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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-07
(45)【発行日】2024-06-17
(54)【発明の名称】圧電中央管腔トランスデューサを備えた超音波外科用器具
(51)【国際特許分類】
A61B 17/32 20060101AFI20240610BHJP
【ＦＩ】
A61B17/32 510
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2022063326
(22)【出願日】2022-04-06
(62)【分割の表示】P 2019501682の分割
【原出願日】2017-07-12
(65)【公開番号】P2022087188
(43)【公開日】2022-06-09
【審査請求日】2022-04-06
(31)【優先権主張番号】62/361,136
(32)【優先日】2016-07-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/381,785
(32)【優先日】2016-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/626,768
(32)【優先日】2017-06-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】517076008
【氏名又は名称】エシコン エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ｅｔｈｉｃｏｎ ＬＬＣ
【住所又は居所原語表記】＃４７５ Ｓｔｒｅｅｔ Ｃ， Ｓｕｉｔｅ ４０１， Ｌｏｓ Ｆｒａｉｌｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｇｕａｙｎａｂｏ， Ｐｕｅｒｔｏ Ｒｉｃｏ ００９６９， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100088605
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】リー・ソラ
(72)【発明者】
【氏名】ジー・ジェイコブ・エス
(72)【発明者】
【氏名】スモリック・スティーブン・ピー
(72)【発明者】
【氏名】バレク・ステファン・ジェイ
(72)【発明者】
【氏名】ダナハー・ウィリアム・ディー
(72)【発明者】
【氏名】シュテューレン・フォスター・ビー
【審査官】羽月 竜治
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０４１６９９８４（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許第０９０４４２６１（ＵＳ，Ｂ２）
【文献】国際公開第２０１５／００１８２２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００４－１８０９９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外科用器具であって、トランスデューサアセンブリであって、
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、前記導管部及び前記ベース部が流体通路を画定する、ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、前記複数の電極のうちの少なくとも１つは、少なくとも一対の前記複数の圧電素子の間に配置され、第１のボアホールが前記超音波トランスデューサを貫通して画定されている、超音波トランスデューサと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えるエンドマスであって、前記エンドマスの表面は前記超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、前記エンドマスは前記ハウジングと係合するように構成されている、エンドマスと、を備え、
前記エンドマスは、前記超音波トランスデューサを少なくとも部分的に囲んで収容する壁を備え、
前記ハウジングの前記導管部は、前記超音波トランスデューサの前記第１のボアホール及び前記エンドマスの前記第２のボアホールを貫通するように構成され、
前記エンドマスは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合したときに前記超音波トランスデューサを前記ハウジングの内面に対して圧縮するように構成されている、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
【請求項2】
前記外科用器具は、超音波ブレードによって組織を凝固させ切開するためのものであり、前記超音波ブレードは、前記トランスデューサアセンブリに音響的に結合されている、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項3】
前記スタック構成は、前記超音波トランスデューサの第１の端部に配置された前記複数の電極のうちの第１の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子の表面と接触している、第１の電極と、
前記超音波トランスデューサの第２の端部に配置された前記複数の電極のうちの第２の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子の表面と接触している、第２の電極と、を備える、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項4】
前記ハウジングの前記導管部に隣接して配置された導電素子であって、前記ハウジングの前記導管部を少なくとも部分的に囲む、導電素子と、前記導電素子と前記導管部との間に配置された絶縁体であって、前記導電素子を前記導管部から電気的に絶縁するように構成された、絶縁体と、を更に備える、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項5】
前記複数の電極の各々は、各電極の少なくとも１つのタブを介して前記導電素子に電気的に結合されている、請求項４に記載の外科用器具。
【請求項6】
前記エンドマスは、前記ハウジングと前記エンドマスとが係合したときに画定される内部区画の周りに封止を生成するように、前記ハウジングに結合されている、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項7】
前記超音波トランスデューサは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合したとき、前記エンドマスの内面と接触している前記超音波トランスデューサの前記第１の端部及び前記ハウジングの前記内面に対して圧縮された前記超音波トランスデューサの第２の端部を備える、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項8】
前記複数の電極の各々は、外側縁部と、各電極の内側縁部を画定する開口部と、を備える、請求項４に記載の外科用器具。
【請求項9】
前記内側縁部は、前記開口部の中心に向かって延びる少なくとも１つの内側タブを備え、前記内側タブは、前記導電素子に電気的に接触するようにサイズ決めして構成され、前記外側縁部は、前記開口部の前記中心から外側に延びる少なくとも１つの外側タブを備え、前記外側タブは、前記エンドマスの前記壁の内面に電気的に接触するようにサイズ決めして構成される、請求項８に記載の外科用器具。
【請求項10】
前記エンドマスは、ねじ接続を介して前記ハウジングと係合するように構成され、前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子、及び前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子は、電気的に並列に接続されている、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項11】
外科用器具であって、トランスデューサアセンブリであって、
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、前記導管部及び前記ベース部が流体通路を画定する、ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、前記複数の電極のうちの少なくとも１つは、少なくとも一対の前記複数の圧電素子の間に配置され、第１のボアホールが前記超音波トランスデューサを貫通して画定されている、超音波トランスデューサと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えるエンドマスであって、前記エンドマスの表面は前記超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、前記エンドマスは前記ハウジングと係合するように構成されている、エンドマスと、を備え、
前記エンドマスは、前記エンドマスにトルクが加えられることを可能にするトルク付与機構を備え、前記トルク付与機構は、前記エンドマスの近位端の外周に形成された複数の平坦な表面であり、
前記ハウジングの前記導管部は、前記超音波トランスデューサの前記第１のボアホール及び前記エンドマスの前記第２のボアホールを貫通するように構成され、
前記エンドマスは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合したときに前記超音波トランスデューサを前記ハウジングの内面に対して圧縮するように構成されている、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
【請求項12】
前記エンドマスは、前記超音波トランスデューサを少なくとも部分的に囲んで収容する壁を備える、請求項１１に記載の外科用器具。
【請求項13】
前記外科用器具は、超音波ブレードによって組織を凝固させ切開するためのものであり、前記超音波ブレードは、前記トランスデューサアセンブリに音響的に結合されている、請求項１１に記載の外科用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（優先権）
本出願は、２０１６年７月１２日に出願された「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣ ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ」という名称の米国仮特許出願第６２／３６１，１３６号、及び２０１６年８月３１日に出願された「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＥＮＴＲＡＬ ＬＵＭＥＮ ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ」という名称の米国仮特許出願第６２／３８１，７８５号の利益を主張するものであり、それらの各々は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１６年７月１２日に出願された「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣ ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ」という名称の米国仮特許出願第６２／３６１，１３６号、及び２０１６年８月３１日に出願された「ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＥＮＴＲＡＬ ＬＵＭＥＮ ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ」という名称の米国仮特許出願第６２／３８１，７８５号の利益を主張するものであり、それらの各々は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
（発明の分野）
本開示は、全般的に超音波外科用システムに関し、より具体的には、外科医が切断及び凝固を実行し、そのような処置を実行するための技法を適合させてカスタマイズすることを可能にする超音波システムに関する。
本開示は、全般的に超音波外科用システムに関し、より具体的には、外科医が切断及び凝固を実行し、そのような処置を実行するための技法を適合させてカスタマイズすることを可能にする超音波システムに関する。
【背景技術】
【0003】
超音波外科用器具は、このような器具の特殊な性能特性によって、外科手技におけるますます広範囲にわたる用途が見出されている。特定の器具構成及び操作パラメータに応じて、超音波外科用器具は、組織の切断及び凝固による止血を実質的に同時にもたらし、望ましくは、患者の外傷を最小限に抑えることができる。切断行為は、典型的には、器具の遠位端にあるエンドエフェクタ又はブレード先端部によって実現され、これにより、エンドエフェクタと接触した組織に超音波エネルギが伝送される。このような性質の超音波器具は、開腹外科用用途、ロボット支援処置を含む腹腔鏡又は内視鏡の外科手技用に構成することができる。
【0004】
いくつかの外科用器具は、超音波エネルギを正確な切断及び凝固の調節の両方の目的で利用する。超音波エネルギは、組織と接触しているブレードを振動させることによって切断かつ凝固させる。高周波（例えば、毎秒５５，５００回）で振動する超音波ブレードは、組織内のタンパク質を変性させて、粘着性の凝塊を形成する。ブレード表面が組織に及ぼす圧力により血管が崩壊され、凝塊が止血封止を形成することを可能にする。切断及び凝固の精度は、外科医の技術、並びに電力レベル、ブレードエッジ、組織牽引、及びブレード圧力の調整によって制御される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
超音波外科用器具に対するいくつかの改良分野が存在する。そのような器具のコストは、より広い適用性に対する障壁となっている。例えば、トランスデューサを単一の患者使用デバイスに一体化することを可能にするためには、トランスデューサのコストを実質的に下げる必要がある。トランスデューサのコスト要因の一つは、使用されている圧電素子（複数可）又は素子の組み合わせの複雑さである。現在の器具の欠点のうちのいくつかを克服する外科用器具を提供することが望ましい。本明細書に記載される外科用システムは、これらの欠点を克服する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の態様によれば、圧電トランスデューサ製造のためのコスト効果の高い幾何学形状は、円形プレート又はディスクである。湿式アセンブリ、個々のプレート表面の幾何学的公差及び平行度と組み合わせた対の平行プレートの使用も、超音波外科用器具の性能を改善し、そのコストを下げるために使用され得る。更に、本開示の態様は、外部圧縮圧電スタックと中央流体管腔との組み合わせを含み、この組み合わせにより、流体の導入又は除去を必要とする処置において超音波外科用器具を使用することを可能にするパッケージを形成する。
