデックス機構は好ましくは、内側チューブ１０１４上に連結又は取り付けられて、旋回式ハンドル部分１０２８の動きを内側チューブ１０１４の線形運動に変換して、複数素子先端アセンブリ１００８を開閉する。旋回式ハンドル部分１０２８が固定式ハンドル部分１０２９に向かって動く時、インデックス機構は内側チューブ１０１４を後方にスライドさせて、複数素子先端アセンブリ１００８を閉鎖位置内に旋回させる。反対方向での旋回式ハンドル部分１０２８の動きは、インデックス機構をスライドさせて、内側チューブ１０１４を反対方向すなわち前方に配置し、これにより複数素子先端アセンブリ１００８をその開放位置内へと図３Ｂに示される矢印１０２０によって表される方向で旋回させる。
【００４４】
旋回式ハンドル部分１０２８は、親指ループ（thumb loop）１０３０を含む。旋回ピン１０３２を旋回式ハンドル部分１０２８の第１の穴を通して配置して、図３Ｂにおいて矢印１０３４により示されるように旋回させる。旋回式ハンドル部分１０２８の親指ループ１０３０が、器具ハウジング１００４から離れて矢印１０３４の方向で動くにつれて、内側チューブ１０１４は後方にスライドして、複数素子先端アセンブリ１００８を閉鎖位置内に旋回させる。
【００４５】
クランプ式凝固切開装置１００２の細長部材１００６は、器具ハウジング１００４から延びる。細長部材１００６は、好ましくは、外側部材又は外側チューブ１０１２と、内側部材又は内側チューブ１０１４と、伝達コンポーネント又は超音波伝達導波管１０４と、を含む。
【００４６】
複数素子エンドエフェクタ又は複数素子先端アセンブリ１００８は、クランプアーム１０１８、組織パッド１０３６、及び超音波ブレード１０１６を含む。クランプアーム１０１８は、旋回ピン（図示せず）の周りに枢動可能に取り付けられて、矢印１０３８により表される方向に回転する。超音波ブレード１０１６は、ブレード本体の中に内側に延びる先細凹面１０４０を備える。
【００４７】
図３Ｄは、複数素子エンドエフェクタの１つの実施形態を備える超音波システム１０００の１つの実施形態を示す。超音波システム１０００の１つの実施形態は、図１を参照して記載された、超音波振動子１４に連結された超音波発生器１２を備える。超音波振動子１４は、器具ハウジング１００４を備えるクランプ式凝固切開装置１００２に連結される。音響アセンブリ１８は、複数素子先端アセンブリ１００８にエネルギーを供給する。音響アセンブリ１８が複数素子先端アセンブリ１００８にエネルギーを供給するためには、音響アセンブリ１８の全コンポーネントはクランプ式凝固切開装置１００２の超音波作動状態部分に音響的に連結されなければならない。したがって、超音波振動子１４の遠位端は、表面３０においてねじ付き接続スタッド４８によって超音波伝達導波管１０４の遠位端に音響的に連結され得る。
【００４８】
超音波システム１０（図１）を参照して前述したように、音響アセンブリ１８のコンポーネントは、好ましくはいずれかのアセンブリの長さが波長の２分の１の整数倍（ｎλ／２）であるように音響的に調整されてもよく、式中、波長λは、音響アセンブリ１８の予め選択された波長、又は動作する長手方向振動駆動周波数ｆｄの波長であり、ｎは任意の正の整数である。音響アセンブリ１８は、音響素子の任意の好適な構成を組み込んでもよい。
【００４９】
超音波手術器具１００及びクランプ式凝固切開装置１００２は、例えば、ガンマ線滅菌、エチレンオキシドプロセス、オートクレーブ、滅菌液への浸漬、又は他の既知のプロセスなどの当該技術分野において既知の方法により滅菌され得る。図１及び２で示された実施形態では、手術器具１００の超音波伝達アセンブリ１０２は、超音波伝達導波管１０４に連結された単一素子超音波作動型エンドエフェクタ又はブレード５０を含む。ブレード５０及び超音波伝達導波管１０４は、前述したように超音波エネルギーの伝達に好適な材料（例えば、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の既知の材料）からの単一ユニット構成体として示される。あるいは、ブレード５０は、超音波伝達導波管１０４から分離可能で（及び異なる組成を有し）、例えば、スタッド、溶接、接着、迅速接続又は他の好適な既知の方法により連結され得る。
【００５０】
図３Ｂ及び３Ｄに示される実施形態では、クランプ式凝固切開装置１００２の超音波伝達アセンブリ１０２４は、超音波伝達導波管１０４に連結された複数素子先端アセンブリ１００８を含む。超音波伝達導波管１０４の長さは、例えば、システム波長の２分の１の整数倍（ｎλ／２）にほぼ等しくなり得る。超音波伝達導波管１０４は、好ましくは、例えば、チタン合金（すなわち、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）又はアルミニウム合金などの超音波エネルギーを効果的に伝播する材料から構成されたソリッドコアシャフトから製造され得る。
【００５１】
図４は、クランプアームアセンブリ１１０８と超音波ブレード１１１６とを備える複数素子エンドエフェクタ１１１１の１つの実施形態の斜視図である。クランプアームアセンブリ１１０８は、クランプアーム１１１８及び組織パッド１１３６を含む。エンドエフェクタ１１１１は、外側チューブ１１１２の遠位端に配置される。
【００５２】
超音波器具の作動長は、使用中に所望の組織効果（例えば、切断及び凝固）を達成する遠位端からのエンドエフェクタの長さである。超音波器具の作動長は、エンドエフェクタの遠位端（超音波変位が最大である箇所）から、超音波変位が近位方向において所定のレベル未満に低下する箇所までの長さ／距離として定義され得る。作動長の外側では、エンドエフェクタは、例えば、効率的及び／若しくは効果的な切断並びに／又は凝固を達成するのに十分な熱をエンドエフェクタに接触している組織に供給できない。
【００５３】
場合によっては、作動長は、エンドエフェクタの遠位端から、超音波変位が最大変位の５０％に低下する近位位置までの長さとして定義される。５０％水準は、許容可能な切断及び／又は凝固を達成するのに一般に必要な超音波エネルギーを考慮に入れている。しかしながら、超音波変位の他の減少百分率が作動長（及びノードのギャップ）を定量的に定義するために使用されてもよい。当業者は、関与する特定の超音波システムに準拠して作動長（及びノードのギャップ）を定量的に定義することができる。
【００５４】
図５は、エンドエフェクタの１つの実施形態における長手方向超音波振動の波長の２分の１（λ／２）についての、長さ／距離１５４の関数としての超音波変位１５２のグラフ１５０である。作動長１５６は、最大変位１６０が生じるエンドエフェクタの遠位端１５８から、変位が最大変位１６０の５０％に低下した点１６４までの長さである。一般に、作動長１５６は、波長の４分の１（λ／４）の分数である。エンドエフェクタの長さは、システム波長の２分の１の整数倍（ｎλ／２）にほぼ等しくなり得、式中、「ｎ」は任意の正の整数である。したがって、作動長１５６は、エンドエフェクタの全長の更に小さな分数である（不図示）。ノードのギャップ１６６は、中心がノード１６２に位置して、点１６４と点１６３との間に延びるセグメント長に相当する。ノードのギャップ領域（エンドエフェクタの長さに沿ってノードのギャップ１６６に近接する）内の組織には、許容可能な切断及び／又は凝固を達成するのに十分な超音波エネルギーが付与され得ない。ノードのギャップ１６６を橋渡しする、埋めるないしは別の方法で除去することができれば、作動長１５６は実質的に増大し得る。
【００５５】
図６は、エンドエフェクタの１つの実施形態における長手方向超音波振動の全波長（λ）についての、長さ／距離１８４の関数としての整流された超音波変位１８２のグラフ１８０である。ノードのギャップ１９６を橋渡し、埋めないしは別の方法で除去すれば、作動長は潜在的な作動長１８６まで実質的に増大する。ノードのギャップ１９６を橋渡し、埋めないしは別の方法で除去すれば、潜在的な作動長１８６は、エンドエフェクタの遠位端における最大変位の点１９０から、第１のノード１９２Ａ及び相当するノードのギャップ１９６を通過して、超音波変位が最大変位の５０％に低下した点１９４まで延び、遠位端に近接する第２のノード１９２Ｂ及び第１のノード１９２Ａに接近する。
【００５６】
種々の実施形態は、広くは、ノードのギャップを橋渡しする、埋めるないしは別の方法で除去するために開発された方法に関する。種々の実施形態は、より特定的には、ノードのギャップを橋渡しする、埋めるないしは別の方法で除去するための方法を実現する超音波手術器具と共に使用するためのエンドエフェクタに関する。第１の方法は、エンドエフェクタの組成を改変することによってノードのギャップを狭める又は閉じることである。この方法は、ノードのギャップを効果的に橋渡しし得る。第２の方法は、ノードのギャップ領域内の組織に熱を供給することによってノードのギャップを埋めることである。
【００５７】
定義により、ノードにおける超音波変位はゼロである。図６に示されるように、変位は、ノード付近でほぼ線形に絶対値を増す。距離に対する整流された変位の曲線（変位−距離曲線）の勾配がノード付近で増大するならば、ノードのギャップは減少するであろう。勾配が無限（すなわち垂直）に近づく臨界点において、ノードのギャップはゼロに到達することになる。ノード付近における変位を増すために、したがって、ノードのギャップを減少させるために、エンドエフェクタの主要部分を構成する材料よりも相対的に低い固有音響インピーダンス値を有する材料のセグメントが、エンドエフェクタの長手方向軸に沿ってエンドエフェクタに挿入することができる。ノード付近の変位−距離曲線の勾配の相対峻度は、ノードに又はその近くに位置するセグメントに対するエンドエフェクタの主要部分の固有音響インピーダンス値の比率により決定することができる。
【００５８】
固有音響インピーダンスは、媒質における自由進行波内の、ある点での粒子速度に対するその点での実効音圧の比率である。固有音響インピーダンスは、媒質の密度と媒質における音の速度との産物に等しく、固有の材料特性である。システムの固有音響インピーダンスは、システムを構成する材料の固有音響インピーダンスと波が通過するシステムの断面積との産物である。したがって、ノード付近の変位、及び、それゆえにノード付近の変位−距離曲線の勾配は、材料特性の差異、断面積の差異、又はこの両方の組み合わせにより、増大させることができる。
【００５９】
図７〜９は、エンドエフェクタの主要部分とは異なる固有音響インピーダンス値を有する挿入セグメントを備えるエンドエフェクタの種々の実施形態を示す。図７は、１つの挿入セグメント２１２を備える単一素子エンドエフェクタ２００の１つの実施形態の側面図である。エンドエフェクタ２００は、近位端２０４及び遠位端２０６を備え、長手方向軸２０１に沿って延びる。挿入セグメント２１２は、近位端セグメント２０８と遠位端セグメント２１０との間にエンドエフェクタ２００の長手方向軸２０１に沿って位置する。１つの実施形態では、挿入セグメント２１２は、ノード２０２に又はその近くに位置し、ノードのギャップ２１３内に配置され得る。別の実施形態では、挿入セグメント２１２はノードのギャップ２１３内に位置するが、ノード２０２からずれ得る（図示せず）。更に別の実施形態では、長手方向軸２０１に沿う挿入セグメント２１２の長さは、ノードのギャップ２１３の長さに相当し得る。更に別の実施形態では、挿入セグメント２１２は、ノード２０２からずれ、ノードのギャップ２１３の完全に又は部分的に外側にあり得る。
【００６０】
種々の実施形態では、近位端セグメント２０８及び遠位端セグメント２１０は、第１の固有音響インピーダンス値を有するエンドエフェクタ２００の第１の部分又は主要部分を備える。挿入セグメント２１２は、第１の固有音響インピーダンス値とは異なる第２の固有音響インピーダンス値を有する第２の部分を備える。挿入セグメント２１２は、第２の固有音響インピーダンス値を有する材料のエンドエフェクタ２００上にコーティングを備え得る。第１の固有音響インピーダンス値と第２の固有音響インピーダンス値との間の差異は、第１の部分と第２の部分との間の材料特性の差異、又は、第１の部分と第２の部分との間の断面積における差異、あるいはこれらの両方の結果であり得る。種々の実施形態では、相対的に低い固有音響インピーダンス値を有する材料を含む第２の部分と、相対的に高い固有音響インピーダンス値を有する材料を含む第１の部分とに起因して、第２の固有音響インピーダンス値は、第１の固有音響インピーダンス値よりも低い。種々の実施形態では、第１の部分よりも小さな断面積を有する第２の部分に起因して、第２の固有音響インピーダンス値は、第１の固有音響インピーダンス値よりも低い。種々の実施形態では、断面積の低減は、エンドエフェクタ２００の中に空けられた内部の穴又は空洞による（図２６Ａ〜Ｃを参照されたい）。
【００６１】
遠位端セグメント２１０、近位端セグメント２０８及び挿入セグメント２１２は、一致する断面積を備えてもよい。遠位端セグメント２１０及び近位端セグメント２０８は第１の材料を含んでよく、挿入セグメント２１２は、第１の材料よりも低い固有音響インピーダンス値を有する第２の材料を含み得る。あるいは、遠位端セグメント２１０、近位端セグメント２０８及び挿入セグメント２１２は全て同一の材料を含んでもよいが、挿入セグメント２１２は、遠位端セグメント２１０及び近位端セグメント２０８よりも小さな断面積を有してもよい。しかしながら、挿入セグメント２１２の断面積は、ノード２０２において最大化する内部超音波応力を安全に支持する値にしか減少させることができない。減少した断面積により、減少した固有音響インピーダンスが生じ、その結果としてノードのギャップ２１３において超音波変位が増大し、これにより、ノードのギャップ２１３が狭められる。種々の実施形態では、挿入セグメント２１２の断面積の低減は、エンドエフェクタ２００の中に形成された内部の穴又は空洞による（図２６Ａ〜Ｃを参照されたい）。
【００６２】
種々の実施形態では、挿入セグメント２１２は、音響減衰材から構成される。本明細書で使用する時、減衰材は、その材料を通過する音響エネルギーを熱として散逸させるものである。一般に、エンドエフェクタ、及び、超音波器具の他のコンポーネントは、減衰材から構成されないが、それは最小のエネルギー散逸でエンドエフェクタに超音波振動エネルギーを効率的に伝達することが望ましいからである。エンドエフェクタの超音波変位は、組織との相互作用の間に、超音波振動エネルギーを熱エネルギーに変換する。しかしながら、最小超音波変位に起因して、エンドエフェクタは、ノードのギャップにおいて、超音波振動エネルギーを熱エネルギーに効果的又は効率的に変換しなくてもよい。したがって、ノードのギャップにおける又はその近くのエンドエフェクタへの減衰材の挿入により、減衰材からの内部エネルギー損失に起因して、ノードのギャップにおける超音波エネルギーの熱への変換が生じる。特に、減衰材により、内部超音波応力は材料内のノードにおいて最大となって、熱エネルギーとして散逸できるようになる。減衰セグメントからの熱損失は組織に伝導され、ノードのギャップ領域内のノードのエネルギーギャップを効果的に埋める。
【００６３】
種々の実施形態では、挿入セグメント２１２は減衰材を含み、それゆえにエンドエフェクタ２００を備える超音波器具が空気又は他の媒質の中で、組織と接触せずに操作されている時に、熱を潜在的に発生させ続けることが可能である。連続的に生じる熱は、エンドエフェクタ２００のノードのギャップ２１３における局部的温度を上昇させる。温度上昇は、エンドエフェクタ２００の近傍領域への熱移動により緩和され得る。したがって、温度の上昇を緩和するために、種々の実施形態では、挿入セグメント２１２は、遠位端セグメント２１０及び近位端セグメント２０８の断面積よりも小さい断面積を有する減衰材で形成され得る。ノードのギャップ２１３内の材料の量の低減（すなわち、エンドエフェクタ２００の断面積の減少）は固有音響インピーダンス値を減少させ、したがって、ノードのギャップ２１３を狭め及び同時に埋める。種々の実施形態では、挿入セグメント２１２は、減衰性を有する材料からなり、低減された断面積を有する。種々の実施形態では、挿入セグメント２１２の断面積の低減は、エンドエフェクタ２００の中に形成された内部の穴又は空洞による（図２６Ａ〜Ｃを参照されたい）。種々の実施形態では、挿入セグメント２１２は、エンドエフェクタ２００上の部分又は領域内に局部化された減衰材のコーティングを備える。種々の実施形態では、挿入セグメント２１２は、エンドエフェクタ２００上の部分又は領域内に局部化された高摩擦材のコーティングを備える。高摩擦材は、エンドエフェクタ２００の主要部分を構成する材料の摩擦係数よりも大きな摩擦係数を有する。
【００６４】
ノードのギャップ２１３の狭化の絶対値は、挿入セグメント２１２の固有音響インピーダンス値と、遠位端セグメント２１０及び近位端セグメント２０８の固有音響インピーダンス値と、の相対値に直接依存する。ノード２０２付近の変位−距離曲線の勾配の相対峻度は、挿入セグメント２１２の固有音響インピーダンス値に対する遠位端セグメント２１０の固有音響インピーダンス値の比率により決定することができる。異なる固有音響インピーダンス値を有する材料を採用することによりノードのギャップ２１３を実質的に狭めるために、材料が実質的に異なる固有音響インピーダンス値を有することが必要になり得る。このために、相対的に高い固有音響インピーダンス値を有する材料からほぼ形成されるエンドエフェクタが必要になり得る。
【００６５】
図８は、挿入セグメント２３２と２３４と２３６とを備える単一素子エンドエフェクタ２２０の１つの実施形態の側面図である。種々の実施形態では、挿入セグメント２３２、２３４及び２３６は、ノード２２２における又はその近くの近位端セグメント２２８と遠位端セグメント２３０との間に位置し得る。近位端セグメント２２８及び遠位端セグメント２３０は総じて、エンドエフェクタ２２０の主要部分を備える。挿入セグメント２３２は、エンドエフェクタ２２０の主要部分を形成する材料よりも高い固有音響インピーダンス値を有する材料から形成され、エンドエフェクタ２２０の主要部分を形成する材料よりも低い固有音響インピーダンス値を有する材料から形成される２つの追加的な挿入セグメント２３４と２３６との間に位置する。挿入セグメント２３２を形成する材料は、主にその高い固有インピーダンス値に起因して、自己加熱特性を備える。したがって、ノード２２２における又はその近くの中間位置に自己加熱特性を有する挿入セグメント２３２を配置することにより、ノードのギャップを効果的に最小化する又は実質的に除去することができる。この文脈では、最大固有音響インピーダンス値を有する中位挿入セグメント２３２は、上記の音響的減衰性挿入セグメントと同様の方式で機能する。