【0007】
本開示の態様は、圧電トランスデューサが波節に配置され得るので、遠位フランジ型半波長トランスデューサに対して効率の改善も提供する。更に又はあるいは、本開示の態様は、コンパクトな形態因子（一態様では、トランスデューサアセンブリの外径に対して約０．６３５ｃｍ（約０．２５０インチ）の節約がある）を提供すること、構成要素（例えば、ハウジング及びエンドキャップ）の排除、漏れ経路の減少による堅牢な封止、及び封止に使用されるエラストマ構成要素の排除又は減少による、相対的なコスト低減、に基づいて効率の改善を提供することができる。溶接され封止されたトランスデューサは、感湿性電極素子への曝露及びセラミックディスクのメタライゼーションのリスクを最小限に抑えて、身体、組織、血液、などに直接曝露することができる。したがって、これらの態様は、トランスデューサの寿命を延ばすことができ、より多くの処置を可能にする。実行される処置の数の増加は、コストがより多くの処置にわたって償却されるので、販売される商品のコストを更に低減することができる。
【0008】
本開示の態様は、超音波外科用器具で使用するためのトランスデューサアセンブリ内の超音波トランスデューサの中心線の周りに軸対称に実施され得る中央管腔を提供する。多くの場合、超音波に基づくエネルギデバイスの組織作用領域に流体を送達するか、又はそこから流体を除去することが望ましい。中央管腔は、流体輸送用の導管として作用し得る。空間的に経済的なパッケージを作るために、超音波トランスデューサの圧電素子の圧縮力に反応する構成要素を、ディスクの半径方向外側に配置してもよい。態様によれば、本明細書に開示された圧電変換器のアーキテクチャは、中央管腔の実施を簡素化する。更に、管腔を画定する構成要素上の雄ねじ（又は他の固定機構）は、トランスデューサ内の管腔の全長にわたる材料の一定の分布を可能にする。この一定の分布は、外科用器具のための洗浄、消毒、又は滅菌プロセスを妨げ得る封止（Ｏリング、締まり嵌め又は圧入、などに基づく）の必要性を不要にすることもできる。本開示の利点は、特に中央に配置された圧縮機構（例えばボルト）と比較したとき、ラジアルパッケージのサイズを縮小することを含み得る。利点は、より高い利用可能な組織パワーを可能にするより低い動作温度、超音波トランスデューサ領域内の管腔封止の必要性の排除、単純な電気的接続の容易化、及びトランスデューサアセンブリの構築のための電極の整列を含むことができる。
【0009】
一態様では、組織を切開し凝固させるための装置が提供される。装置は、その遠位端で組織と相互作用するように構成されたエンドエフェクタを有する外科用器具、及び外科用器具に電気的に結合され、エンドエフェクタが組織と相互作用できるように超音波エネルギをエンドエフェクタに送達するように構成された発生器、を備える。外科用器具は、ハウジング及び超音波トランスデューサを備えるトランスデューサアセンブリを備え、超音波トランスデューサは、スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える。複数の電極の各々は、一対の固体圧電素子の間に配置され、超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置されたエンドマスを有する。エンドマスは、ハウジングと係合するように構成され、エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに、ハウジングの内面に対して超音波トランスデューサを圧縮するように構成されている。
【0010】
別の態様では、外科用器具は、ハウジングと、長手方向軸、第１の端部、及び第２の端部を有するスタック構成に配置された複数の固体圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、複数の電極の各々が各対の固体圧電素子間に配置されて、１つの電極はスタック構成の第１の端部に配置され、１つの電極はスタック構成の第２の端部に配置されている、超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して長手方向軸に沿って配置され、超音波トランスデューサに結合されたエンドマスであって、ハウジングと係合するように構成され、エンドマスがハウジングと係合されると、ハウジングの内面に対して超音波トランスデューサを圧縮するように構成され、複数の固体圧電素子のうちの第１の固体圧電素子と複数の固体圧電素子のうちの第２の固体圧電素子とが電気的に並列に接続された、エンドマスと、を備えるトランスデューサアセンブリを備える。
【0011】
別の態様では、外科用器具は、ハウジングと、超音波トランスデューサと、第１の端部と、第２の端部と、それを貫通する開口部とを有するエンドマスと、を備えるトランスデューサアセンブリを備える。超音波トランスデューサは、第１の端部及び第２の端部を有するスタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を含み、第１の電極は第１の圧電素子対の間に配置され、第２の電極は、第２の圧電素子対の間に配置され、第３の電極はスタック構成の第１の端部に配置され、第４の電極はスタック構成の第２の端部に配置され、第１のスペーサ素子は第３の電極と接触して配置され、第２のスペーサ素子は第４の電極と接触して配置されている。エンドマスは超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、エンドマスは、ハウジングと係合するように構成され、かつ、エンドマスがハウジングと係合されると、ハウジングの内面に対して超音波トランスデューサを圧縮するように構成されている。更に、エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮するときにエンドマスの第１の端部が第１のスペーサ素子に接触し、エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮するときに第２のスペーサ素子がハウジングの内面に接触する。
【0012】
別の態様では、組織を凝固させ切開するための外科用器具は、ハウジング、超音波トランスデューサ、及びエンドマスを備えるトランスデューサアセンブリを備える。ハウジングは導管部及びベース部を備え、流体通路は導管部及びベース部を貫通して画定される。超音波トランスデューサは、スタック構成で配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備え、複数の電極の各々は各対の圧電素子の間に配置され、第１のボアホールは超音波トランスデューサを貫通して画定される。エンドマスは、内部を貫通して画定された第２のボアホールを備え、エンドマスの表面は超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、エンドマスはハウジングと係合するように構成される。更に、ハウジングの導管部は、超音波トランスデューサの第１のボアホール及びエンドマスの第２のボアホールを貫通するように構成され、エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合されると、ハウジングの内面に対して超音波トランスデューサを圧縮するように構成されている。
【0013】
別の態様では、組織を凝固させ切開するための外科用器具は、ハウジングと、超音波トランスデューサと、エンドマスとを備えるトランスデューサアセンブリを備える。ハウジングは導管部及びベース部を備え、流体通路は導管部及びベース部を貫通して画定される。超音波トランスデューサは、スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備え、超音波トランスデューサは、長手方向軸と、第１の端部と、第２の端部とを有する。第１のボアホールは超音波トランスデューサを貫通して画定され、複数の電極の各々は各対の圧電素子の間に配置され、第２の電極は超音波トランスデューサの第１の端部に配置され、第３の電極は超音波トランスデューサの第２の端部に配置されている。エンドマスは、内部を貫通して画定された第２のボアホールを備え、エンドマスは、長手方向軸に沿って超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、エンドマスは、ハウジングと係合するように構成される。ハウジングの導管部は、超音波トランスデューサの第１のボアホール及びエンドマスの第２のボアホールを貫通するように構成され、エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合されると、ハウジングの表面に対して超音波トランスデューサを圧縮するように構成され、複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子は、電気的に並列に接続される。
【0014】
別の態様では、トランスデューサアセンブリは、ハウジング、導電素子、絶縁体、及び超音波トランスデューサを備える。ハウジングは導管部及びベース部を備え、流体通路は導管部とベース部を貫通して画定される。導電素子はハウジングの導管部を少なくとも部分的に囲み、絶縁体は導電素子と導管部との間に配置され、絶縁体は導電素子を導管部から電気的に絶縁する。超音波トランスデューサは、スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える。超音波トランスデューサは、長手方向軸、第１の端部、及び第２の端部を有し、第１のボアホールは超音波トランスデューサを貫通して画定され、複数の電極の各々は圧電素子の各対の間に配置され、第２の電極は超音波トランスデューサの第１の端部に配置され、第３の電極は超音波トランスデューサの第２の端部に配置されている。更に、複数の電極の各々は、導電素子に電気的に結合されている。エンドマスは、内部を貫通して画定された第２のボアホールを備え、エンドマスは、超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置されている。エンドマスはハウジングと係合するように構成され、ハウジングの導管部は、超音波トランスデューサの第１のボアホール及びエンドマスの第２のボアホールを貫通するように構成され、エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの表面に対して圧縮するように構成され、複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子は、電気的に並列に接続されている。
【0015】
前述のものに加えて、様々な他の方法、並びに／又はシステム、及び／若しくはプログラム製品の態様が、本開示の文中（例えば、「特許請求の範囲」及び／若しくは詳細な説明）並びに／又は図面などの教示で記載かつ説明される。
【0016】
前述のものは概要であり、したがって、詳細の単純化、一般化、包括及び／又は省略を含んでもよく、それゆえに、当業者であれば、本「発明の概要」が単に例示的なものに過ぎず、いかなる形であれ限定する意図はないことを、理解するであろう。本明細書に記載される装置並びに／又はプロセス及び／若しくは他の主題の他の態様、特徴及び利点は、本明細書に記載される教示において明らかになるであろう。
【0017】
１つ以上の様々な態様では、関連するシステムは、限定されるものではないが、本明細書で参照する方法の態様に作用するための回路及び／又はプログラミングを含む。その回路及び／又はプログラミングは、本質的に、システム設計者の設計選択に応じて、本明細書で参照する方法の態様に影響するように構成されたハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアの任意の組み合わせであり得る。前述のものに加えて、様々な他の方法及び／又はシステム態様が、本開示の文中（例えば、「特許請求の範囲」及び／若しくは「発明を実施するための形態」）並びに／又は図面などの本教示に記載及び説明される。
【0018】
更に、以下に記載する態様、態様の具現、実施例のうちの任意の１つ以上を、以下に記載する他の態様、態様の具現、実施例のうちの任意の１つ以上と組み合わせることができることが理解される。
【0019】
上記の「発明の概要」はあくまで例示的なものに過ぎず、いかなる意味においても限定を目的としたものではない。上述の例示的な態様、実施形態、及び特徴に加えて、更なる態様、実施形態、及び特徴が、図面及び以下の詳細な説明を参照することにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0020】
記載される態様の新規特徴を、添付の特許請求の範囲で具体的に説明する。しかしながら、記載される形態は、構成及び操作の方法のいずれに関しても、以下の記載を添付の図面と共に参照することにより最良に理解され得る。
【図1】発生器及びそれと共に使用可能な様々な外科用器具を含む外科用システムの一形態を示す図である。
【図4】動作分岐電流を示す超音波トランスデューサの等価回路の一態様のモデルである。
【図5】超音波トランスデューサアセンブリの一態様の部分断面図である。
【図9】本開示の組み合わせエンドマス及び超音波トランスデューサの一態様の正面図である。
【図10】本開示の第１の電極の一態様の上面図である。
【図11】本開示の第２の電極の一態様の上面図である。
【図12】本開示の第３の電極の一態様の上面図である。
【図13】本開示のトランスデューサアセンブリの別の態様の断面図である。
【図14】本開示のトランスデューサアセンブリの一態様の断面図である。
【図16】本開示のトランスデューサアセンブリの一態様の分解図である。
【図17】本開示のトランスデューサアセンブリの写真である。
【図19】本開示の別のトランスデューサアセンブリの正面図である。
【図20】本開示の別のトランスデューサアセンブリの斜視図である。
【図21】本開示のピストン装置の斜視図である。
【図22】本開示のソケットヘッド装置の斜視図である。
【図23】超音波外科用器具を備える外科用システムの一態様の図である。
【図24】超音波外科用器具の一態様の断面図である。
【図25】超音波トランスデューサアセンブリの一態様の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
外科用器具の様々な態様を詳細に説明する前に、例示的態様が、適用又は使用において、添付の図面及び明細書で例示される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意されたい。例示的な態様は、他の態様、変形、及び修正で実施されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な方法で実施又は実行されてもよい。更に、別途示さない限り、本明細書で用いる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な態様を説明する目的で選択されたものであり、それらを限定するためのものではない。