【００６６】
エンドエフェクタ２２０は近位端２２４及び遠位端２２６を備え、長手方向軸２２１に沿って延びる。中位挿入セグメント２３２は、近位挿入セグメント２３４と遠位挿入セグメント２３６との間に長手方向軸２２１に沿って位置する。近位挿入セグメント２３４、中位挿入セグメント２３２及び遠位挿入セグメント２３６は、近位端セグメント２２８と遠位端セグメント２３０との間に長手方向軸２２１に沿って位置する。遠位端セグメント２３０は第１の音響インピーダンス材を含み、遠位挿入セグメント２３６は第２の音響インピーダンス材を含み、中位挿入セグメント２３２は第３の音響インピーダンス材を含み、近位挿入セグメント２３４は第４の音響インピーダンス材を含み、近位端セグメント２２８は第５の音響インピーダンス材を含む。
【００６７】
１つの実施形態では、（遠位挿入セグメント２３６の）第２の音響インピーダンス材及び（近位挿入セグメント２３４の）第４の音響インピーダンス材は、同一の材料である。１つの実施形態では、（遠位端セグメント２３０の）第１の音響インピーダンス材及び（近位端セグメント２２８の）第５の音響インピーダンス材は、同一の材料である。１つの実施形態では、（遠位端セグメント２３０の）第１の音響インピーダンス材、（中位挿入セグメント２３２の）第３の音響インピーダンス材及び（近位端セグメント２２８の）第５の音響インピーダンス材は、同一の材料である。１つの実施形態では、第１の音響インピーダンス材、第３の音響インピーダンス材及び第５の音響インピーダンス材はそれぞれ、第２の音響インピーダンス材及び第４の音響インピーダンス材よりも大きな固有音響インピーダンス値を有する。１つの実施形態では、５つの音響インピーダンス材は全て、異なる固有音響インピーダンス値を有する。
【００６８】
１つの実施形態では、中位挿入セグメント２３２は、ノード２２２に又はその近くに位置し、ノードのギャップ内に配置され得る。別の実施形態では、中位挿入セグメント２３２は、ノードのギャップ内に位置するがノード２２２からずれ得る（図示せず）。更に別の実施形態では、長手方向軸２２１に沿う挿入セグメント２３２の長さは、ノードのギャップに相当し得る（図示せず）。更に別の実施形態では、中位挿入セグメント２３２は、ノード２２２からずれ、ノードのギャップの完全に又は部分的に外側にあり得る（図示せず）。更に別の実施形態では、近位挿入セグメント２３４、中位挿入セグメント２３２及び遠位挿入セグメント２３６は、ノードのギャップ内に位置し得る。更に別の実施形態では、近位挿入セグメント２３４、中位挿入セグメント２３２及び遠位挿入セグメント２３６は、ノードのギャップの部分的に又は完全に外側にあり得る。
【００６９】
図９は、挿入セグメント２５２と２５４と２５６とを備える単一素子エンドエフェクタ２４０の１つの実施形態の側面図である。エンドエフェクタ２４０は近位端２４４及び遠位端２４６を備え、長手方向軸２４１に沿って延びる。中位挿入セグメント２５２は、近位挿入セグメント２５４と遠位挿入セグメント２５６との間に長手方向軸２４１に沿って位置する。近位挿入セグメント２５４、中位挿入セグメント２５２及び遠位挿入セグメント２５６は、近位端セグメント２４８と遠位端セグメント２５０との間に長手方向軸２４１に沿って位置する。遠位端セグメント２５０は第１の音響インピーダンス材を含み、遠位挿入セグメント２５６は第２の音響インピーダンス材を含み、中位挿入セグメント２５２は第３の音響インピーダンス材を含み、近位挿入セグメント２５４は第４の音響インピーダンス材を含み、近位端セグメント２４８は第５の音響インピーダンス材を含む。
【００７０】
種々の実施形態では、（中位挿入セグメント２５２の）第３の音響インピーダンス材は、（遠位端セグメント２５０の）第１の音響インピーダンス材及び（近位端セグメント２４８の）第５の音響インピーダンス材よりも大きな音響インピーダンス値を有し得る。（遠位挿入セグメント２５６の）第２の音響インピーダンス材及び（近位挿入セグメント２５４の）第４の音響インピーダンス材は、第１の音響インピーダンス材及び第５の音響インピーダンス材よりも低い音響インピーダンス値を有し得る。
【００７１】
１つの実施形態では、中位挿入セグメント２５２は、ノード２４２に又はその近くに位置し、ノードのギャップ内に配置され得る。別の実施形態では、中位挿入セグメント２５２は、ノードのギャップ内に位置するがノード２４２からずれ得る（図示せず）。更に別の実施形態では、長手方向軸２４１に沿う挿入セグメント２５２の長さは、ノードのギャップに相当し得る（図示せず）。更に別の実施形態では、中位挿入セグメント２５２は、ノード２４２からずれ、ノードのギャップの完全に又は部分的に外側にあり得る（図示せず）。更に別の実施形態では、近位挿入セグメント２５４、中位挿入セグメント２５２及び遠位挿入セグメント２５６は、ノードのギャップ内に位置し得る。更に別の実施形態では、近位挿入セグメント２５４、中位挿入セグメント２５２及び遠位挿入セグメント２５６は、ノードのギャップの部分的に又は完全に外側にあり得る。
【００７２】
図７〜９と共に記載される挿入セグメントは、一般に、種々の音響インピーダンス値を有する材料と音響減衰材とを含むセグメントに関して記載されている。しかしながら、上記の挿入セグメントは、種々の音響インピーダンス値を有する材料のコーティングと、音響減衰材のコーティングと、高摩擦材のコーティングとを有する単一素子エンドエフェクタの領域を包含する。更には、異なる音響インピーダンス値を有する挿入セグメントは、例えば、単一の材料を服務単一素子エンドエフェクタの種々の領域を冷間加工することにより、形成することができる。本発明は、この文脈に制限されない。
【００７３】
手術器具の３つのコモンメタルの固有音響インピーダンス値は、実質的に異なる。
【表１】
0005551071.tif 000002
【００７４】
表１は、上記に列挙した材料と、ノードのギャップを橋渡しする及び／又は埋めるための種々の構成とを使用する単一エンドエフェクタデザインに基づく数学的モデルの結果を示す。エンドエフェクタは、主要部分すなわち近位端セグメントと遠位端セグメントとを備える第１の部分を備え、更に、挿入セグメントを備える第２の部分を備える。挿入セグメントの長さ及び配置は、挿入セグメントがノードに位置し、変位−距離曲線の勾配が図１０〜１２に示される所定の変位値で交差するように、選択され得る。長さはミリメートル（インチ）で報告され、挿入セグメントの断面積は、エンドエフェクタの主要部分の断面積の百分率として報告される。
【表２】
0005551071.tif 000003
【００７５】
ノードのギャップにおける最も大幅な低減は、アルミニウム挿入物を備えるステンレス鋼エンドエフェクタに見られる。挿入物なしのステンレス鋼エンドエフェクタは、５０％超音波変位振幅点間で測定される１５．３ｍｍ（０．６０１インチ）のノードのギャップを有する。ステンレス鋼部分の断面積と一致する断面積を有するアルミニウム挿入セグメントを備えるステンレス鋼エンドエフェクタは、５０％超音波変位振幅点間で測定される５．６１ｍｍ（０．２２１インチ）に狭められたノードのギャップを有する。ステンレス鋼部分の断面積の半分の断面積を有するアルミニウム挿入セグメントを備えるステンレス鋼エンドエフェクタは、５０％超音波変位振幅点間で測定される３．４０ｍｍ（０．１３４インチ）に狭められたノードのギャップを有する。これは、ノードのギャップの長さにおいて７８％の低減である。
【００７６】
図１０〜１２は、前述したものと同様なステンレス鋼エンドエフェクタの種々の実施形態の長さ／距離の関数（変位−距離曲線）としての整流された超音波変位のグラフである。図１０は、ステンレス鋼から全体が形成されたエンドエフェクタについての長さ／距離３０４の関数としての整流された超音波変位３０２のグラフ３００である。標準的な作動長３１８は、エンドエフェクタの遠位端３０８（変位が点３１０で最大化される箇所）から、ノード３１２Ａに対して遠位の５０％超音波変位点３１１までで測定される。ノードのギャップ３１６は、ノード３１２Ａのいずれかの側にある５０％超音波変位点３１１と３１３の間に延びる。潜在的な作動長３０６は、遠位端３０８から、ノード３１２Ｂに対して遠位の５０％超音波変位点３１４まで延びる。
【００７７】
図１１は、ステンレス鋼部分の断面積と一致する断面積を有するアルミニウム挿入セグメントを備えるステンレス鋼エンドエフェクタについての長さ／距離３２４の関数としての整流された超音波変位３２２のグラフ３２０である。標準的な作動長３３８は、エンドエフェクタの遠位端３２８から、ノード３３２Ａに対して遠位の５０％超音波変位点３３１までで測定される。ノードのギャップ３３６は、ノード３３２Ａのいずれかの側にある５０％超音波変位点３３１と３３３の間に延びる。潜在的な作動長３２６は、遠位端３２８から、ノード３３２Ｂに対して遠位の５０％超音波変位点３３４まで延びる。図１０におけるノードのギャップ３１６と図１１におけるノードのギャップ３３６を比較すると、ステンレス鋼エンドエフェクタへのアルミニウム挿入セグメントの追加は、ノードのギャップを実質的に狭め得ることが明白であろう。
【００７８】
図１２は、ステンレス鋼部分の断面積の半分の断面積を有するアルミニウム挿入セグメントを備えるステンレス鋼エンドエフェクタについての長さ／距離３４４の関数としての整流された超音波変位３４２のグラフ３４０である。標準的な作動長３５８は、エンドエフェクタの遠位端３４８から、ノード３５２Ａに対して遠位の５０％超音波変位点３５１までで測定される。ノードのギャップ３５６は、ノード３５２Ａのいずれかの側にある５０％超音波変位点３５１と３５３の間に延びる。潜在的な作動長３４６は、遠位端３４８から、ノード３５２Ｂに対して遠位の５０％超音波変位点３５４まで延びる。図１０におけるノードのギャップ３１６と、図１１におけるノードのギャップ３３６と、図１２におけるノードのギャップ３５６とを比較すると、ステンレス鋼エンドエフェクタへのアルミニウム挿入セグメントの追加は、アルミニウム挿入セグメントの断面積がエンドエフェクタのステンレス鋼主要部分の断面積の半分である場合は、ノードのギャップを実質的に更に狭め得ることが明白であろう。
【００７９】
当業者は、エンドエフェクタの特定の構成（すなわち、寸法、形状、及び構成体の的確な材料）が、エンドエフェクタを使用することになる超音波器具の特定の特徴により部分的に決定されることを認識するであろう。しかしながら、本明細書で記載されるエンドエフェクタには、図１〜４を参照しながら記述されたものなどの超音波手術用ブレード設計、又は超音波器具での使用に好適な任意の他の既知の手術器具が挙げられ得るが、これらに限定されない。
【００８０】
本明細書で記載されるエンドエフェクタは、機械加工の任意の既知の方法又は他の好適な加工方法を使用して、製造され得る。例えば、表１のＴＩ−ＴＩ−ＴＩ又はＡＬ−ＡＬ−ＡＬエンドエフェクタは、標準的な旋盤技術及び／又は放電加工（ＥＤＭ）技術を使用して容易に製造することができる。当業者は、例えば、金属の脆化を防止するためのバフ加工を典型的に必要とするＥＤＭ中の改変層の形成といった、採用される特定の機械加工技術に関する詳細を理解するであろう。加えて、主要部分の材料（例えば、表１のＳＳ−ＡＬ−ＳＳ及びＴＩ−ＡＬ−ＴＩ構成）と比較して異なる材料の挿入セグメントを備えるエンドエフェクタは、例えば、レーザー溶接などの任意の好適な方法により製造され得る。
【００８１】
当業者はまた、低減された面積のセグメントの形状及び構成が採用されるエンドエフェクタ及び超音波システムの特定の特徴により部分的に支配されることも認識するであろう。用語「挿入セグメント」は、とりわけ、エンドエフェクタの主要部分に対して低減された断面積を有するエンドエフェクタの部分を記述するために本明細書では使用されていることも認識される。例えば、「挿入セグメント」は、内部空洞又は穴を備えるエンドエフェクタの領域を指し得る。用語「挿入セグメント」はまた、コーティングを備えるエンドエフェクタの領域又は部分を記述するために本明細書で使用されている。用語「挿入セグメント」は、エンドエフェクタのこれらの領域又は部分を一般的な方式で記述することが意図されており、領域又は部分が製造される方法については制限しない。
【００８２】
種々の実施形態は、エンドエフェクタの材料及び／又は形状を操作することにより、ノードのギャップを橋渡しする、埋めるないしは別の方法で除去する（例えば、ノードのギャップの長さを狭める又はノードのエネルギーギャップを熱により埋める）ために記載されている。追加的な実施形態は、エンドエフェクタと相互作用する構造体から生じる熱によりノードのエネルギーギャップを埋めることに関する。これらの実施形態では、エンドエフェクタは、超音波器具の追加的なコンポーネント上に位置するクランプアームの及び／又はパッドの上に位置する挿入セグメントとの摩擦相互作用に起因して生じる熱を伝導する超音波手術用ブレードであり得る。挿入セグメント及び／又はパッドは、摩擦で生じる熱が超音波ブレードのノードのギャップ領域の中に伝導されて、効果的にノードのエネルギーギャップを埋めるように、配置される。
【００８３】
図１３〜１８は、超音波手術器具の種々の実施形態を示す。図１３は、組織パッド挿入セグメントを有さない従来の構成での超音波手術器具４００の１つの実施形態の部分側面図である。超音波手術器具４００は、外側チューブ４１８を備える。超音波手術用ブレード４０２は、振動子に連結されており、長手方向軸４２２に沿って延び、近位端４０６と遠位端４０８とを有する本体を有する。遠位端４０８は、振動子により発生する振動によって長手方向軸４２２に対して動くことができる。超音波手術器具４００は更に、近位端４１２と遠位端４１４とを有する非振動式クランプアームアセンブリ４１０を備える。クランプアームアセンブリ４１０は更に組織パッド４１６を備える。超音波手術用ブレード４０２は、超音波振動波の波長のおよそ４分の１（λ／４）に等しい長さが露出されるように配置され、この長さはブレード４０２の作動長に相当する。クランプアーム４１０は、ノード４２０において又はその近くで旋回する。クランプアーム４１０は、開放位置から閉鎖位置に枢動可能に動くことができる。
【００８４】
図１４は、クランプアームアセンブリ４６０の組織パッド内に配置された挿入セグメント４６８を有する超音波手術器具４５０の１つの実施形態の部分側面図である。超音波手術器具４５０は、外側チューブ４７２を備える。超音波手術器具４５０は、所定の周波数で長手方向軸４７６に沿う振動を発生するように構成された振動子１４（図１）に連結される。超音波手術用ブレード４５２は、振動子１４に連結されており、長手方向軸４７６に沿って延び、近位端４５６と遠位端４５８とを有する本体４５４を有する。遠位端４５８は、振動子により発生する振動によって長手方向軸４７６に沿って動くことができる。超音波手術器具４５０は更に、近位端４６２と遠位端４６４とを有する非振動式クランプアームアセンブリ４６０を備える。クランプアームアセンブリ４６０は更に近位組織パッドセグメント４６６、遠位組織パッドセグメント４７０、及び、近位組織パッドセグメント４６６と遠位組織パッドセグメント４７０との間に配置される組織パッド挿入セグメント４６８を備える。クランプアームアセンブリ４６０は、図１３〜１７に示されるような開放位置から、図１８に示されるような閉鎖位置まで、枢動可能に動くことができる。クランプアームアセンブリ４６０は、閉鎖位置にある時には挿入セグメント４６８がノード４７４に相当する位置に配置され得るように、弧４８０（図１７〜１８）に沿って動く。
【００８５】
図１５は、クランプアームアセンブリ４６０の組織パッド内に配置された隆起挿入セグメント４６８を有する超音波手術器具４５０の１つの実施形態の部分側面図である。隆起組織パッド挿入セグメント４６８により、クランプアームアセンブリ４６０が図１８に示されるような閉鎖位置にある時に摩擦干渉の増加が生じる。摩擦干渉の増加により、クランプアームアセンブリ４６０が閉鎖位置にある時に熱生成の増加が生じる。
【００８６】
図１６は、クランプアームアセンブリ４６０の組織パッド内に配置された挿入セグメント４６８を有する超音波手術器具４５０の１つの実施形態の部分側面図である。組織パッド挿入セグメント４６８は、クランプアームアセンブリ４６０が閉鎖位置にある（図１８）時に挿入セグメントがノード４７４から所定の距離でずれるように、組織パッド内に配置される。
【００８７】
図１４〜１８に例示される超音波手術用ブレード４５２の種々の実施形態は、超音波振動波の波長のおよそ４分の１（λ／４）から超音波振動波のほぼ全波長（λ）までの範囲の露出された長さを有する。種々の実施形態では、超音波手術用ブレード４５２の長さは、超音波振動波の波長のおよそ４分の３（３λ／４）である。例えば、５５．５ｋＨｚの周波数で動作する曲がったチタンブレードの長さは、超音波振動波の波長のおよそ４分の３（３λ／４）又はおよそ４９ｍｍである。当業者は、ノード４７４の位置（及び結果的にノードのギャップ）が超音波手術器具４５０を備える種々のコンポーネントの配置及び位置を決定することを認識するであろう。
【００８８】