【0022】
更に、以下に記載する態様、態様の具現、実施例のうちの任意の１つ以上を、以下に記載する他の態様、態様の具現、実施例のうちの任意の１つ以上と組み合わせることができるもことが理解される。
【0023】
様々な態様は、外科的処置中の組織の切開、切断、及び／又は凝固をもたらすように構成された超音波及び／又は組み合わせ電気外科（ＲＦ）用超音波器具の改善を対象とする。一態様では、超音波と電気外科用器具とを組み合わせたものは、開腹外科処置における使用のために構成され得るが、腹腔鏡、内視鏡、及びロボット支援処置などの他のタイプの外科における用途も有する。超音波並びに／又は超音波及びＲＦエネルギの選択的な使用によって、多方面の使用が容易になる。
【0024】
様々な態様が、本明細書に記載される超音波器具との関連で記載される。そのような記載は限定するものではなく例として提供されており、その範囲及び適用を限定することを意図しない。例えば、記載される態様のうちの任意の１つは、例えば、米国特許第５，３２２，０５５号、同第５，４４９，３７０号、同第５，６３０，４２０号、同第５，９３５，１４４号、同第５，９３８，６３３号、同第５，９４４，７３７号、同第５，９５４，７３６号、同第６，２７８，２１８号、同第６，２８３，９８１号、同第６，３０９，４００号、同第６，３２５，８１１号、同第６，３８７，１０９号、同第６，４９１，７０８号、同第７，８２１，１４３号、同第８，１４７，５０８号、同第８，１５２，８２５号、同第８，２７７，４７１号、同第８，４３０，８９８号、同第８，５１２，３６４号、同第８，８８２，７９２号、及び同第９，１１４，２４５号、並びに米国特許出願公開第２００５０１９２６１２号、同第２０１１／００４０２１２号、同第２０１１／００４０２１３号、同第２０１２０２１５２４４号、同第２０１３００９０５７６号、同第２０１３０１９７５５０号、及び同第２０１３０２５３５５８号、に記載されたものを含む複数の超音波器具との組み合わせで有用であり、それらの各々は、これら文献の参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0025】
以下の記述から明白となるように、本明細書に記述する外科用器具の態様は、外科用システムの発振器ユニットとの関連で使用することができ、それにより、その発振器ユニットからの超音波エネルギが所望の超音波作動を本明細書の外科用器具にもたらすことが企図される。本明細書に記載される外科用器具の態様は、外科用システムの信号発生器ユニットと関連付けて使用されてもよく、それにより無線周波数（ＲＦ）の形態の電気エネルギが、例えば、外科用器具に関してユーザにフィードバックを提供するために使用されることも企図される。超音波発振器及び／若しくは信号発生器は、取り外し不能に外科用器具と一体化されてもよく、又は外科用器具に電気的に取り付け可能であり得る分離した構成要素として提供されてもよい。
【0026】
本明細書の外科用装置の一態様は、その単純な構造を利用した使い捨て用途のために特に構成されている。しかしながら、本外科用器具の他の態様は、使い捨てではないか又は複数回使用されるように構成され得ることも企図される。関連付けられる発振器及び信号発生器ユニットとの、本発明の外科用器具の取り外し可能な接続について、ここでは１人の患者用として、あくまで例示を目的として開示する。しかし、本外科用器具を、関連付けられる発振器及び／又は信号発生器ユニットと取り外し可能にせずに、一体化接続することも企図される。したがって、本明細書に記載される外科用器具の様々な態様は、限定されないが、取り外し可能及び／又は取り外し不能のいずれかの一体型発振器及び／又は信号発生器ユニットと共に、単回使用及び／又は複数回使用するように構成することができ、そのような構成の全ての組み合わせは、本開示の範囲内にあることが企図される。
【0027】
図１～図３を参照すると、超音波外科用器具を含む外科用システム１００の一態様が記載されている。図１及び図２は、発生器１０２と、外科用システム１００と共に使用可能な様々な外科用器具１０４、１０８とを備える外科用システム１００の一態様を示す。図３は、図１及び図２の超音波外科用器具１０４の図である。
【0028】
様々な態様では、発生器１０２は、モジュール及び／又はブロックなどのいくつかの別々の機能素子を備えることができる。異なる機能素子又はモジュールを、異なる種類の外科用器具１０４、１０８を駆動するように構成することができる。例えば、超音波発生器駆動回路１１４は、ケーブル１４２を介して超音波外科用器具１０４等の超音波装置を駆動してもよい。電気外科／ＲＦ発生器駆動回路１１６は、ケーブル（図示せず）を介して電気外科用器具（図示せず）を駆動することができる。例えば、それぞれの駆動回路１１４、１１６は、適切な外科用器具１０４、１０８を駆動するためのそれぞれの駆動信号を生成し得る。様々な態様では、超音波発生器駆動回路１１４（例えば、超音波駆動回路）及び／又は電気外科／ＲＦ発生器駆動回路１１６（例えば、ＲＦ駆動回路）は各々、発生器１０２と一体的に形成することができる。あるいは、駆動回路１１４、１１６のうちの１つ以上が、発生器１０２に電気的に結合された別個の回路モジュールとして設けられてもよい。（駆動回路１１４及び１１６は、この選択肢を例示するために幻影で示される。）また、いくつかの態様では、電気外科／ＲＦ発生器駆動回路１１６は、超音波発生器駆動回路１１４と一体的に形成されてもよく、又はその逆でもよい。また、いくつかの態様では、発生器１０２は完全に省略されてもよく、駆動回路１１４、１１６はそれぞれの外科用器具１０４、１０８内のプロセッサ又は他のハードウェアによって実行されてもよい。
【0029】
他の態様では、超音波発生器駆動回路１１４及び電気外科／ＲＦ発生器駆動回路１１６の電気出力を単一の駆動回路に組み合わせて、多機能外科器具１０８を、ケーブル１４６を介して電気外科ＲＦ及び超音波エネルギと同時に駆動することができる単一電気信号を提供することができる。多機能外科用器具１０８は、超音波ブレード１４９に結合された超音波トランスデューサ構成要素１２０及びエンドエフェクタ１２４内の１つ以上の電極を備え、電気外科ＲＦエネルギを受け取る。そのような実現形態では、組み合わされたＲＦ／超音波信号は多機能外科用器具１０８に結合される。多機能外科用器具１０８は、組み合わされたＲＦ／超音波信号を分割するための信号処理構成要素を備え、これにより、ＲＦ信号をエンドエフェクタ１２５内の電極に送達することができ、超音波信号を超音波トランスデューサ構成要素１２０に送達することができる。
【0030】
説明した態様によれば、超音波発生器駆動回路１１４は、特定の電圧、電流、及び周波数、例えば、毎秒５５，５００サイクル（Ｈｚ）の駆動信号（複数可）を生成することができる。駆動信号（複数可）は、超音波外科用器具１０４に、具体的には、例えば、本明細書に記載されるように動作することができるトランスデューサ構成要素１２０に供給することができる。トランスデューサ構成要素１２０及びシャフト１２６を通って延びる導波管（導波管は図１に示さず）は、集合的に、エンドエフェクタ１２２の超音波ブレード１２８を駆動する超音波駆動システムを形成することができる。一態様では、発生器１０２は、高い分解能、精度、及び再現性で修正され得る特定の電圧、電流、及び／又は周波数出力信号の駆動信号を生成するように構成することができ。
【0031】
発生器１０２は、駆動信号を任意の適切な方法でトランスデューサ構成要素１２０に供給するように起動させることができる。例えば、発生器１０２は、フットスイッチケーブル１３２を介して発生器１０２に連結されるフットスイッチ１３０を備えることができる。臨床医は、フットスイッチ１３０を押圧することによって、トランスデューサ構成要素１２０を起動させることができる。更に、又はフットスイッチ１３０の代わりに、超音波外科用器具１０４のいくつかの態様は、起動時に発生器１０２にトランスデューサ構成要素１２０を起動させることができる、ハンドピース上に配置された１つ以上のスイッチを利用することができる。一態様では、例えば、１つ以上のスイッチは、外科用器具１０４の動作モードを決定するために、例えば、一対のトグルボタン１３４ａ、１３４ｂ（図２）を備えることができる。例えばトグルボタン１３４ａが押圧されると、超音波発生器１０２は最大駆動信号をトランスデューサ構成要素１２０に供給し、それにより最大超音波エネルギ出力を生成させることができる。トグルボタン１３４ｂを押圧することにより、超音波発生器１０２に、トランスデューサ構成要素１２０にユーザ選択可能な駆動信号を供給させて、最大未満の超音波エネルギ出力を生成させることができる。外科用器具１０４は、更に、又はあるいは、例えば、エンドエフェクタ１２２の顎部を動作させるための顎部閉鎖トリガの位置を示すために、第２のスイッチ（図示せず）を備えてもよい。また、いくつかの態様では、超音波発生器１０２は、顎部閉鎖トリガの位置に基づいて起動されてもよい（例えば、臨床医が顎部閉鎖トリガを押圧して顎部を閉じると、超音波エネルギが印加され得る）。更に又はあるいは、１つ以上のスイッチは、押圧されたとき、発生器１０２にパルス状出力を提供させるトグルボタン１３４ｃを含むことができる。パルスは、例えば、任意の好適な周波数及び分類で提供されてもよい。特定の態様では、パルスの電力レベルは、例えば、トグルボタン１３４ａ、１３４ｂに関連付けられた電力レベルと同じ（最大、最大未満）であってもよい。
【0032】
記載された態様によれば、電気外科／ＲＦ発生器駆動回路１１６は、無線周波数（ＲＦ）エネルギを使用して双極電気外科手術を実施行するのに十分な出力電力を有する駆動信号（複数可）を生成することができる。例えば、双極電気外科用途では、駆動信号は、例えば電気外科用器具（図示せず）の電極に供給され得る。したがって、発生器１０２は、組織を治療する（例えば、凝固、焼灼、組織溶接する）のに十分な電気エネルギを組織に印加することによる治療目的のために構成することができる。
【0033】
発生器１０２は、例えば発生器１０２のコンソールの前面パネルに配置された入力装置１１０を備えることができる。入力装置１１０は、発生器１０２の動作をプログラムするのに適した信号を生成する任意の適切な装置を含むことができる。動作中、ユーザは、入力装置１１０を使用して発生器１０２の動作をプログラムする、ないしは別の方法で制御することができる。入力装置１１０は、発生器によって（例えば、発生器内に収容された１つ以上のプロセッサによって）使用され得る信号を生成する任意の好適な装置を備えて、発生器１０２の動作（例えば、超音波発生器駆動回路１１４及び／又は電気外科／ＲＦ発生器駆動回路１１６の動作）を制御することができる。様々な態様では、入力装置１１０は、ボタン、スイッチ、サムホイール、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンモニタ、ポインティングデバイス、汎用又は専用のコンピュータへのリモート接続のうちの１つ以上を含む。他の態様では、入力装置１１０は、例えば、タッチスクリーンモニタ上に表示される１つ以上のユーザインターフェーススクリーンなどの好適なユーザインターフェースを含んでもよい。したがって、入力装置１１０を通して、ユーザは、例えば、超音波発生器駆動回路１１４及び／又は電気外科／ＲＦ発生器駆動回路１１６により生成された駆動信号（複数可）の電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）、周波数（ｆ）、及び／又は期間（Ｔ）などの、発生器の種々の動作パラメータを設定又はプログラムすることができる。
【0034】
発生器１０２は、例えば、発生器１０２のコンソールの前側パネル上に配置された出力インジケータなどの出力装置１１２（図１、図２）を備えることができる。出力装置１１２は、ユーザに感覚的フィードバックを提供するための１つ以上の装置を含む。かかる装置は、例えば、視覚的フィードバック装置（例えば、視覚的フィードバック装置は、白熱電灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）、ディスプレイ、アナログインジケータ、デジタルインジケータ、棒グラフ表示、デジタル文字数字表示、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示スクリーン、ＬＥＤインジケータを備え得る）、可聴フィードバック装置（例えば、可聴フィードバック装置は、スピーカ、ブザー、可聴装置、コンピュータで生成された音、コンピュータ化されたスピーチ、音声／スピーチプラットフォームを介してコンピュータと会話するための音声ユーザインターフェース（ＶＵＩ）を備え得る）、又は触覚的フィードバック装置（例えば、触覚的フィードバック装置は、任意のタイプの振動フィードバック、触覚アクチュエータを備える）を備えることができる。
【0035】
一態様では、超音波発生器駆動回路１１４及び電気外科／ＲＦ駆動回路１１６は、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせとして実装される１つ以上の埋め込みアプリケーションを備えることができる。駆動回路１１４、１１６は、例えば、ソフトウェア、プログラム、データ、ドライバ、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）などの様々な実行可能なモジュールを備えてもよい。ファームウェアは、ビットマスクされた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリのような不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶することができる。様々な実現形態では、ファームウェアをＲＯＭに格納することにより、フラッシュメモリが保存され得る。ＮＶＭは、例えば、プログラミング可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラミング可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラミング可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、又はダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）、及び／若しくは同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）などの電池バックアップ式ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む、他のタイプのメモリを備えてもよい。
【0036】