当業者は、組織パッド挿入セグメント４６８が、所望の摩擦熱効果を達成するように、クランプアームアセンブリ４６０の組織パッド内に寸法決定及び配置され得ることを認識するであろう。例えば、種々の実施形態では、組織パッド挿入セグメント４６８は、組織パッド（近位組織パッドセグメント４６６及び遠位組織パッドセグメント４７０を備える）の呼び高さに対して隆起することができ、クランプアームアセンブリ４６０が閉鎖位置にある時にノード４７４からずれることができる。種々の実施形態では、組織パッド挿入セグメント４６８は、組織パッドの上面とぴったり重なることができ、中心がノード４７４に位置することができる。他の実施形態では、組織パッド挿入セグメント４６８は、組織パッドの呼び高さに対して隆起することができ、中心がノード４７４に位置することができる。更に別の実施形態では、組織パッド挿入セグメント４６８は、組織パッドの上面とぴったり重なることができ、ノード４７４からずれることができる。組織パッド挿入セグメント４６８は、所望の摩擦熱効果を達成するように、寸法決定する（すなわち、長さ、幅及び厚さを有する）ことができる。組織パッド挿入セグメント４６８の配置及び寸法決めにおける自由度により、ブレード４５２に沿って摩擦で生じる追加的な熱の特性を所与の用途に合わせて設計することが可能になる。
【００８９】
組織パッド挿入セグメント４６８は、超音波手術用ブレード４５２に対して押し付けられる時に熱を摩擦で生じさせるのに好適な任意の材料から製造することができる。組織パッド挿入セグメント４６８について代表的な材料には、高い融点及び高い有効摩擦係数を有するポリマー材が挙げられる。ポリイミドは、１つのそのような代表的な材料である。更に、組織パッド挿入セグメント４６８は、挿入セグメント４６８、近位組織パッドセグメント４６６及び遠位組織パッドセグメント４７０が全て同一の材料であり、単一ユニットの構成体内で１つの連続的なコンポーネントとして製造される場合、組織パッドの隆起部分であり得る。
【００９０】
図１９は、クランプアームアセンブリ６０２と手術用ブレード６０４とを備える複数素子エンドエフェクタ６００の１つの実施形態の部分側面図である。クランプアームアセンブリ６０２は、開放位置で示されており、クランプアーム６０３、近位組織パッドセグメント６０６、組織パッド挿入セグメント６０８及び遠位組織パッドセグメント６１０を備える。挿入セグメント６０８は、クランプアームアセンブリ６０２が閉鎖位置にある時にブレード６０４のノードのギャップ領域６１４に相当する位置で、クランプアーム６０３上の近位組織パッドセグメント６０６と遠位組織パッドセグメント６１０との間に配置され得る。１つの実施形態では、挿入セグメント６０８は、クランプアームアセンブリ６０２が閉鎖位置にある時に、ノード６１２に又はその近くに位置し、ノードのギャップ６１４内に配置され得る。別の実施形態では、挿入セグメント６０８は、ノードのギャップ６１４内に位置するがノード６１２からずれ得る（図示せず）。更に別の実施形態では、クランプアーム６０３に沿う挿入セグメント６０８の長さは、ノードのギャップ６１４に相当し得る（図示せず）。更に別の実施形態では、挿入セグメント６０８は、ノード６１２からずれ、ノードのギャップ６１４の完全に又は部分的に外側にあり得る（図示せず）。図２０は、図１９の複数素子エンドエフェクタ６００の１つの実施形態の斜視図である。
【００９１】
図２１は、クランプアームアセンブリ６５２と手術用ブレード６５４とを備える複数素子エンドエフェクタ６５０の１つの実施形態の部分側面図である。クランプアームアセンブリ６５２は、開放位置で示されており、クランプアーム６５３、近位組織パッドセグメント６５６、組織パッド挿入セグメント６５８及び遠位組織パッドセグメント６６０を備える。クランプアームアセンブリ６５２は更に、バイアス手段６６５を備える。バイアス手段６６５は、周囲の組織パッドよりも大きな力でブレード６５４に対して挿入セグメント６５８を押し付ける追加的な力を供給する機構を備える（すなわち、バイアス手段６６５は、クランプアームアセンブリ６５２が閉鎖位置にある時に、近位組織パッドセグメント６５６及び遠位組織パッドセグメント６６０によりブレード６５４に行使される力よりも大きな力でブレード６５４に対して挿入セグメント６５８を押し付ける）。バイアス手段６６５は、挿入セグメント６５８を介してブレード６５４に強化した力を供給できる板バネ又は他の機構を備え得る。
【００９２】
挿入セグメント６５８は、クランプアームアセンブリ６５２が閉鎖位置にある時にブレード６５４のノードのギャップ領域に相当する位置で、クランプアーム６５３上において、近位組織パッドセグメント６５６と遠位組織パッドセグメント６６０との間に配置され得る。１つの実施形態では、挿入セグメント６５８は、クランプアームアセンブリ６５２が閉鎖位置にある時に、ノード６６２に又はその近くに位置し、ノードのギャップ内に配置され得る。別の実施形態では、挿入セグメント６５８は、ノードのギャップ内に位置するがノード６６２からずれ得る（図示せず）。更に別の実施形態では、クランプアーム６５３に沿う挿入セグメント６５８の長さは、ノードのギャップに相当し得る（図示せず）。更に別の実施形態では、挿入セグメント６５８は、ノード６６２からずれ、ノードのギャップの完全に又は部分的に外側にあり得る（図示せず）。
【００９３】
図１３〜２１は、ブレードと、近位組織パッドセグメントと遠位組織パッドセグメントと組織パッド挿入セグメントとを備えるクランプアームアセンブリと、を備える種々の実施形態を示す。ブレードに対するクランプアームアセンブリの旋回運動は、溶接ピン固定又は他の固定手段を介して超音波手術器具に接合するクランプアームアセンブリのクランプアーム部分上の一対の旋回点の供給により影響され得る（図示せず）。組織パッドセグメントは、例えば、リベット、接着剤、粘着剤、エポキシ、プレス嵌合、又は当該技術分野において既知の任意の他の固定手段といった機械的手段によって、クランプアームに取り付けられ得る。更に、組織パッドセグメントは、任意の既知の手段によってクランプアームに取り外し可能に取り付けられ得る。
【００９４】
種々の実施形態では、クランプアームは、近位組織パッドセグメント、遠位組織パッドセグメント及び組織パッド挿入セグメントのＴ字形フランジを受け入れるためのＴ字形スロットを備えてもよい。種々の実施形態では、単一の一体型組織パッドアセンブリは、近位組織パッドセグメント、遠位組織パッドセグメント及び組織パッド挿入セグメントを備え、更にクランプアームアセンブリ内のＴ字形スロットに受容するためのＴ字形フランジを備え得る。鳩尾形スロット及び楔形フランジを含む追加的な構成が想到される。当業者により理解され得るように、フランジ及び相当するスロットは、クランプアームに組織パッドセグメントを取り外し可能に固定するために代替的な形状およびサイズを有する。
【００９５】
近位組織パッドセグメント、遠位組織パッドセグメント及び／又は組織パッド挿入セグメントを交換するための方法は、ａ）超音波手術器具からクランプアームアセンブリを外す工程、ｂ）クランプアームから組織パッドセグメントのうちの少なくとも１つを取り外す工程、ｃ）クランプアームの中に少なくとも１つの新しい又は再調整された組織パッドセグメントを挿入する工程、並びに、ｄ）超音波手術器具にクランプアームアセンブリを係合する工程のうちの１つ以上を含む。この取り外し及び交換プロセスでは、新しい又は再調整された、近位組織パッドセグメント、遠位組織パッドセグメント及び組織パッド挿入セグメントは複数の別個のセグメント又は一体型構成体のものであり得る。
【００９６】
近位組織パッドセグメント、遠位組織パッドセグメント及び／又は組織パッド挿入セグメントを交換するための別の方法は、ａ）クランプアーム上にフランジを開孔する工程、ｂ）クランプアームから組織パッドセグメントのうちの少なくとも１つを取り外す工程、ｃ）クランプアームの中に少なくとも１つの新しい又は再調整された組織パッドセグメントを挿入する工程、並びに、ｄ）クランプアーム上のフランジを塞ぐ工程のうちの１つ以上を含む。この取り外し及び交換プロセスでは、新しい又は再調整された、近位組織パッドセグメント、遠位組織パッドセグメント及び組織パッド挿入セグメントは複数の別個のセグメント又は一体型構成体のものであり得る。
【００９７】
図２２〜２５は、操作中の超音波手術用ブレードと係合された時に摩擦熱を生じさせるためのパッドを備える超音波手術器具の種々の実施形態を示す。図２２Ａは、開放位置にあり、及び、非作動状態であり、及び、延長部材５２０の遠位端５２８に向けて配置されたパッド５２２を有する、超音波手術器具５００の１つの実施形態の部分側面図である。図２２Ｂは、図２２Ａの超音波手術器具の１つの実施形態の端面図である。パッド５２２は、ブレード本体５０４に近接して配置される。パッド５２２は、延長部材５２０上に遠位端５２８に向けて配置され、ブレード本体５０４と延長部材５２０の遠位端５２８との間に位置する。超音波手術器具５００は、外側チューブ５１８を備える。超音波手術用ブレード５０２は、振動子１４（図１）に連結されており、長手方向軸５２４に沿って延び、近位端５０６と遠位端５０８とを有する本体５０４を有する。遠位端５０８は、振動子１４により発生する振動によって長手方向軸５２４に沿って動くことができる。超音波手術器具５００は更に、近位端５１２と遠位端５１４とを有する非振動式クランプアームアセンブリ５１０を備える。クランプアームアセンブリ５１０は更に、組織パッド５１６を備える。
【００９８】
超音波手術用ブレード５０２は、超音波振動波の波長のおよそ４分の３（３λ／４）に等しい長さが露出されるように配置される。クランプアームアセンブリ５１０は、開放位置から閉鎖位置へ枢動可能に動くことができる。クランプアームアセンブリ５１０は、図１７及び１８と共に述べたように、クランプアーム４６０に類似の方式で、弧に沿って旋回し得る。種々の実施形態では、延長部材５２０は、外側チューブ５１８の延長（すなわち、外側チューブ部材）であってもよい。延長部材５２０は、長手方向軸５２４に垂直な外側チューブ５１８の湾曲と類似の方式で曲げられ得る（図２２Ｂ、２３Ｂ及び２４Ｂ）。延長部材５２０の湾曲は、平坦な構成体と比較して、延長部材５２０に実質的に大きな曲げ剛性を付与し得る。延長部材５２０の曲げ剛性の増加は、ブレード５２０がパッド５２２に係合する時に延長部材５２０の撓みに抵抗するので、有利である。
【００９９】
他の実施形態では、延長部材５２０は、外側チューブ５１８とは別個のコンポーネントであり得る。例えば、延長部材５２０は、近位端５２６と遠位端５２８とを備えると共にブレード本体５０４に近接して配置される保護シースであり得る。パッド５２２は、保護シース５２０上に遠位端５２８に向けて配置され、本体５０４と保護シース５２０の遠位端５２８との間に位置し得る。種々の実施形態では、保護シース５２０は、超音波手術器具５００に固定式に取り付けられ得る。他の実施形態では、保護シース５２０は、超音波手術器具５００にスライド可能に係合され得る。種々の実施形態では、保護シース５２０は、ブレード５０２の遠位端５０８に向けて長手方向軸５２４に沿って保護シース５２０を前進させることによって、展開可能であり得る。保護シース５２０は、近位端に向けて長手方向軸５２４に沿って格納可能であり得る。
【０１００】
図２３Ａは、閉鎖位置にあり及び作動状態である超音波手術器具５００の１つの実施形態の部分側面図であり、パッド５２２は境界面５３０でブレード本体５０４と係合する。図２３Ｂは、図２３Ａの超音波手術器具の１つの実施形態の端面図である。閉鎖位置では、クランプアーム５１０は、底面５２８上でブレード５０２の本体５０４と係合する。クランプアーム５１０により供給されるバイアス力は、ブレード５０２を延長部材５２０に向かって撓ませる。ブレード５０２は撓んで、ブレード本体５０４の上面５２６でパッド５２２と接触する。パッド５２２及びブレード本体５０４は、境界面５３０で係合する。境界面５３０でのパッド５２２と作動状態のブレード本体５０４との間の摩擦相互作用は熱を生じ、この熱はブレード５０２の中に伝導する。伝導された熱は、パッド５２２と係合しているブレード５０２の領域に切断及び／凝固温度をもたらし得る。境界面５３０がノード（図示せず）に又はその近くに位置するようにパッド５２２を配置するならば、摩擦で生じる熱がノードのエネルギーギャップを埋め、ブレード５０２の作動長を振動波長のおよそ４分の１（λ／４）から振動波長のおよそ４分の３（３λ／４）まで効果的に伸ばすであろう（例えば、５５．５ｋＨｚで動作する曲がったチタンブレードについては、およそ４９ｍｍ）。
【０１０１】
図２４Ａは、開放位置にあり及び作動状態である超音波手術器具５００の１つの実施形態の部分側面図であり、パッド５２２はブレード本体５０４と係合されず、パッド５２２によって摩擦で生じる熱は存在しない。図２４Ｂは、図２４Ａの超音波手術器具の１つの実施形態の端面図である。この構成体は背部切開モードであってもよく、例えば、標準的な作動長（振動波長の４分の１（λ／４））が背部切開及び／又は凝固のために利用可能であり、組織はクランプアームアセンブリ５１０によりブレード本体５０４に押し付けられない。
【０１０２】
図２５Ａは、開放位置にあり及び非作動状態である、超音波手術器具５００の１つの実施形態の部分側面図であり、パッド５２２はノード５３２に位置する延長部材５２０の上に配置される。閉鎖位置（図示せず）では、パッド５２２は、ノードのギャップにおいてブレード本体５０４と係合し、中心がノード５３２上に位置する。図２５Ｂは、開放位置にあり及び非作動状態である、超音波手術器具５００の１つの実施形態の部分側面図であり、パッド５２２はノード５３２から遠位にずれて延長部材５２０上に配置される。図２５Ｃは、開放位置にあり及び非作動状態である、超音波手術器具５００の１つの実施形態の部分側面図であり、パッド５２２はノード５３２から近位にずれて延長部材５２０上に配置される。図２５Ｄは、開放位置にあり及び非作動状態である、超音波手術器具５００の１つの実施形態の部分側面図であり、パッド５２２は、延長部材５２０上に配置され、ノード５３２をまたがり、図２５Ａ〜Ｃの実施形態で示されるパッド５２２とは異なる長さを有する。当業者は、パッド５２２の、長さ、幅、厚さ、及び、ノード５３２に対するずれが所定の効果を達成するために変えることができること認識するであろう。例えば、パッド５２２の配置及び寸法決めにおける自由度により、ブレード５０２に沿って摩擦で生じる追加的な熱の特性を所与の用途に合わせて設計することが可能になる。
【０１０３】
パッド５２２は、超音波手術用ブレード５０２に対して押し付けられる時に熱を摩擦で生じさせるのに好適な任意の既知の材料から製造することができる。パッド５２２について代表的な材料には、高い融点及び高い有効摩擦係数を有するポリマー材が挙げられる。ポリイミドは、１つのそのような代表的な材料である。更に、パッド５２２は、延長部材５２０の隆起部分であり得る。種々の実施形態では、延長部材５２０及びパッド５２２は、単一ユニットの構成体の中で同一材料の連続的なコンポーネントとして製造され得る。
【０１０４】
パッド５２２の追加的な有利点には、パッド５２２が、露出された長さを増した超音波手術用ブレード５０２に機械的支持を供給することが挙げられる。この点で、パッド５２２は二重の役割で機能する；クランプアームアセンブリ５１０が閉鎖位置にある場合に作動状態のブレード本体５０４に係合される時、ノードのエネルギーギャップを埋めるための熱を産生すること、及び、撓んだブレード５０２にかかる増大した機械的荷重を支持すること（図２３Ａ及び２３Ｂを参照されたい）。
【０１０５】
図２６Ａ〜Ｅは、単一素子エンドエフェクタの種々の実施形態を示す。図２６Ａ〜Ｃは、領域５６０内に配置された内部空洞５７０を備える単一素子エンドエフェクタ５５０の側断面図である。図２６Ｄ〜Ｅは、内部空洞５７０を備える単一素子エンドエフェクタ５５０の端断面図である。内部空洞５７０は、領域５６０内のエンドエフェクタ５５０の断面積を効果的に低減し、したがって、その固有音響インピーダンス値も効果的に低減する。固有音響インピーダンス値は、エンドエフェクタ５５０の長さに沿って急激に（図２６Ａ）又は漸進的に（図２６Ｂ〜Ｃ）変化し得る。本発明は、異なる非限定的な形状を備える内部空洞５７０を示す図２６Ａ〜Ｅに示されているような内部空洞５７０の文脈における任意の特定の形状に限定されない。種々の実施形態では、エンドエフェクタ５５０は、内部空洞５７０が形成された単一材料からなる単一ユニットの構成体を備え得る。種々の実施形態では、エンドエフェクタ５５０は、複数の不連続な内部空洞５７０を備え得る（図示せず）。種々の実施形態では、エンドエフェクタ５５０は、エンドエフェクタ５５０の外面に向かって空いていると共に、エンドエフェクタ５５０の断面積の低減を生じさせる、エンドエフェクタ５５０の軸に沿って１つ以上の穴を備え得る。
【０１０６】
種々の実施形態では、エンドエフェクタは、単一の材料を含むと共に空洞を有さない単一ユニットのソリッド構成体を備えてもよく、エンドエフェクタの固有音響インピーダンス値はその長さに沿って、漸進的か又は急激的かのいずれかで変化する。このような実施形態では、エンドエフェクタの長さに沿う所望の固有音響インピーダンス特性は、エンドエフェクタを冷間加工することにより、形成することができる。
【０１０７】
種々の実施形態では、ノードのギャップを橋渡しする及び埋めるための方法及び技術は、超音波手術器具において組み合わされる。例えば、種々の実施形態では、超音波手術器具は、クランプアームアセンブリ上に配置された組織パッド挿入セグメント、及び、延長部材上に配置されたパッドの両方を有し得る。他の実施形態では、超音波手術器具は、クランプアームアセンブリ上の組織パッド挿入セグメントと、相対的に低い固有音響インピーダンス値を有する及び／又は減衰材若しくは高摩擦材（若しくはエンドエフェクタ上のこのような材料のコーティング）を備える挿入セグメントを有するエンドエフェクタとを有し得る。更に他の実施形態では、超音波手術器具は、延長部材上に配置されたパッドと、相対的に低い固有音響インピーダンス値を有する及び／又は減衰材若しくは高摩擦材（若しくはエンドエフェクタ上のこのような材料のコーティング）を備える挿入セグメントを有するエンドエフェクタとを有し得る。超音波手術器具が、クランプアームアセンブリ上に配置された組織パッド挿入セグメントと、延長部材上に配置されたパッドと、相対的に低い固有音響インピーダンス値を有する及び／又は減衰材若しくは高摩擦材（若しくはエンドエフェクタ上のこのような材料のコーティング）を備える挿入セグメントを有するエンドエフェクタとを有し得ることもまた想到される（図２７）。本発明はこの文脈に限定されるものではなく、超音波手術器具について記載された構成に対して種々の組み合わせ及び／又は改変が想到される。