一態様では、駆動回路１１４、１１６は、外科用器具１０４、１０８の様々な測定可能な特性をモニタリングし、外科用器具１０４、１０８を動作させるための対応する出力制御信号を発生させるためのプログラム命令を実行するために、プロセッサとして実装されるハードウェア構成要素を備える。発生器１０２が外科用器具１０４と共に使用される態様では、出力制御信号は、超音波トランスデューサ構成要素１２０を切断及び／又は凝固動作モードで駆動させることができる。外科用器具１０４及び／又は組織の電気特性は、発生器１０２の動作態様を制御するために測定及び使用されてもよく、かつ／又はユーザへのフィードバックとして提供されてもよい。発生器１０２が電気外科用器具と共に使用される態様では、出力制御信号は、電気エネルギ（例えば、ＲＦエネルギ）を、電気外科用器具のエンドエフェクタに、切断、凝固、及び／又は乾燥モードで供給することができる。電気外科用器具及び／又は組織の電気的特性は、発生器１０２の動作態様を制御するために測定及び使用することができ、かつ／又はユーザへのフィードバックとして提供されてもよい。様々な態様では、前述のように、ハードウェア構成要素は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、アプリケーション固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、他の回路、及び／又はレジスタとして実装することができる。一態様では、プロセッサは、コンピュータソフトウェアプログラム命令を記憶及び実行して、超音波トランスデューサ構成要素１２０及びエンドエフェクタ１２２、１２５などの外科用器具１０４、１０８の様々な構成要素を駆動するための出力信号関数を生成するように構成することができる。
【0037】
発生器１０２の特定のモジュール、回路、及び／又はブロックが例として記載され得るが、より多くの又はより少ないモジュール、回路、及び／又はブロックが使用されてもよく、依然として本形態の範囲内に入ることが理解され得る。更に、様々な態様が、説明を容易にするためにモジュール、回路、及び／又はブロックとして記載される場合があるが、そのようなモジュール、回路、及び／又はブロックは、１つ以上のハードウェア構成要素、例えば、プロセッサ、ＤＳＰ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、回路、レジスタ、及び／若しくはソフトウェア構成要素、例えば、プログラム、サブルーチン、ロジック、並びに／又は、ハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との組み合わせ、によって実施され得る。また、いくつかの態様では、本明細書に記載される様々なモジュールは、外科用器具１０４、１０８内に配置された同様のハードウェアを利用して実現されてもよい（すなわち、発生器１０２は省かれてもよい）。
【0038】
図２は、複数の外科用器具１０４、１０８を駆動するように構成された発生器１０２を例示する。第１の外科用器具１０４は、ハンドピース１０５、超音波トランスデューサ構成要素１２０、シャフト１２６、及びエンドエフェクタ１２２を備える。エンドエフェクタ１２２は、トランスデューサ構成要素１２０と音響的に結合された超音波ブレード１２８、及びクランプアーム１４０を備える。ハンドピース１０５は、クランプアーム１４０を動作させるトリガ１４３及び、超音波ブレード１２８又は他の機能にエネルギ供給し、駆動するためのトグルボタン１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃの組み合わせを備える。トグルボタン１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃは、発生器１０２により超音波トランスデューサ構成要素１２０にエネルギ供給するように構成することができる。更に図２を参照すると、発生器１０２はまた、複合型電気外科及び超音波器具１０８を駆動するようにも構成されている。複合型電気外科及び超音波多機能外科用器具１０８は、ハンドピース１０９、シャフト１２９、及びエンドエフェクタ１２５を備える。エンドエフェクタは、超音波ブレード１４９及びクランプアーム１４５を備える。超音波ブレード１４９は、超音波トランスデューサ構成要素１２０と音響的に結合される。ハンドピース１０９は、クランプアーム１４５を動作させるためのトリガ１４７、及び超音波ブレード１４９又は他の機能にエネルギ供給して駆動するトグルボタン１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃの組み合わせを備える。トグルボタン１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃは、発生器１０２内で超音波トランスデューサ構成要素１２０にエネルギ供給し、発生器１０２内に同様に収容された双極エネルギ源により超音波ブレード１４９にエネルギ供給するように構成することができる。発生器１０２は、ケーブル１４２を介して、組み合わせ電気外科超音波器具１０８の超音波トランスデューサ構成要素１２０に結合される。
【0039】
発生器１０２は、外科用器具１０４を駆動するようにも構成される。発生器１０２は、ケーブル１４６を介して、外科用器具１０４の超音波トランスデューサ構成要素１２０に結合される（図１参照）。外科用器具１０４の超音波トランスデューサ構成要素１２０及びシャフト１２６を通って延びる導波管（導波管は図２に示さず）は、エンドエフェクタ１２２の超音波ブレード１２８を駆動する超音波駆動システムを集合的に形成することができる。エンドエフェクタ１２２は、クランプアーム１４０と超音波ブレード１２８との間に組織をクランプするためのクランプアーム１４０を更に備えてもよい。一態様では、発生器１０２は、ステップ式とするか、又は別の方法で高分解能、精度及び繰り返し性により修正することができる、特定の電圧、電流及び／又は周波数出力信号の駆動信号を発生させるように構成することができる。
【0040】
デバイス１０４は、トグルボタン１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃの任意の組み合わせを備え得ることが理解されよう。例えば、外科用器具１０４は、最大超音波エネルギ出力を発生させるためのトグルボタン１３４ａと、最大電力レベル又は最大未満の電力レベルのいずれかでパルス状出力を発生させるためのトグルボタン１３４ｃと、の２つのトグルボタンのみを有するように構成され得る。このようにして、発生器１０２の駆動信号出力構成は、５つの連続信号及び又は適切な数（例えば１～５）のパルス信号であることができる。特定の態様では、特定の駆動信号構成は、例えば、発生器１０２におけるＥＥＰＲＯＭ設定及び／又はユーザ電力レベル選択（複数可）に基づいて制御することができる。特定の態様では、トグルボタン１３４ｃの代替として２位置スイッチが提供され得る。例えば、外科用器具１０４は、最大電力レベルで連続出力を発生させるためのトグルボタン１３４ａと、２位置トグルボタン１３４ｂとを含んでもよい。第１の位置では、トグルボタン１３４ｂは、最大未満の電力レベルで連続的な出力を生成することができ、第２の位置では、トグルボタン１３４ｂは、パルス状出力を発生させることができる（例えば、ＥＥＰＲＯＭ設定値に応じて、最大電力レベル又は最大未満の電力レベルのいずれかで）。
【0041】
図３を参照すると、発生器１０２の態様は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にすることができる。例えば、発生器１０２は、第１のデータ回路１３６及び／又は第２のデータ回路１３８と通信するように構成されてもよい。例えば、第１のデータ回路１３６は、本明細書に記載されたように、バーンイン周波数スロープを示してもよい。更に又はあるいは、任意のタイプの情報は、データ回路インターフェースを介して（例えば、論理デバイスを使用して）そこに記憶するために第２のデータ回路１３８に通信することができる。このような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。特定の態様では、第２のデータ回路は、１つ以上のセンサ（例えば、器具ベースの温度センサ）によって取得されたデータを送信することができる。特定の態様では、第２のデータ回路１３８は、発生器１０２からデータを受信し、受信したデータに基づいてユーザに表示を提供することができる（例えば、ＬＥＤ表示又は他の可視表示）。第２のデータ回路１３８は、多機能外科用器具１０８に収容することができる。いくつかの態様では、第２のデータ回路１３８は、本明細書に記載の第１のデータ回路１３６のものと類似の方法で実装される。
【0042】
器具インターフェース回路は、この通信を可能にするための第２のデータ回路１３８インターフェースを備えることができる。一態様では、第２のデータ回路インターフェースは、トライステートデジタルインターフェースを含み得るが、他のインターフェースも使用することができる。特定の態様では、第２のデータ回路１３８は、概して、データを送信及び／又は受信するための任意の回路であることができる。一態様では、例えば、第２のデータ回路１３８は、当該回路が関連付けられた特定の外科用器具に関する情報を記憶することができる。そのような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数及び／又は任意の他のタイプの情報を含むことができる。いくつかの態様では、第２のデータ回路１３８は、関連付けられたトランスデューサ構成要素１２０、エンドエフェクタ１２２、若しくは超音波駆動システムの電気的及び／又は超音波的特性に関する情報を記憶することができる。本明細書に記載される様々なプロセス及び技術は、発生器によって実行され得る。しかしながら、特定の態様では、これらのプロセス及び技術の全て又は一部が多機能外科用器具１０８の内部論理１３９によって行われ得ることが理解されよう。
【0043】
更に、発生器１０２は、その全てが参照により本明細書に組み込まれる以下の米国特許の１つ以上に開示されているように、Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ、ＯｈｉｏのＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ－Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．によって販売されるＧＥＮ３００と同様の方法で機能的に動作するように構成され得る：米国特許第６，４８０，７９６号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｔａｒｔ Ｕｐ ｏｆ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｎｄｅｒ Ｚｅｒｏ Ｌｏａｄ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）、米国特許第６，５３７，２９１号（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＢＬＡＤＥ ＢＲＥＡＫＡＧＥ ＵＳＩＮＧ ＲＡＴＥ ＡＮＤ／ＯＲ ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ）、米国特許第６，６６２，１２７号（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＰＲＥＳＥＮＣＥ ＯＦ Ａ ＢＬＡＤＥ ＩＮ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＹＳＴＥＭ）、米国特許第６，６７８，８９９号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）、米国特許第６，９７７，４９５号（ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＣＩＲＣＵＩＴＲＹ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＡＮＤＰＩＥＣＥ ＳＹＳＴＥＭ）、米国特許第７，０７７，８５３号（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＡＬＣＵＬＡＴＩＮＧ ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ ＣＡＰＡＣＩＴＡＮＣＥ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＴＲＡＮＳＤＵＣＥＲ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ）、米国特許第７，１７９，２７１号（ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＤＲＩＶＩＮＧ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＹＳＴＥＭ ＴＯ ＩＭＰＲＯＶＥ ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ ＯＦ ＢＬＡＤＥ ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＡＴ ＳＴＡＲＴＵＰ）、及び米国特許第７，２７３，４８３号（ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＬＥＲＴＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＩＮ ＡＮ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ）。
【0044】
図４は、一態様に係る図１～図３に示した超音波トランスデューサ構成要素１２０などの超音波トランスデューサの等価回路１５０を例示する。回路１５０は、共振器の電気機械的性質を定義する、直列に接続されたインダクタンスＬｓ、抵抗Ｒｓ、及び容量Ｃｓを有する第１の「動作」分岐、及び静的静電容量Ｃｏを有する第２の容量分岐、を備える。動作電流Ｉｍが第１の分岐を通って流れ、電流Ｉｇ～Ｉｍが容量分岐を通って流れる状態で、駆動電流Ｉｇは、発生器から駆動電圧Ｖｇで受信され得る。超音波トランスデューサの電気機械的性質の制御は、Ｉｇ及びＶｇを好適に制御することによって達成することができる。上述のように、従来の発生器アーキテクチャは、発生器の電流出力Ｉｇの実質的に全てが動作分岐を通って流れるように、並列共振回路内で静的静電容量Ｃｏを共振周波数で除去するための同調インダクタＬｔ（図４に仮想線で示される）を含んでもよい。この方法では、動作分岐電流Ｉｍの制御は、発生器の電流出力Ｉｇを制御することによって達成される。同調インダクタＬｔは、超音波トランスデューサの静的静電容量Ｃｏに固有であるが、異なる静的静電容量を有する異なる超音波トランスデューサは、異なる同調インダクタＬｔを必要とする。更に、同調インダクタＬｔは、特定の共振周波数での静的静電容量Ｃｏの公称値と一致するため、動作分岐電流Ｉｍの正確な制御は、その特定の周波数でのみ保証され、トランスデューサの温度と共に周波数が下がると、動作分岐電流の正確な制御は損なわれる。
【0045】
図１～図３に示した発生器１０２の態様は、同調インダクタＬｔに依存せずに動作分岐電流Ｉｍをモニタリングするように構成することができる。その代わりに、発生器１０２は、特定の超音波外科用器具１０４への電力の印加間の静的静電容量Ｃｏの測定値（駆動信号電圧及び電流フィードバックデータと共に）を使用して、動的かつ継続的に（例えば、リアルタイムで）動作分岐電流Ｉｍの値を決定することができる。したがって、発生器１０２そのような態様は、静的静電容量Ｃｏの公称値によって決定される共振周波数においてのみではなく、任意の周波数で任意の値の静的静電容量Ｃｏと同調される又は共振するシステムをシミュレートするために、仮想同調を提供することが可能である。
【0046】
本開示の様々な態様を説明するために、超音波トランスデューサアセンブリは、超音波振動可能な医療用処置器具（例えば、限定するものではないが、超音波メス又は超音波クランプなど）を、トランスデューサアセンブリに取り付けたときに、基本周波数（すなわち、基本共振周波数）の振動モードにて超音波振動させるトランスデューサアセンブリであること、波節は振動の波節（すなわち、振動の大きさがゼロの位置）であること、及び波腹は振動の最大の大きさの位置であること、に留意されたい。振動モードの例としては、縦モードの振動、捻れモードの振動、曲げモードの振動、及び膨張モードの振動が挙げられるが、これらに限定されず、当業者に知られているように、トランスデューサアセンブリは、単一モードの振動での動作に限定されない。また、用語「利得段」は、正の利得段を意味し、振動の大きさを増大させるトランスデューサアセンブリの長手方向に延びる部分である。利得段は、当業者には知られているように、縮小された直径（いくつかの図において識別されるような）、テーパ（一定又は非一定）、又は異なる材料であることのうちの少なくとも１つを有するトランスデューサアセンブリの一部分によって提供され得る。圧電トランスデューサディスクは、円形状を有する外周を有するものに限定されず、限定なく楕円形などの他の形状を有する外周を有するものを含み得ることが指摘される。
【0047】
一態様では、本開示は、ハウジングと、スタック構成の複数の圧電素子を含む超音波トランスデューサと、ハウジングに係合して超音波トランスデューサをハウジング内で特定の関係に保持するように構成されたエンドマスとを備えるトランスデューサアセンブリを含む外科用器具を記載する。態様によれば、エンドマスは、ハウジングのホーン形状部分内で超音波トランスデューサを圧縮する。エンドマスの第１の面は超音波トランスデューサの第１の面に接触し、エドマスがハウジングに係合すると、超音波トランスデューサの第２の面はハウジングのホーン形状部分の内面に対して圧縮される。超音波トランスデューサの圧縮は、エンドマスとハウジングとの間の係合によって引き起こされる。そのような圧縮は、他の方法で圧電素子を通過してハウジング内にトルクで締め付けられる可能性があるボルト又はねじとは無関係である。トランスデューサアセンブリは、外科用器具の遠位端でエンドエフェクタの超音波ブレードに音響的に結合することができ、外科用器具は、図１～図３に示されるものと同様の超音波外科用器具又は組み合わせ超音波電気外科用器具であることができる。トランスデューサアセンブリ、ひいては超音波トランスデューサは、超音波ブレードの超音波運動を発生させるために、発生器から駆動信号を受信するように構成される。更に、用語「近位」及び「遠位」は、トランスデューサアセンブリを備える外科用器具を臨床医が把持し得ることに基づいて、トランスデューサアセンブリの構成要素の近接又は位置を参照して使用することができる。
【0048】
図５～図８は、ハウジング２０２及び超音波トランスデューサ２０４を備えるトランスデューサアセンブリ２００の一態様を示し、超音波トランスデューサ２０４は、「ランジュバンスタック」と呼ぶことができ、圧電素子２０８ａ～２０８ｄの中心線に沿って長手方向軸２１１を有するスタック構成で配置された複数の圧電素子２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、及び２０８ｄ、並びに超音波トランスデューサ２０４の第１の端部に隣接して長手方向軸２１１に沿って配置されたエンドマス２０６を備える。一態様では、圧電素子２０８ａ～２０８ｄのスタックは、図５～図７に示すように圧縮ハウジング内に収容されたチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）材料で作られた４つの固体ディスクを備える。他の態様では、超音波トランスデューサ２０４の圧電スタックは、偶数倍（ｎ×２）の圧電素子２０８ａ～２０８ｄを含むことができる。圧電スタックは、ねじを切ったエンドマス２０６上に直接湿式で組み立て（接着剤で接着し）、例えばワイヤ又はケーブルなどの導電素子を備えて、圧電スタックを活性エネルギ源に接続し、発生器１０２で接地することができる（図１～図３）。したがって、エンドマス２０６と超音波トランスデューサ２０４は、次いでトランスデューサアセンブリ２００の組み立てを可能にするように互いに接合される、別構成要素であってもよい。
【0049】
圧電素子２０８ａ～２０８ｄは電気的に並列に接続され、逆方向に対をなしている。第１の電極２０９ｂは隣接する圧電素子２０８ａ～２０８ｂの間に配置され、第２の電極２０９ｃは隣接する圧電素子２０８ｂ～２０８ｃの間に配置され、そして第３の電極２０９ｄは隣接する圧電素子２０８ｃ～２０８ｄの間に配置される。圧電素子２０８ａの近位端には第４の電極２０９ａが配置され、圧電素子２０８ｄの端部には第５の電極２０９ｅが配置される。一構成では、電極２０９ａ～２０９ｅは、薄いディスク構成の導電材料で形成されている。電極２０９ａ～２０９ｅは、発生器１０２（図１～図３に示す）に電気的に結合するように構成されて、圧電素子２０８ａ～２０８にエネルギ供給する。一構成では、電極２０９ａ、２０９ｃ、２０９ｅは、発生器１０２の出力ポートの負極性又は帰路（－）に電気的に結合するように構成され、電極２０９ｂ、２０９ｄは、発生器１０２の出力ポートの正極性（＋）に結合するように構成される。動作時には、発生器１０２は、電極２０９ａ～２０９ｅに交流電圧電位を印加して圧電素子２０８ａ～２０８ｄにエネルギ供給し、交流電圧電位に応答して圧電素子を長手方向に機械的に伸縮させる。交流電圧電位が約３０～１００ｋＨｚの周波数範囲内にあるとき、交流電圧電位は圧電素子２０８ａ～２０８ｄを超音波周波数で振動させる。交流電圧電位の１つの適切な周波数値は、例えば、５５．５ｋＨｚであり得る。
【0050】
更に、超音波トランスデューサ２０４は、圧電素子２０８ａ及び２０８ｄの端部に位置する圧縮要素２１０を備える。本本開示によれば、圧縮要素２１０は、トランスデューサ２０４の第１の端部においてエンドマス２０６と超音波トランスデューサ２０４との間に、及び超音波トランスデューサ２０４の第２の端部においてハウジング２０２と超音波トランスデューサ２０４との間に接触点を提供する。圧縮要素２１０は、圧電素子２０８ａ～２０８ｄに対応するサイズ及び形状因子を有する金属製の圧縮プレート又はスペーサを備えることができる。圧縮要素２１０は、エンドマス２０６がハウジング２０２にねじ込まれて係合するときに圧電素子２０８ａ～ｄのスタックに損傷を与えるのを回避するのに役立つことができる。圧縮は、個々の圧電素子２０８ａ～２０８ｄが、機械的故障を引き起こす可能性がある張力を受けるのを防ぐことができる。圧縮要素２１０は、各々、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、及び／若しくはそれらの合金などの金属、又は炭素繊維、ガラス繊維、プラスチック等などの他の材料を含む、超音波トランスデューサ２０４内での適用に適した種類の材料から製造することができる。
【0051】
図５～図７に示す例に示すように、ハウジング２０２はホーン形状部分２２０を備える。ホーン形状部分２２０は、超音波トランスデューサ２０４を受容するための開口近位端、及びハウジング２０２のホーン形状部分２２０によって画定される開口部２１３に挿入されたときに超音波トランスデューサ２０４を囲んで収容する壁を画定する。ホーン形状部分２２０は、内壁表面に雌ねじを含むことができ、エンドマス２０６を所定位置にトルクで締め付けることを可能にする。ホーン形状部分２２０は、超音波トランスデューサ２０４の変位を増幅する機能も果たし、ホーン形状部分２２０は、超音波トランスデューサ２０４の圧電素子２０８ａ～２０８ｄを圧縮する。様々な態様によれば、超音波トランスデューサ２０４の直径は、ハウジング２２０のホーン形状部分２０２の内径よりも小さくてもよい。したがって、超音波トランスデューサ２０４とハウジング２０２のホーン形状部分２２０の内部との間に空隙２０５が形成される。この空隙２０５により、超音波トランスデューサ２０４の挿入が可能となり、圧電素子２０８ａ～２０８ｄがハウジング２０２のホーン形状部分２２０の内面の側壁に不要に接触することが防止される。
【0052】
ハウジング２０２はフランジ２１６も備える。フランジ２１６は、ホーン形状部分２２０の外周の周囲の環状リングとして示される。しかしながら、いくつかの態様では、フランジ２１６は、連続的なリングとして配置されるのではなく、代わりに周囲に沿って位置する部分に配置されてもよい。他の態様では、ハウジング２０２上の所定の位置に配置されたフランジ２１６以外に、当該フランジと同様の追加のフランジが存在してもよい。更に、フランジ２１６は、ハウジング２０２に沿った他の位置に配置されてもよく、例えば、フランジ２１６は、ハウジング２０２の遠位端により近くにハウジング２０２に沿って配置されてもよい。様々な態様によれば、フランジ２１６は、フランジ２１６内及びハウジング２０２全体の中で振動を減衰させるとともに封止を提供することができるＯリング又は他のエラストマ材料部材（図示せず）を含むことができる。Ｏリングは、フランジ２１６の溝又は他の特徴（図示せず）内に取り付けることができる。また、様々な態様によれば、フランジ２１６は、スタック２０４及びマス２０６の半径方向寸法と同様の半径方向寸法を有する質量と置き変えることができる。外科用器具のハンドピースハウジング、又は他のフレーム部材は、フランジ２１６を受容するための対応する形状を含むことができる。
【0053】
ハウジング２０２のホーン形状部分２２０は、トランスデューサアセンブリ２００の容易な組み立てを可能にし、超音波トランスデューサ２０４及び圧電素子２０８ａ～２０８ｄのスタックの放熱及び潜在的な封止において利点を提供する。別の態様では、ホーン形状部分２２０は、エンドマス２０６のねじと適合する外側表面にねじ切りを有してもよい。したがって、エンドマス２０６は、ハウジング２０２のホーン形状部分２２０内にあるときに超音波トランスデューサ２０４を圧縮しながら、ホーン形状部分２２０上に嵌合することができる。更に、ハウジング２０２は、導波管部分又は他の機器部分２１４を取り付けるためのチャネル２２２を備えることができる。チャネル２２２は、ねじが切られていてもよく、又は他の構成要素をそれに取り付けるための迅速接続及び／又はロック機構を含んでもよい。様々な態様では、ハウジング２０２及びエンドマス２０６は各々、一元的部品として又は部分的に作製することができる。更に、ハウジング２０２及びエンドマス２０６は各々、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、及び／又はそれらの合金などの、トランスデューサアセンブリの用途に適した種類の金属から作製することができる。他の態様では、ハウジング２０２は、必要に応じて、炭素繊維、ガラス繊維、プラスチックなどの他の材料から作製されてもよい。
【0054】
エンドマス２０６は超音波トランスデューサ２０４に結合されてもよく、エンドマス２０６はハウジング２０２に固定的に又は取り外し可能に取り付けられてもよい。一態様では、超音波トランスデューサ２０４は、適切な接合機構によってエンドマス２０６に結合されている。超音波トランスデューサ２０４とエンドマス２０６とは、接着剤、溶接、又は他の適切な接合機構によって互いに接合することができる。図５～図７に示す態様では、エンドマス２０６は、エンドマス２０６がハウジング２０２と係合すると、複数の圧電素子２０８ａ～２０８ｄを圧縮するように構成されている。エンドマス２０６は、ねじ接続を介してハウジング２０２と係合するように構成される。エンドマス２０６がハウジング２０２と係合すると、超音波トランスデューサ２０４の第２の端部はハウジング２０２の内面に対して圧縮される。エンドマス２０６は、配線を超音波トランスデューサ２０４に接続することを可能にするための１つ以上の長手方向チャネル２１８も備える。更に、エンドマス２０６は、トルクをエンドマス２０６に加えることを可能にするトルク付与機構２０７を備えることができる。図５～図７に示すように、トルク付与機構２０７は六角頭である。他の態様では、トルク付与機構２０７は、エンドマス２０６にトルク付与することを可能にする任意のタイプの駆動式とすることができ、例えば、トルク付与機構２０７は、任意のタイプのねじ駆動式であることができる。
【0055】
圧電素子２０８ａ～２０８ｄは、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、又は他の圧電セラミック材料などの任意の適切な材料から製造することができる。図５～図７に示すように、圧電素子２０８ａ～ｄの各々は、円形又はディスク形状の構成を有し、途切れのない表面を有する固体素子として形成されている。他の態様では、圧電素子２０８ａ～２０８ｄは、異なる形状、及び／又は複数の素子を互いにボルト締めするための開口部などの異なる表面特性を有することができる。素子２０８ａ～２０８ｄは、特定の用途に対して適切なアスペクトファクタを有することができる。更に、圧電素子２０８ａ～２０８ｄは、図５、図６に示すように、圧電素子２０８ａ～２０８ｄの間及び圧電素子２０８ａ及び２０８ｅの端部にそれぞれ配置された正極２０９ｂ、２０９ｄ及び負極２０９ａ、２０９ｃ、２０９ｅを介してエネルギ供給され得る。正極及び負極２０９ａ～２０９ｅは、ケーブル内に収容され、上述のように超音波システムの超音波信号発生器１０２に電気的に接続可能であり得るワイヤに電気的に結合されてもよい。電極２０９ａ～２０９ｅは、図９及び図１０に関連して以下に説明される電極３２４、３２６、及び３２８と同じか又は同様であり得る。更に、様々な態様によれば、圧電素子２０８ａ～２０８ｄは、超音波トランスデューサ２０４の他の機構の組み立てを可能にする、素子２０８ａ～２０８ｄの各々を貫通するボアホールを備えることができる。
【0056】