【０１０８】
図２７は、ブレード７１６内に配置された挿入セグメント７１０と、クランプアームアセンブリ７２６の組織パッド７２４内に配置された組織パッド挿入セグメント７２０と、延長部材７３６上に配置されたパッド７３０と、を有する超音波エンドエフェクタ７００の１つの実施形態の部分側面図である。
【０１０９】
本明細書に記載されている装置は、１回の使用の後に廃棄されるように設計することができ、又は、これらは複数回使用されるように設計することができる。しかしながら、いずれの場合も、装置は、少なくとも１回の使用の後に再使用のために再調整することができる。再調整は、装置の解体工程、これに続く特定部品の洗浄工程又は交換工程、及びその後の再組立工程の、任意の組み合わせを含むことができる。特に、装置は解体することができ、装置の任意の数の特定の部品又は構成要素は、任意の組み合わせで選択的に交換又は取り外すことができる。特定の構成要素の洗浄及び／又は交換の際に、装置は、再調整施設で、又は外科手術直前に手術チームにより、その後の使用のために再組立することができる。当業者は、装置の再調整に、解体、洗浄／交換、及び再組立のための様々な技術を使用できることが理解するであろう。このような技術の使用、及びその結果として得られる再調整された装置は、全て、本出願の範囲内にある。
【０１１０】
好ましくは本明細書に記載されている種々の実施形態は、手術の前に処理されている。まず、新しい又は使用済みの器具を得て、必要に応じて洗浄する。次に、器具を滅菌することができる。１つの滅菌法では、プラスチック又はタイベック（TYVEK）（登録商標）バッグなどの、閉鎖かつ密閉された容器に器具を入れる。次いで容器及び器具を、ガンマ線、Ｘ線又は高エネルギー電子などの容器を貫通することができる放射線野の中に配置する。この放射線によって器具上及び容器内の細菌が殺菌される。滅菌された器具は、その後、無菌容器内で保管することができる。密封容器は、それが医療施設内で開封されるまで、器具を無菌に保つ。
【０１１１】
装置を滅菌することが好ましい。これは、ベータ又はガンマ線、エチレンオキシド、蒸気などの当業者に既知の任意の数の方法により、行うことができる。
【０１１２】
種々の実施形態が本明細書で記載されてきたが、これらの実施形態に多くの改変及び変形が実施され得る。例えば、異なるタイプのエンドエフェクタが採用され得る。また、特定のコンポーネントについて材料が開示されたが、他の材料が使用され得る。以上の説明及び以下の「特許請求の範囲」は、このような改変及び変形を全て有効範囲とするものである。
【０１１３】
全体又は部分において、本明細書に参照により組み込まれると称されるいずれの特許公報又は他の開示物も、組み込まれた事物が現行の定義、記載、又は本開示に記載されている他の開示物と矛盾しない範囲でのみ本明細書に組み込まれる。このように及び必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載されている開示は、参照により本明細書に組み込んだ任意の矛盾する事物に取って代わるものとする。本明細書に参照により組み込むと称されているが現行の定義、記載、又は本明細書に記載されている他の開示物と矛盾するいずれの事物、又はそれらの部分は、組み込まれた事物と現行の開示事物との間に矛盾が生じない範囲でのみ組み込まれるものとする。
【０１１４】
〔実施態様〕
（１）  超音波手術器具と共に使用するためのエンドエフェクタであって、
第１の固有音響インピーダンス値を有する第１の部分と、
前記第１の固有音響インピーダンス値とは異なる第２の固有音響インピーダンス値を有する第２の部分と、を備える、エンドエフェクタ。
（２）  前記第２の固有音響インピーダンス値が、前記第１の固有音響インピーダンス値よりも低い、実施態様１に記載のエンドエフェクタ。
（３）  前記第１の部分が、近位端セグメント及び遠位端セグメントを備え、
前記第２の部分が、挿入セグメントを備え、
前記挿入セグメントが、前記近位端セグメントと前記遠位端セグメントとの間に位置する、実施態様１に記載のエンドエフェクタ。
（４）  前記近位端セグメント及び前記遠位端セグメントの両方が、第１の材料を含み、前記挿入セグメントが、第２の材料を含む、実施態様３に記載のエンドエフェクタ。
（５）  前記挿入セグメントが、前記エンドエフェクタ上で１つの領域に材料のコーティングを備える、実施態様３に記載のエンドエフェクタ。
（６）  前記遠位端セグメント、前記近位端セグメント、及び前記挿入セグメントが、一致する断面積を有する、実施態様３に記載のエンドエフェクタ。
（７）  前記挿入セグメントが、前記近位端セグメント及び前記遠位端セグメントの断面積よりも小さな断面積を有する、実施態様３に記載のエンドエフェクタ。
（８）  前記挿入セグメントが内部空洞を備える、実施態様７に記載のエンドエフェクタ。
（９）  前記挿入セグメントが、ノードのギャップの位置に相当する位置に配置される、実施態様３に記載のエンドエフェクタ。
（１０）  前記挿入セグメントが、アルミニウム、又はアルミニウム合金を含み、前記近位端セグメント及び前記遠位端セグメントが、ステンレス鋼を含む、実施態様３に記載のエンドエフェクタ。
【０１１５】
（１１）  前記挿入セグメントが、アルミニウム又はアルミニウム合金を含み、前記近位端セグメント及び前記遠位端セグメントが、チタン又はチタン合金を含む、実施態様３に記載のエンドエフェクタ。
（１２）  超音波手術用ブレードを備える、実施態様１に記載のエンドエフェクタ。
（１３）  前記超音波手術用ブレードが、
長手方向軸を定める本体であって、前記本体が近位端及び遠位端を有し、前記遠位端が振動子により発生する振動によって前記長手方向軸に沿って動くことができる、本体と、
前記近位端から前記遠位端まで延びる処置領域と、
ほぼ平坦な広い上面と、
底面と、を備える、実施態様１２に記載のエンドエフェクタ。
（１４）  超音波手術器具と共に使用するためのエンドエフェクタであって、
第１の音響インピーダンス材で構成される遠位端セグメントと、
第２の音響インピーダンス材で構成される遠位挿入セグメントと、
第３の音響インピーダンス材で構成される中位挿入セグメントと、
第４の音響インピーダンス材で構成される近位挿入セグメントと、
第５の音響インピーダンス材で構成される近位端セグメントと、を備える、エンドエフェクタ。
（１５）  前記第２の音響インピーダンス材が、前記第４の音響インピーダンス材と同一である、実施態様１４に記載のエンドエフェクタ。
（１６）  前記第２の音響インピーダンス材が、前記第４の音響インピーダンス材とは異なる、実施態様１４に記載のエンドエフェクタ。
（１７）  前記第１の音響インピーダンス材が、前記第５の音響インピーダンス材と同一である、実施態様１４に記載のエンドエフェクタ。
（１８）  前記第１の音響インピーダンス材が、前記第５の音響インピーダンス材とは異なる、実施態様１４に記載のエンドエフェクタ。
（１９）  前記第３の音響インピーダンス材が、前記第１の音響インピーダンス材、前記第２の音響インピーダンス材、前記第４の音響インピーダンス材、及び前記第５の音響インピーダンス材よりも大きな音響インピーダンス値を有する、実施態様１４に記載のエンドエフェクタ。
（２０）  前記第１の音響インピーダンス材、前記第３の音響インピーダンス材、及び前記第５の音響インピーダンス材がそれぞれ、前記第２の音響インピーダンス材及び前記第４の音響インピーダンス材よりも大きな音響インピーダンス値を有する、実施態様１４に記載のエンドエフェクタ。
【０１１６】
（２１）  前記第３の音響インピーダンス材が、前記第１の音響インピーダンス材及び前記第５の音響インピーダンス材よりも大きな音響インピーダンス値を有し、前記第２の音響インピーダンス材及び前記第４の音響インピーダンス材が、前記第１の音響インピーダンス材及び前記第５の音響インピーダンス材よりも低い音響インピーダンス値を有する、実施態様１４に記載のエンドエフェクタ。
（２２）  前記中位挿入セグメントが、ノードの位置に相当する位置に配置される、実施態様１４に記載のエンドエフェクタ。
（２３）  複数のセグメントを備える超音波手術用ブレードであって、前記セグメントのうちの少なくとも１つが、ノードのエネルギーギャップを埋める及び／又は狭めるように構成される、超音波手術用ブレード。
（２４）  前記セグメントのうちの少なくとも１つが、ノードの領域内で超音波変位を増大させることによって、前記ノードのエネルギーギャップを狭めるように構成される、実施態様２３に記載の超音波手術用ブレード。
（２５）  前記セグメントのうちの少なくとも１つが、ノードの領域内で前記手術用ブレードの、長手方向運動、横断方向運動、及びねじれ方向運動のうちの少なくとも１つを増大させることによって、前記ノードのエネルギーギャップを狭めるように構成される、実施態様２３に記載の超音波手術用ブレード。
（２６）  前記セグメントのうちの少なくとも１つが、前記手術用ブレードの、長手方向運動、横断方向運動、及びねじれ方向運動のうちの少なくとも１つに起因して熱を摩擦で生じさせることによって、前記ノードのエネルギーギャップを埋めるように構成される、実施態様２３に記載の超音波手術用ブレード。