超音波トランスデューサ２０４を構成する正極２０９ｂ、２０９ｄ、負極２０９ａ、２０９ｃ、２０９ｅ、及び圧電素子２０８ａ～２０８ｄの各々は、途切れのない表面を有する固体素子であることができる。あるいは、トランスデューサ２０４は、内部を貫通して延びるボアを画定する。例えば、一態様では、ボアは圧電素子２０８ａ～２０８ｄの中心を貫通して延びる。トランスデューサアセンブリ２００の超音波トランスデューサ２０４は、図１～図３に関連して上述した発生器１０２などの超音波発生器からの電気信号を、機械エネルギに変換するように構成され、この機械エネルギは、主に、超音波周波数における超音波トランスデューサ２０４及びエンドエフェクタ（図１～図８には図示せず）の長手方向振動運動の定在波をもたらす。別の態様では、超音波変換器２０４の振動運動は、異なる方向に作用することができる。例えば、振動運動は、超音波器具の先端のより複雑な運動の局所的な長手方向成分を含むことができる。トランスデューサアセンブリ２００がエネルギ供給されると、振動運動の定在波がトランスデューサアセンブリ２００によって生成され得る。トランスデューサアセンブリ２００は、所定の振幅の音響定在波パターンが生成されるように共振で動作するように設計され得る。トランスデューサアセンブリ２００に沿った任意の点における振動運動の振幅は、振動運動が測定されるトランスデューサアセンブリ２００に沿った位置に依存し得る。振動運動定在波における最小又はゼロ交差は、一般に波節と呼ばれ（例えば、運動が通常最小である位置）、定在波における局所絶対値最大値又はピークは、一般に波腹と呼ばれる（例えば、運動が通常最大である位置）。態様によれば、波腹とそれに最も近い波節との間の距離は４分の１波長（λ／４）である。
【0057】
更に、複数の圧電素子２０８ａ～２０８ｄ及び電極２０９ａ～２０９ｅは、接着剤（例えばエポキシ又は他の接着剤を使用して）、溶接、又は他の適切な接合機構を介して接合することができる。一態様では、圧電素子の表面は、その上に配置されたエポキシなどの接着剤を有することができ、その後、電極２０９ａ～２０９ｅを接着剤の上に配置することができる。接着剤は、電極２０９ａ～２０９ｅと圧電素子２０８ａ～２０８ｄ自体との間の電気的接続と干渉しないように層内に提供されることができる。更に、態様によれば、複数の圧電素子２０８ａ～２０８ｄ全体ではなく、圧電素子２０８ａ～２０８ｄのうちのいくつかのみを互いに接合することができる。更に、複数の圧電素子２０８ａ～２０８ｄは、各層の間に接着剤又は接合機構を設けずに乾式で組み立てることができる。
【0058】
更に、図８は、例えば４０ｋＨｚの半波長共振器として構成されたトランスデューサアセンブリ２００のノード２２４における応力の有限要素解析メッシュ等高線図である。態様によれば、トランスデューサアセンブリ２００の設計は、適切な用途に基づいて周波数及び波長において拡大又は縮小することができる。例えば、トランスデューサアセンブリ２００は、４分の１又は全波長トランスデューサとして機能するように作製されてもよい。
【0059】
図９は、同様に後述されるハウジング３０２などの、超音波外科用器具のハウジング内に配置されるようにサイズ決めされ構成され得るエンドマス３０６と超音波トランスデューサ３０４との組み合わせを示す。エンドマス３０６、超音波トランスデューサ３０４、及びハウジング３０２の任意の態様は、必要に応じて、それぞれエンドマス２０６、超音波トランスデューサ２０４、及びハウジング２０２と同じ又は類似の属性を有することができる。図１０～図１２により詳細に記載される電極３２４、３２６、及び３２８は、超音波トランスデューサ３０４を構成する圧電素子３０８ａ～３０８ｄに対して隣接する関係で示されている。図９に示すように、エンドマス３０６は、内部を貫通して画定されたチャネル３３２を有する。チャネル３３２は、電極３２４、３２６、及び３２８のうちの１つ以上に接続される配線又はケーブル配線に使用することができ、電極３２４、３２６、及び３２８のエネルギ供給及び圧電素子３０８ａ～３０８ｄへの電気の印加を可能にする。チャネル３３２は、エンドマス３０６及び超音波トランスデューサ３０４への異物の侵入を防ぐために、内部に配置された半田、エポキシ、接着剤、ゴム、又は他の絶縁材料などの封止製品を更に有することができる。更に、チャネル３３２は、封止製品が不要であるように、電極３２４、３２６、及び３２８のための配線又はケーブル配線のサイズ及び形状と一致するようにサイズ決めし、構成することができる。また、図９に示すように、エンドマス３０６は、超音波トランスデューサアセンブリのハウジング３０２及び／又は本明細書に記載の外科用器具の他の構成要素と係合するために、エンドマスの外面上にねじ山を含むことができる。
【0060】
電極３２４、３２６、及び３２８は、外科用器具が超音波エネルギを標的に印加するために、超音波の所定の波長及び周波数に基づいて発生器１０２から受信した駆動信号に従って圧電素子３０８ａ～３０８ｄにエネルギ供給する。電極３２４、３２６、及び３２８は、圧電素子３０８ａ～３０８ｄの形状に一致する形状を有することにより、それぞれの電極３２４、３２６、及び３２８と圧電素子３０８ａ～３０８ｄとの間の最大表面積接触を可能にすることができる。電極３２４、３２６、及び３２８は、それぞれ、エンドマス３０６に最も近い超音波トランスデューサ３０４の近位端、及び超音波トランスデューサ３０４の遠位端に配置される。電極３２４、３２６、及び３２８は、圧電素子３０８ａ～３０８ｄに電流を供給するように機能する、金属、例えば銅などの導電材料から作製することができる。
【0061】
図１０に示すように、電極３２４は、中心を貫通する開口部３０５を有するディスク形状中心部３０４を有する。図９及び図１１に示すように、電極３２８は、開口部４０５を有するディスク形状中心部４０４及び中心部４０４から外側に延びる複数のアーム４０２を備える。アーム４０２は、上述のハウジング２０２などのトランスデューサアセンブリの導電性ハウジングの内壁と接触して、超音波トランスデューサ３０４のための電気的接地を提供するようにサイズ決めし、構成することができる。したがって、アーム４０２は、接地経路又は発生器１０２への戻りを提供するように構成され得る。更に、アーム４０２は、トランスデューサ３０４がハウジング２０２内に配置されるときにトランスデューサ３０４のための整列機構を提供する。更に、電極３２４は、それぞれ、電極３２４とハウジング２０２とエンドマス３０６との接触に基づいて電気的接地を提供することができる。図１２に示すように、電極３２６は、開口部５０５ａ、５０５ｂを有する中心部５０３ａ～５０３ｂをそれぞれ有する２つの接点又はパッド５０２ａ～５０２ｂを備え、接点５０２ａ～５０２ｂは互いに電気的に接続されている。接点５０２ａ～５０２ｂは、導電性接続素子５０２ｃを介して接続されている。ワイヤ又はケーブル５０６は、接点５０２ａ～５０２ｂのうちの１つに接続され、接点５０２ａ～５０２ｂにエネルギ供給する。ケーブル５０６は、発生器１０２の出力ポートの正極性（＋）に結合することができる。エプロン５０４は、電極３２６を電気的に絶縁し、外科用器具のハウジングと共に他の電極にエネルギが供給される可能性を防止するために、電極３２６を絶縁するために含まれる。
【0062】
図９に戻って参照すると、電極３２６がエネルギ供給されると、電流は、超音波トランスデューサスタック３０４の中央にある２つの圧電素子３０８ａ～３０８ｄを通って流れて接地への経路をたどり、その結果、それぞれ、エンドマス３０６に最も近い超音波トランスデューサ３０４の近位端における圧電素子３０８ａ～３０８ｄ、及び超音波トランスデューサ３０４の遠位端の圧電素子３０８ａ～３０８ｄがエネルギ供給される。圧電素子３０８ａ～３０８ｄを通過する電流は、圧電素子３０８ａ～３０８ｄを伸縮させて超音波を発生させる。
【0063】
図１３は、ハウジング３０２’、超音波トランスデューサ３０４’、及びエンドマス３０６’を備えるトランスデューサアセンブリ３００’の断面図を示す。トランスデューサアセンブリ２００と同様に、エンドマス３０６’は、ハウジング３０２’のホーン形状部分３２０’内で超音波トランスデューサ３０４’を圧縮する。したがって、エンドマス３０６’は、ねじ接続に基づいてハウジング３０２’のホーン形状部分３２０’と係合することができる。更に、ハウジング３０２’はフランジ３１６’を備える。フランジ３１６’は、例えば、トランスデューサアセンブリ３００’を囲む外科用器具ハウジングなどの外科用器具構成要素３４２’を取り付けるための場所を提供し、ここで外科用器具はトランスデューサアセンブリ３００’を備える。更に、器具構成要素３４２’は、振動をトランスデューサアセンブリ３００’から減衰させるか又は分離することを意図したアイソレータを備えることができる。一態様では、アイソレータはエラストマを備える。
【0064】
圧電素子３０８ａ’～３０８ｄ’の態様は、必要に応じて、図５～図８に関して説明したトランスデューサアセンブリ体２００の圧電素子２０８ａ～２０８ｄと同一又は類似である。したがって、圧電素子３０８ａ’～３０８ｄ’は電気的に並列に接続されてもよく、反対方向に対をなしている。第１の電極３０９ｂ’は隣接する圧電素子３０８ａ’～３０８ｂ’の間に配置され、第２の電極３０９ｃ’は隣接する圧電素子３０８ｂ’～３０８ｃ’の間に配置され、第３の電極３０９ｄ’は隣接する圧電素子３０８ｃ’～３０８ｄ’の間に配置される。第４の電極３０９ａ’は圧電素子３０８ａ’の近位端に配置され、第５の電極３０９ｅ’は圧電素子３０８ｄの端部に配置されている。一構成では、電極３０９ａ～３０９ｅ’は、薄いディスク構成の導電材料から形成されている。電極３０９ａ’～３０９ｅ’は、発生器１０２（図１～図３に示す）に電気的に結合するように構成されて、圧電素子３０８ａ’～３０８ｄ’にエネルギ供給する。一構成では、電極３０９ａ’、３０９ｃ’、３０９ｅ’は、発生器１０２の出力ポートの負極性すなわち戻り（－）に電気的に結合するように構成され、電極３０９ｂ’、３０９ｄ’は、発生器１０２の出力ポートの正極性（＋）に結合するように構成される。動作中、発生器１０２は、電極３０９ａ～３０９ｅに交流電圧電位を印加して圧電素子３０８ａ～３０８ｄにエネルギ供給し、交流電圧電位に応答して圧電素子を長手方向に機械的に伸縮させる。交流電圧電位が約３０～１００ｋＨｚの周波数範囲にあるとき、交流電圧電位は圧電素子３０８ａ’～３０８ｄ’を超音波周波数で振動させる。一実施例では、交流電圧電位の動作周波数は約５５．５ｋＨｚである。一態様では、電極３０８ａ’～３０８ｄ’のそれぞれは平坦電極である。
【0065】
更に、図１３に示す態様によれば、圧電素子３０８ａ’～ｄ’及び電極３０９ａ’～ｅ’は、それらを貫通するボアホール３２８’を備え、それにより、ボアホール３２８’を介して整列機構３３６’を挿入することを可能にする。整列機構３３６’は、超音波トランスデューサ３０４’、したがって圧電素子３０８ａ’～ｄ’及び電極３０９ａ’～ｅ’を、ハウジング３０２’のホーン形状部分３２０’内の適所に保持することができるように構成される。超音波トランスデューサ３０４’がハウジング３０２’に対して短絡するのを防ぐために、空隙３０５’が維持されている。
【0066】
更に、整列機構３３６’は、構造的支持を提供し、適切な電極３０９ａ’～３０９ｅ’のエネルギ供給を可能にする、ポスト３３６’を備える。一態様では、ポスト３３６’は、ハウジング３０２’のホーン形状部分３２０’へのエンドマス３０６’のトルク付与中に、トランスデューサスタック３０４’をセンタリングするために使用される管腔を備える。管腔は、電極３０９ａ’～３０９ｅ’に接続されたワイヤを管腔の中心に挿入できるようにするためのチャネルを有することができる。管腔は、ホーン形状部分３２０’へのエンドマス３０６’のトルク付与が完了した後に除去することができる。これは、圧電素子３０８ａ’～３０８ｂ’の整列を改善し、非常に低いインピーダンス（例えば１２オーム）の電極／配線を使用することを可能にすることができる。
【0067】
図１３に示すように、ソースすなわち「ホット」リード３３２’及びリターンすなわち「コールド」リード３３４’がポスト３３６’に接続されている。ソースリード３３２’は、上述の発生器１０２などの発生器に、及び電極３０９ｂ’、３０９ｄ’に結合されている。戻りリード３３２’は発生器の接地接続に結合されるか、又は他の方法で発生器への戻り経路を提供し、電極３０９ｃ’及び３０９ｅ’にも結合される。本開示の態様では、ソースリード３３２’及び／又は戻りリード３３４’は、ポスト３３６’内に配置されたワイヤを備えることができる。更に、ポスト３３６’は導電材料から作製されてもよく、電極３０９ａ’、３０９ｃ’、及び３０９ｅ’のための戻り経路を提供してもよい。図１３に示すように、整列機構３３０’のポスト３３６’は、ハウジング３０２’内の窪み又は開口部内に延びることができ、この窪み又は開口部は、ポスト３３６’をハウジング３０２’との確実な係合状態で保持することを可能にし得る。一態様では、整列機構３３０’は、エンドマス３０６’と一体的に形成されてもよく、エンドマス３０６’は、内部を貫通する開口部のない固体物体であってもよい。別の態様では、整列機構３３０’は、エンドマス３０６’を貫通してボアホール３２８’などの開口部を通って嵌合する別個の構成要素であることができる。この態様では、ワイヤは、エンドマス３０６’のボアホール３２８’を通って延びることができる。ボアホール３２８’及びエンドマス３０６’とハウジング３０２’との間の任意の開口部は、内部に配置されたハンダ、エポキシ、接着剤、ゴム、テープ、又は他の絶縁材料などの封止製品で覆われて、トランスデューサアセンブリ３００’の内部への異物の侵入を防ぐことができる。更に、整列機構３３０’は、超音波トランスデューサ３０４’又は個々の圧電素子３０８ａ’～ｄ’及び電極３０９ａ’～ｅ’が整列機構３３０’とねじ係合することができるようにねじ山を備えることができる。別の態様では、整列機構３３０’は、超音波トランスデューサ３０４’又は個々の圧電素子３０８ａ’～ｄ’のうちの１つと電極３０９ａ’～ｅ’との間の圧縮嵌合に依存し得る。
【0068】
また、図１３に示すように、戻り電極３４０’はフランジ３１６’に接続され、電極３４０’は接地経路又は発生器１０２への戻りを提供する接地リード３３８’（すなわち接地ワイヤ）に接続される。戻り電極３４０’は、フランジ３１６’の幾何学形状と一致するように成形された外径を有することができ、戻り電極３４０’は、ハウジング３０２’のホーン形状部分３２０の外径上を滑ることを可能にするのに十分な隙間を提供する内径を有することができる。一態様では、超音波トランスデューサスタック３０４’が存在するホーン形状部分３２０’の内側に、戻り経路を、ホーン形状部分３２０’を通って１つ以上の圧電素子３０８ａ’～ｄ’に、及びエンドマス３０６’を通って１つ以上の圧電素子３０８ａ’～ｄ’に確立することができる。
【0069】
図１４及び図１５は、エンドマス３０６、超音波トランスデューサスタック３０４、及びハウジング３０２を含む超音波トランスデューサアセンブリ３００の一態様を示す。ハウジング３０２はフランジ３１６を備える。フランジ２１６と同様に、フランジ３１６は、ハウジング３０２の外面に沿って環状であることができるか、又はハウジング３０２の外面に沿った別々の位置に構成要素を含むことができる。超音波トランスデューサスタック３０４の態様は、必要に応じて、上記の超音波トランスデューサ２０４と同一又は類似であることができる。超音波トランスデューサスタック３０４は、圧電素子にエネルギ供給するための複数の電極がその間に配置された、スタック構成の複数の圧電素子を備える。更に、ハウジング３０２の任意の態様は、必要に応じて、上記のハウジング２０２と同一又は類似であることができる。
【0070】
図１４に示すように、エンドマス３０６は、内部を貫通するチャネル３３２を有する。チャネル３３２は、電極３０５ａ～３０５ｅのエネルギ供給及び圧電素子３０４ａ～３０４ｄへの電気の印加を可能にするために、トランスデューサスタック３０４の１つ以上の電極に接続される、配線又はケーブル配線に使用することができる。電極３０５ａ～３０５ｅ及び圧電素子３０４ａ～３０４ｄの態様は、必要に応じて、図５～図８に関して説明したトランスデューサアセンブリ２００の圧電素子２０８ａ～２０８ｄ及び電極２０９ａ～２０９ｅと同じか又は類似している。チャネル３３２は更に、チャネル内又はトランスデューサスタック３０４から最も離れた近位端にのみ配置された、半田、エポキシ、接着剤、ゴム、テープ、又は他の絶縁材料などの封止製品３３４を更に有して、異物がエンドマス３０６及び超音波トランスデューサ３０４に侵入するのを防止することができる。更に、エンドマス３０６はハウジング３０２内にねじ込むことができるが、封止製品３３４は、エンドマス３０６がハウジング３０２と係合する位置に隣接するエンドマス３０６の近位端にも配置され、その結果、ハウジング３０２の内部は、トランスデューサ３０４及びハウジング３０２内に配置されたエンドマス３０６の一部と共に封止され、エンドマス３０６はハウジング３０２に接合される。一態様では、ハウジングの内部への封止は気密封止であることができる。更に、一態様では、エンドマス３０６がハウジング３０２と係合する任意の部分は、チャネル３３２と共に、封止が形成されるように溶接することができる。
【0071】
図１６は、上述したものと同様のトランスデューサアセンブリ６００を示す。トランスデューサアセンブリ６００は、ハウジング６０２、超音波トランスデューサスタック６０４、及びエンドマス６０６を備える。ハウジング６０２、トランスデューサスタック６０４、及びエンドマス６０６の任意の態様は、必要に応じて、それぞれ上記の任意のハウジング、超音波トランスデューサスタック、及びエンドマスと同じ又は類似の属性を有することができる。トランスデューサ６０４及びエンドマス６０６は、長手方向軸６１１に沿って配置されてもよい。エンドマス６０６の遠位端は、ハウジング６０２のホーン形状部分６２０の近位端で近位リム６２５上に嵌合するように構成されたキャップ部分６２７を備える。エンドマス６０６のキャップ部分６２７及びハウジング６０２のホーン形状部分６２０はトランスデューサ６０４を収容するように作用し、キャップ部分６２７はハウジング６０２の近位リム６２５と重なるように設計されている。一態様では、エンドマス６０６とハウジング６０２との間に空隙が存在し、レーザ溶接プロセスのためにアルミニウムワイヤを充填することができる空隙を提供する。近位リム６２５の厚さは、ハウジング６０２の隣接部分よりも薄くなるようにすることができる。更に、近位リム６２５の厚さは、エンドマス６０６の遠位端が近位リム６２５の上に配置されたときに、ハウジング６０２及びエンドマス６０６の周囲がトランスデューサアセンブリ６００に沿って均一になるようにすることができる。一態様では、トランスデューサアセンブリ６００は、近位リム６２５と同様の、遠位リム６２９を備える。更に、エンドマス６０６のキャップ部分６２７は、エンドマス６０６がハウジング６０２と係合したときにトランスデューサ６０４が所定量の圧縮で保持されるような長さであることができる。トランスデューサ６０４は、エンドマス６０６の遠位端及びハウジング６０２の近位端における固定係合又は接合によって圧縮状態に保持することができる。接合は、トランスデューサアセンブリ６００の周囲に沿った接着剤、ストラップ、レーザ溶接などの溶接、などの適切な接合手段によって達成することができ、気密封止を形成することができる。エンドマス６０６とハウジング６０２とを結合することによって、超音波トランスデューサ６０４は、圧縮状態に保持され、トランスデューサアセンブリ６００が多数回作動された後でも、その圧縮下に留まることができる。
【0072】
図１７及び図１８は、トランスデューサアセンブリ６００と同様のトランスデューサアセンブリ７００の写真を示す。トランスデューサアセンブリ７００は、アルミニウム製であり、溶接部７３４を介して互いに溶接されているハウジング７０２及びエンドマス７０６を備える。ケーブル７３５は、超音波トランスデューサ（図示せず）に電気を供給するため、又はトランスデューサの圧電素子によって与えられる電圧の読み取り値を提供するために、エンドマス７０６の開口部を貫通するように構成される。トランスデューサアセンブリ７００は超音波トランスデューサを備えることができ、その任意の態様は、必要に応じて、上述の超音波トランスデューサ２０４及び３０４と同じか又は類似している。
【0073】
図１９は、ハウジング８０２及びエンドマス８０６を備えるトランスデューサアセンブリ８００を示す。環状溝又はチャネル８４２は、トランスデューサアセンブリ８００の外面上のトランスデューサアセンブリ８００の近位端に隣接して配置される。電気接点８４０は、溝８４２と接触して、電気接点８４０に接続された回路とトランスデューサアセンブリ８００の外面との間に電気的結合を提供するように構成される。一態様では、電気接点８４０は、例えば、ポゴピンなどのピンを備える。態様によれば、トランスデューサアセンブリ８００は、外科器具ハウジング内に配置されてもよい。トランスデューサアセンブリ８００は、トランスデューサアセンブリ８００の外面と電気接点８４０との間の電気的接続に基づいて電気接点８４０とトランスデューサアセンブリ８００との間に許容される相対運動に基づいて、外科用器具ハウジング内で回転可能であることができる。ハウジング８０２及びエンドマス８０６の任意の態様は、必要に応じて、それぞれ上記のハウジング及びエンドマスと同じか又は類似の属性を有することができる。更に、トランスデューサアセンブリ８００の内部に配置された超音波トランスデューサの任意の態様は、必要に応じて、上記の任意の超音波トランスデューサと同じか又は類似であることができる。したがって、電気接点８４０は、電極、例えば電極３２８が、トランスデューサアセンブリ８００のハウジング８０２と接触する、トランスデューサスタックへの接地接続を提供することができる。一態様では、溝又はチャネル８４２は、エンドマス８０６とハウジング８０２とが一緒になる点に配置することができる。したがって、溝８４２は、エンドマス８０６とハウジング８０２との間の溶接に基づいて形成されてもよく、ここでは、アルミニウムなどの導電材料が溶接に使用される。更に、溝８４２は、エンドマス８０６又はハウジング８０２のいずれかの外面に形成されてもよい。
【0074】
図２０は、ハウジング９０２、超音波トランスデューサスタック９０４、及びエンドマス９０６を備えるトランスデューサアセンブリ９００の上面図である。ハウジング９０２、トランスデューサスタック６０４、及びエンドマス９０６の任意の態様は、必要に応じて、それぞれ、上記の任意のハウジング、超音波トランスデューサスタック、及びエンドマスと同じか又は類似の属性を有することができる。ハウジング９０２はフランジ９１６も備える。上述のフランジ２１６と同様に、フランジ９１６は、ハウジング９０２の外面に沿って環状であってもよく、又はハウジング９０２の外面に沿った別々の位置に構成要素を含んでもよい。上述の超音波トランスデューサ２０４と同様に、圧電素子９０８ａ～９０ｄのスタックは、図２０に示すように４つの固体ディスクからなり、圧縮要素９１０は、圧電素子９０８ａ～９０ｄのスタックのいずれかの端部に配置されている。圧縮要素９１０は、圧電素子９０８ａ～９０ｄに対応するサイズ及び形状因子を有する金属製の圧縮板プレート又はスペーサを備えることができる。圧縮要素９１０は、エンドマス９０６がハウジング９０２内にねじ込まれてそれと係合するときに圧電素子９０８ａ～９０ｄのスタックに損傷を与えるのを回避するのに役立ち得る。圧電素子９０８ａ～９０８ｄは電気的に並列に接続されており、反対方向に対になっている。第１の電極９０９ｂは隣接する圧電素子９０８ａ～９０８ｂの間に配置され、第２の電極９０９ｃは隣接する圧電素子９０８ｂ～９０８ｃの間に配置設され、第３の電極９０９ｄは隣接する圧電素子９０８ｃ～９０８ｄの間に配置される。第４の電極９０９ａは圧電素子９０８ａの近位端に配置設され、第５の電極９０９ｅは圧電素子９０８ｄの端部に配置される。
【0075】
更に、エンドマス９０６は、トルク付与機構９０７（例えば、六角ヘッド９０７）及び、エンドマス９０６を貫通して画定された開口部９３２を備える。更に、図２１に示すピストン装置１０００及び図２２に示すソケット装置１１００は、超音波トランスデューサ９０４の事前圧縮及びエンドマス９０６のハウジング９０２とのトルク係合を可能にする。ピストン装置１０００は、ソケット装置１１００の中空ソケットヘッド１１０２を通る。中空ソケットヘッド１１０２は、エンドマス９０６上の六角ヘッド９０７と接触し、エンドマス９０６にトルクを加える。開口部９３２は、ピストン装置１０００のピストンヘッド１００２の挿入を可能にする。ピストン装置１０００は、ロードセル１００４及びアクチュエータ１００６も備える。アクチュエータ１００６は、リニアアクチュエータ又は油圧アクチュエータであることができる。ピストンヘッド１００２は、ハウジング９０２内の超音波トランスデューサ９０４に対して力を加えるように構成されている。ピストンヘッド１００２は、非圧電構成要素であるスペーサ９１０を押して、圧電素子９０８ａ～９０ｄへの局所的な応力を防ぐ。ピストンヘッド１００２がトランスデューサスタック９０４に対して十分な圧力を加えると、エンドマス９０６とトランスデューサスタック９０４との間の接触点で力が小さくなる。エンドマス９０６とトランスデューサ９０４との間の力が小さいほど、摩擦が少なくなり、したがってトランスデューサ９０４に加わるトルクが小さくなる。エンドマス９０６がハウジング９０２内の所定の位置にトルクで締め付けられるとき、ピストンヘッド１００２にかかる力を監視することができる。ピストンヘッド１００２への力が減少すると（例えば、エンドマス９０６を介した負荷分散によって引き起こされる）、オペレータに、トランスデューサ９０４が正しい圧力にあることを伝えることができ、組み立てステップは終了する。
【0076】
図２３は、超音波システム２３００の一態様を示す。超音波システム２３００は、ハンドピースアセンブリ２３６０と呼ばれる、外科用器具の超音波トランスデューサアセンブリ２３０１に結合された超音波信号発生器２３１２を備えることができる。ハンドピースアセンブリ２３６０は、ハンドピースハウジング２３３６、及び超音波作動式単一素子エンドエフェクタ又は超音波作動式ブレード２３５２を備える。超音波トランスデューサアセンブリ２３０１のハウジング２３０２は、一般に、変換部分２３１８、第１の共振器部分又はエンドベル２３２０、及び第２の共振器部分又はフォアベル２３２２、並びにフランジ２３１６などの補助構成要素を含む。これらの部分の全体構造は共振器を構成する。超音波トランスデューサアセンブリ２３０１は、長さが２分の１システム波長の整数倍（ｎ＊λ／２：式中「ｎ」は任意の整数、例えば、ｎ＝１、２、３．．．）であるのが好ましい。更に、超音波トランスデューサアセンブリ２３０１は、超音波トランスデューサ２３０４、エンドマス２３０６、及びハウジング２３０２を備え、ハウジング２３０２は、ノーズコーン２３２６、速度変換器２３２８、及び表面２３３０を備える。超音波トランスデューサアセンブリ２３０１の態様は、必要に応じて、それに対する構成要素を含めて、トランスデューサアセンブリ２００、３００、６００、７００、８００、及び９００に関して上述したものと同じか又は類似であることができる。
【0077】
更に、用語「近位」」及び「遠位」は、ハンドピースアセンブリ２３６０を把持する臨床医を基準にして使用される。したがって、エンドエフェクタ２３５０は、より近位のハンドピースアセンブリ２３６０に対して遠位にある。便宜上及び明確にするために、「上部」及び「底部」などの空間的用語も、ハンドピースアセンブリ２３６０を把持する臨床医を基準にして本明細書で使用されることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は、限定的かつ絶対的なものであることを意図するものではない。
【0078】
エンドベル２３２０の遠位端は、変換部分２３１８の近位端に接続され、フォアベル２３２２の近位端は、変換部分２３１８の遠位端に接続される。フォアベル２３２２及びエンドベル２３２０は、変換部分２３１８の厚さ、エンドベル２３２０及びフォアベル２３２２を製造するのに使用される材料の密度及び弾性率、並びに超音波トランスデューサアセンブリ２３０１の共振周波数などを含む、多くの変数によって決定される長さを有する。フォアベル２３２２は、変速器２３２８として、超音波振動振幅を増幅するようにその近位端からその遠位端に向かって内向きに細くなっていてもよく、あるいは増幅を有さなくてもよい。適切な振動周波数範囲は、約２０ｋＨｚ～１２０Ｈｚであってもよい。十分に適切な振動周波数範囲は、約３０～１００Ｈｚであってもよい。一例の動作振動周波数は約５５．５ｋＨｚであってもよい。
【0079】
超音波トランスデューサは超音波トランスデューサスタック２３０４を備え、その態様は本明細書に記載の他の任意の超音波トランスデューサスタックと同じか又は類似している。トランスデューサスタック２３０４の正電極及び負電極は、それぞれワイヤ２３３８及び２３４０に電気的に結合されている。ワイヤ２３３８及び２３４０はケーブル２３４２内に収容されており、超音波システム２３００の超音波信号発生器２３１２に電気的に接続可能である。トランスデューサアセンブリ２３０１の超音波トランスデューサ２３０４は、超音波信号発生器２３１２からの電気信号を機械的エネルギに変換し、この機械エネルギは、超音波周波数での超音波トランスデューサ２３０４及びエンドエフェクタ２３５０の長手方向振動運動の定在音波を主としてもたらす。別の態様では、超音波トランスデューサの振動運動は異なる方向に作用することができる。例えば、振動運動は、超音波システム２３００の先端部のより複雑な運動の局所的な長手方向成分を含むことができる。トランスデューサアセンブリ２３０１がエネルギ供給されると、振動運動定在波がトランスデューサアセンブリ２３０１によって発生される。超音波システム２３００は、所定の振幅の音響定在波パターンが生成されるように、共振で動作するように設計することができる。トランスデューサアセンブリ２３０１に沿った任意の点における振動運動の振幅は、振動運動が測定されるトランスデューサアセンブリ２３０１に沿った位置に依存し得る。振動運動定在波における最小又はゼロ交差は、一般に波節と呼ばれ（例えば、運動が通常最小である位置）、定在波における局所絶対値最大値又はピークは、一般に波腹と呼ばれる（例えば、運動が通常最大である位置）。態様によれば、波腹とそれに最も近い波節との間の距離は４分の１波長（λ／４）であり得る。
【0080】