（２７）  前記セグメントのうちの少なくとも１つが、前記手術用ブレードの、長手方向運動、横断方向運動、及びねじれ方向運動のうちの少なくとも１つに起因して熱を摩擦で生じさせることによって、並びに、ノードの領域内で超音波変位を増大させることによって、前記ノードのエネルギーギャップを埋めて、狭めるように構成される、実施態様２３に記載の超音波手術用ブレード。
（２８）  前記セグメントのうちの少なくとも１つが、高摩擦係数を有する材料でコーティングされた前記ブレードの部分を備える、実施態様２３に記載の超音波手術用ブレード。
（２９）  前記セグメントのうちの少なくとも１つが、音響減衰材でコーティングされた前記ブレードの部分を備える、実施態様２３に記載の超音波手術用ブレード。
（３０）  前記セグメントのうちの少なくとも１つが、冷間加工された前記ブレードの部分を備える、実施態様２３に記載の超音波手術用ブレード。
【０１１７】
（３１）  前記セグメントのうちの少なくとも１つが、前記ブレードの中の内部空洞に起因してより小さな断面積を有する前記ブレードの部分を備える、実施態様２３に記載の超音波手術用ブレード。
（３２）  近位端セグメントと、
遠位端セグメントと、
挿入セグメントと、
を更に備え、前記挿入セグメントが前記近位端セグメントと前記遠位端セグメントとの間に位置し、前記挿入セグメントが、前記ノードのエネルギーギャップを埋める及び／又は狭めるように構成される、実施態様２３に記載の超音波手術用ブレード。
（３３）  前記挿入セグメントが、音響減衰材を含み、前記挿入セグメントがノードのギャップの位置に相当する位置に配置され、前記挿入セグメントが熱を生成及び伝導して前記ノードのギャップを埋めるように構成される、実施態様３２に記載の超音波手術用ブレード。
（３４）  前記挿入セグメントが、前記近位端セグメントの固有音響インピーダンス値及び前記遠位端セグメントの固有音響インピーダンス値よりも低い固有音響インピーダンス値を有する材料を含む、実施態様３２に記載の超音波手術用ブレード。
（３５）  単一の材料を含み、長さを有する超音波手術用ブレードであって、前記ブレードの固有音響インピーダンスが前記長さに沿って変化する、超音波手術用ブレード。
（３６）  前記ブレードの前記固有音響インピーダンスが、前記手術用ブレードの内部空洞に起因して急激に変化する、実施態様３５に記載の超音波手術用ブレード。
（３７）  前記ブレードの前記固有音響インピーダンスが、冷間加工された前記手術用ブレードの領域内で急激に変化する、実施態様３５に記載の超音波手術用ブレード。
（３８）  前記ブレードの前記固有音響インピーダンスが、前記手術用ブレードの内部空洞に起因して漸進的に変化する、実施態様３５に記載の超音波手術用ブレード。
（３９）  前記ブレードの前記固有音響インピーダンスが、前記手術用ブレードの冷間加工に起因して漸進的に変化する、実施態様３５に記載の超音波手術用ブレード。
（４０）  前記ブレードの前記固有音響インピーダンスが、前記長さに沿って漸進的に変化し、ノードのギャップに相当する前記長さに沿う位置で極小である、実施態様３５に記載の超音波手術用ブレード。
【０１１８】
（４１）  前記ブレードの前記固有音響インピーダンスが、前記長さに沿って漸進的に変化し、ノードのギャップに相当する前記長さに沿う位置で極大である、実施態様３５に記載の超音波手術用ブレード。
（４２）  所定の周波数で長手方向軸に沿って振動を発生するように構成された振動子と、
前記振動子に連結された、前記長手方向軸に沿って延びる超音波ブレードであって、前記超音波ブレードが近位端と遠位端とを有する本体を備え、前記遠位端が前記振動子により発生する前記振動によって前記長手方向軸に沿って動くことができる、超音波ブレードと、
近位端と遠位端とを有し、前記本体に近接して枢動可能に配置される、非振動式クランプアームアセンブリであって、前記クランプアームアセンブリが開放位置から閉鎖位置へ枢動可能に動くことができ、前記非振動式クランプアームアセンブリが、近位組織パッドセグメント、遠位組織パッドセグメント、及び、前記近位組織パッドセグメントと前記遠位組織パッドセグメントとの間に配置される組織パッド挿入セグメントを備える、非振動式クランプアームアセンブリと、を備える、手術器具。
（４３）  前記組織パッド挿入セグメントは、前記クランプアームアセンブリが閉鎖位置にある時に、ノードのギャップ領域に相当する位置に配置される、実施態様４２に記載の手術器具。
（４４）  前記組織パッド挿入セグメントは、前記クランプアームアセンブリが閉鎖位置にある時に、ノードのギャップからずれる位置に配置される、実施態様４２に記載の手術器具。
（４５）  前記組織パッド挿入セグメントが、前記近位組織パッドセグメント及び前記遠位組織パッドセグメントの呼び高さに対して隆起している、実施態様４２に記載の手術器具。
（４６）  前記クランプアームアセンブリは、前記クランプアームアセンブリが閉鎖位置にある時に、前記近位組織パッドセグメント及び前記遠位組織パッドセグメントと比較して増大した力で、前記ブレードに対して前記組織パッド挿入セグメントを押し付けるように構成されたバイアス手段を更に備える、実施態様４２に記載の手術器具。
（４７）  前記バイアス手段が、板バネを備える、実施態様４６に記載の手術器具。
（４８）  前記挿入セグメントが、ポリイミドを含む、実施態様４２に記載の手術器具。
（４９）  前記近位組織パッドセグメント及び前記遠位組織パッドセグメントが、ポリテトラフルオロエチレンを含む、実施態様４２に記載の手術器具。
（５０）  所定の周波数で長手方向軸に沿って振動を発生するように構成された振動子と、
前記振動子に連結された、前記長手方向軸に沿って延びる超音波ブレードであって、前記超音波ブレードが近位端と遠位端とを有する本体を備え、前記遠位端が前記振動子により発生する前記振動によって前記長手方向軸に対して動くことができる、超音波ブレードと、
近位端と遠位端とを備え、前記本体に近接して配置される、延長部材であって、前記延長部材が、前記延長部材の前記遠位端に向けて配置され、かつ、前記本体と前記延長部材の前記遠位端との間に位置するパッドを更に備える、延長部材と、を備える、手術器具。
【０１１９】
（５１）  前記パッドが、ポリイミドを含む、実施態様５０に記載の手術器具。
（５２）  近位端と遠位端とを有し、前記本体に近接して枢動可能に配置される、非振動式クランプアームアセンブリを更に備え、前記クランプアームアセンブリが、開放位置から閉鎖位置へ枢動可能に動くことができる、実施態様５０に記載の手術器具。
（５３）  前記ブレードは、前記クランプアームアセンブリが前記閉鎖位置にある時に、撓み、前記パッドと係合する、実施態様５２に記載の手術器具。
（５４）  前記パッドは、前記クランプアームアセンブリが前記閉鎖位置にある時に、ノードのギャップに相当する位置に配置される、実施態様５２に記載の手術器具。
（５５）  前記パッドは、前記クランプアームアセンブリが前記閉鎖位置にある時に、ノードのギャップからずれる位置に配置される、実施態様５２に記載の手術器具。
（５６）  所定の周波数で長手方向軸に沿って振動を発生するように構成された振動子と、
前記振動子に連結された、前記長手方向軸に沿って延びる超音波ブレードであって、前記超音波ブレードが近位端と遠位端とを有する本体を備え、前記遠位端が前記振動子により発生する前記振動によって前記長手方向軸に沿って動くことができる、超音波ブレードと、
近位端と遠位端とを備え、前記本体に近接して配置される、保護シースであって、前記保護シースが、前記保護シースの前記遠位端に向けて配置され、かつ、前記本体と前記保護シースの前記遠位端との間に位置するパッドを更に備える、保護シースと、を備える、手術器具。
（５７）  前記パッドが、ポリイミドを含む、実施態様５６に記載の手術器具。
（５８）  近位端と遠位端とを有し、前記本体に近接して枢動可能に配置される、非振動式クランプアームアセンブリを更に備え、前記クランプアームアセンブリが開放位置から閉鎖位置へ枢動可能に動くことができる、実施態様５６に記載の手術器具。
（５９）  前記ブレードは、前記クランプアームアセンブリが前記閉鎖位置にある時に、撓み、前記パッドと係合する、実施態様５８に記載の手術器具。
（６０）  前記パッドは、前記クランプアームアセンブリが前記閉鎖位置にある時に、ノードのギャップに相当する位置に配置される、実施態様５８に記載の手術器具。
（６１）  前記パッドは、前記クランプアームアセンブリが前記閉鎖位置にある時に、ノードのギャップからずれる位置に配置される、実施態様５８に記載の手術器具。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２６Ｅ】
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【図２７】
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