ワイヤ２３３８及び２３４０は、超音波信号発生器２３１２からの電気信号を超音波トランスデューサスタック２３０４の正極及び負極に送信する。圧電素子２３０８は、スイッチ２３４４に応答して超音波信号発生器２３１２から供給された電気信号によってエネルギ供給されて、トランスデューサアセンブリ２３０１内に音響定在波を生成する。スイッチ２３４４は、医師の足によって作動されるように構成されてもよい。電気信号は、圧電素子２３０８を電圧勾配の軸に沿って連続的に伸縮させ、超音波エネルギの長手方向の波を生成する。素子の歪みは、材料内に大きな交互の圧縮力及び引張力を生じさせる。圧電素子２３０８内のこれらの力は、小さな変位の繰り返しとして現われ、材料内に大きな交互の圧縮力及び引張力をもたらす。繰り返される小さな変位は、圧電素子２３０８を電圧勾配の軸に沿って連続的に伸縮させ、超音波エネルギの長手方向の波を生成する。超音波エネルギは、送信構成要素又は超音波送信導波管２３６６を介してトランスデューサアセンブリ２３０１を通ってエンドエフェクタ２３５０に送信される。様々な態様によれば、導波管２３６６、エンドエフェクタ２３５０、及びブレード２３５２は全て、一般にエンドエフェクタ２３５０と呼ぶことができる。
【0081】
トランスデューサアセンブリ２３０１がエンドエフェクタ２３５０にエネルギを送達するためには、トランスデューサアセンブリ２３０１の全ての構成要素がエンドエフェクタ２３５０に音響的に結合されなければならない。超音波トランスデューサ２３０４の遠位端は、スタッド２３４８などのねじ接続によって表面２３３０において超音波伝送導波管２３６６の近位端に音響的に結合することができる。トランスデューサアセンブリ２３０１の構成要素は、好ましくは、任意のアセンブリの長さが２分の１波長の整数倍（ｎ＊λ／２）となるように音響的に調整され、ここで波長λは、トランスデューサアセンブリ２３０１の予め選択された又は作動中の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。トランスデューサアセンブリ２３０１は、音響素子の任意の適切な構成を組み込んでもよいことも意図される。
【0082】
超音波エンドエフェクタ２３５０は、２分の１システム波長（λ／２）の整数倍と実質的に等しい長さを有することができる。超音波エンドエフェクタ２３５０の遠位端又はブレード２３５２は、遠位端の最大の長手方向可動域を提供するために、波腹の近傍に配置することができる。トランスデューサアセンブリがエネルギ供給されると、超音波エンドエフェクタ２３５０の遠位端２３５２は、例えば、ピークからピークまで約１０～５００ミクロンの範囲で、好ましくは所定の振動周波数で約３０～約１５０ミクロンの範囲で運動するように構成することができる。
【0083】
超音波エンドエフェクタ２３５０は、超音波伝送導波管２３６６に結合することができる。図示の超音波エンドエフェクタ２３５０及び超音波伝送導波管２３６４は、例えば、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ（アルミニウム及びバナジウムを含むチタンの合金）、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の適切な材料などの、超音波エネルギの伝送に適した材料から単一ユニット構造として形成される。あるいは、超音波エンドエフェクタ２３５０は超音波伝達導波管２３６６から分離可能（及び異なる組成物のもの）であってもよく、例えば、スタッド、溶接、接着剤、迅速接続、又は他の適切な既知の方法により結合されてもよい。超音波伝達導波管２３６６は、例えば、２分の１システム波長（λ／２）の整数倍に実質的に等しい長さを有することができる。超音波伝達導波管２３６６は、好ましくは、例えば、上述のチタン合金（例えば、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ）などの、超音波エネルギを効率的に伝播するのに適した材料、又は任意の適切なアルミニウム合金、又は他の合金から構築される固体コアシャフトから製造することができる。
【0084】
超音波伝送導波管２３６６は、長手方向に突出する取り付けポスト２３５４を近位端に備えて、スタッド２３４８などのねじ接続によって超音波伝送導波管２３６６の表面２３３０に結合する。図２３に示す態様では、超音波伝送導波管２３６６は、複数の波節に配置された複数の安定化シリコーンリング又は弾性支持体２３５６を備える。シリコーンリング２３５６は望ましくない振動を弱め、超音波エネルギを外側シース２３５８から分離して、エンドエフェクタ２３５０の遠位端２３５２に向かう長手方向の超音波エネルギの流れを最大効率で確実にする。
【0085】
図２３に示すように、外側シース２３５８は、超音波器具２３６０のユーザ及び患者を超音波伝送達導波管２３６６の超音波振動から保護する。シース２３５８は、一般に、ハブ２３６２及び細長い管状部材２３６４を含む。管状部材２３６４は、ハブ２３６２に取り付けられ、それを貫通して長手方向に延びる開口部を有する。シース２３５８は、ハンドピースハウジング２３３６の遠位端にねじ込まれるか又はスナップ嵌めされてもよい。超音波伝送導波管２３６６は、管状部材２３６４の開口部を通って延び、シリコーンリング２３５６は超音波伝送導波管２３６６を外側シース２３５８から分離する。外側シース２３５８は、アイソレータピン（図示せず）を用いて導波管２３６６に取り付けることができる。導波管２３６６の穴は、位置ずれで名目上発生する可能性がある。導波管２３６６は、スタッド２３４８によってハンドピースアセンブリ２３６０にねじ込むか又はスナップ嵌めすることができる。ハブ２３６２の平坦部分は、アセンブリに必要なレベルまでトルクをかけることを可能にすることができる。
【0086】
シース２３５８のハブ２３６２は、好ましくはＵＬＴＥＭ（登録商標）から構築され、管状部材２３６４はステンレス鋼から製造される。あるいは、超音波伝送導波管２３６６は、超音波伝送導波管２３６６を取り囲んで外側接触から分離するポリマー材料を有することができる。超音波伝送導波管２３６６の遠位端は、雌ねじ接続によって、好ましくは波腹又はその近傍でエンドエフェクタ２３５０の近位端に結合することができる。エンドエフェクタ２３５０は、溶接継手などの任意の適切な手段によって超音波伝送導波管２３６６に取り付けることができることが想到される。エンドエフェクタ２３５０は、超音波伝送導波管２３６６から取り外し可能であってよいが、エンドエフェクタ２３５０及び超音波伝送導波管２３６６は、単一の一体部品として形成されてもよいことも想到される。
【0087】
図２４は、ハンドピースアセンブリ２４６０の一態様を示し、その態様は、必要に応じて、ハンドピースアセンブリ２３６０と同じであるか又は類似している。図２４は、ハウジング２４０２及びフランジ２４１６、並びにハンドピースアセンブリ２４６０のハンドピースハウジング２４３６及びノーズコーン２４２６を含むトランスデューサアセンブリ２４０１の一部の拡大図を示す。電極２４０９が、ハウジング２４０２のフランジ２４１６とアイソレータ２４７０との間に配置される。アイソレータ２４７０は、トランスデューサアセンブリ２４０１からハンドピースアセンブリ２４６０への振動を減衰させるか又は分離するのに使用される。一態様では、アイソレータ２４７０はエラストマを備える。
【0088】
電極２４０９はフランジ２４１６に隣接しており、電極２４０９は、接地経路を提供するか又はハンドピースアセンブリ２４６０に電力を供給する発生器に戻る、接地リード２４３８に接続される。電極２４０９は、フランジ２４１６の幾何学形状に適合するような形状の外径を有することができ、電極２４０９がハウジング２４０２の外面上に配置されることを可能にするのに十分な間隙を提供する内径を有することができる。発生器への戻り経路のための電気的接続は、トランスデューサの外面を通るように意図されている。一態様では、電極２４０９は、フランジ２４１６と接触して配置され、アイソレータ２４７０によって適所に保持された平坦な電極である。
【0089】
図２５～図２６は、トランスデューサアセンブリ２５００の一態様を示し、図２７は、図２５～図２６に示すトランスデューサアセンブリ２５００のハウジング２５０２の図である。トランスデューサアセンブリは、ハウジング２５０２、超音波トランスデューサ２５０４、及びエンドマス２５０６を備える。ハウジング２５０２は、導管部２５１０及びベース部２５２０を備え、管腔又は流体通路２５１５は導管部２５１０及びベース部２５２０を貫通して画定される。ベース部２５２０は、ホーン形状を有するものとして図２５～図２７に示されており、ホーン形状部分２５２０と呼ぶことができる。トランスデューサアセンブリ２５００は、導電素子２５１４、絶縁体２５１２、及びハウジング２５０２の導管部２５１０も含むことができる。絶縁体２５１２に基づいて内側アイソレータ領域が存在し、絶縁体２５１２は、ハウジング２５０２の導管部２５１０と導電素子２５１４との間に非導電性経路を提供することができる。ハウジング２５０２は、接地電位又は低電位であり、発生器１０２への戻り経路を提供することができる。導電素子２５１４は、発生器１０２からの高電位に接続することができる。
【0090】
図２８～図２９により詳細に示すように、導電素子２５１４は、ハウジング２５０２の導管部２５１０を囲み、導管部２５１０から電気的に絶縁されるように配置することができる。態様によれば、導電素子２５１４は、導管部２５１０を完全に又は少なくとも部分的に囲むことができる。更に、絶縁体２５１２を導電素子２５１４と導管部２５１０との間に配置して適所に保持することができる。図２９に示すように、例えば、ゴム製若しくはプラスチック製のＯリング又は材料の隆起縁部などの、外部環状リング２５２８などの特徴が存在して、導電素子２５１４を所望の位置に保持し、絶縁体２５１２と導電素子２５１４との間に封止を提供することができる。導電素子２５１４は、ハウジング２５０２の絶縁体２５１２及び導管部２５１０の周りに嵌合するようにサイズ決めされて構成された管として形成することができる。導電素子２５１４は、銅、アルミニウム、鋼、又は適切な他の材料などの導電材料から作製することができる。導電素子２５１４は、適切な電極２５０９ａ～２５０９ｅに対して絶縁と高電位用の導電経路の両方を提供する。一態様では、電極２５０９ａ～２５０９ｅの各々は平坦電極である。したがって、図２６に示す態様では、導電素子２５１４は、以下により詳細に説明されるように、電極２５０９ｂ及び２５０９ｄを介した圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄのエネルギ供給を可能にする。絶縁体２５１２は、ハウジング２５０２の導管部２５１０の周りに嵌合するようにサイズ決めされ構成された管として形成されてもよい。絶縁体２５１２は、ガラス繊維、プラスチック、ゴム、又は必要に応じて他の材料などの絶縁材料から作製することができる。
【0091】
超音波トランスデューサ２５０４は、「ランジュバンスタック」と呼ばれることがあるスタック構成で配置された複数の圧電素子２５０８ａ、２５０８ｂ、２５０８ｃ、２５０８ｄを備える。長手方向軸２５１１は、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄの中心線を形成する。ボアホール２５２７が超音波トランスデューサ２５０４を貫通して画定され、エンドマス２５０６が超音波トランスデューサ２５０４の第１の端部に隣接して長手方向軸２５１１に沿って配置される。エンドマス２５０６はボアホール２５２７も備える。ハウジング２５０２の導管部２５１０は、絶縁体２５１２及び導電素子２５１４と共に、超音波トランスデューサ２５０４のボアホール２５２７及びエンドマス２５０６を貫通するように構成される。これにより、エンドマス２５０６が超音波トランスデューサ２５０４上に配置され、ハウジング２５０２と係合したとき、超音波トランスデューサ２５０４の整列機構が提供される。次いで、超音波トランスデューサ２５０４は、エンドマス２５０６及びハウジング２５０２によって形成され、アセンブリ２５００の他の構成要素から適切に離間された内部区画内の定位置に保持することができるので、電極及び導電素子からのアーク放電及び／又は短絡が生じない。更に、エンドマス２５０６は、エンドマス２５０６がハウジング２５０２と係合したときに、超音波トランスデューサ２５０４の端部をハウジング２５０２の内面２５２８に対して圧縮するように構成される。
【0092】
一態様では、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄのスタックは、圧縮ハウジング内に収容されたチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）材料製の４つのディスクを備える。他の態様では、超音波トランスデューサ２５０４の圧電スタックは、偶数倍（ｎ×２）の圧電素子を備えることができる。圧電スタックは、ねじを切られたエンドマス２５０６上に直接湿式で組み立てる（接着剤接合する）ことができ、例えば、ワイヤ又はケーブルなどの導電素子を装備して、圧電スタックを活性エネルギ源に接続し、発生器１０２で接地する（図１～図３）。したがって、エンドマス２５０６及び超音波トランスデューサ２５０４は、別々の構成要素であることができ、それらは、次いで、トランスデューサアセンブリ２５００の組み立てを可能にするように互いに接合される。圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄは電気的に並列に接続され、反対方向に対になっている。第１の電極２５０９ｂは隣接する圧電素子２５０８ａ、２５０８ｂの間に配置され、第２の電極２５０９ｃは隣接する圧電素子２５０８ｂ、２５０８ｃの間に配置され、第３の電極２５０９ｄは隣接する圧電素子２５０８ｃ、２５０８ｄの間に配置される。第４の電極２５０９ａは圧電素子２５０８ａの近位端に配置され、第５の電極２５０９ｅは圧電素子２５０８ｄの端部に配置される。一構成では、電極２５０９ａ～２５０９ｅは、導電材料から薄いディスク構成で形成される。電極２５０９ａ～２５０９ｅは、発生器１０２（図１～図３に示す）に電気的に結合するように構成されて、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄにエネルギ供給する。
【0093】
一構成では、電極２５０９ａ、２５０９ｃ、２５０９ｅは、発生器１０２の出力ポートの負極性又は戻り（－）に電気的に結合するように構成され、電極２５０９ｂ、２５０９ｄは、発生器１０２の出力ポートの正極性（＋）に電気的に結合するように構成される。電極２５０９ａ、２５０９ｃ、２５０９ｅは、エンドマス２５０６及びハウジング２５０２との接触に基づいて発生器への戻り経路を形成する。図２６に示すように、超音波トランスデューサ２５０４がエンドマス２５０６とハウジング２５０２との係合によって圧縮状態に保持されると、電極２５０９ａ及び２５０９ｅはそれぞれエンドマス２５０６の内面及びハウジング２５０２の内面と接触する。更に、電極２５０９ｃは、電極２５０９ｃ上のタブ２５２６に基づいてエンドマス２５０６の壁２５１７と接触している。電極２５０９ｂ及び２５０９ｄは、各電極２５０９ｂ、２５０９ｄのタブ２５２４と導電素子２５１４との間の接触に基づいて発生器１０２の出力ポートの正極性への経路を形成する。電極２５０９ｂ、２５０９ｄ、２５０９ｃのタブ２５２４及び２５２６は、それらがエンドマス２５０６及びハウジング２５０２を有する表面から特定の距離で超音波トランスデューサ２５０４を保持し、しっかりした嵌合を提供するように、サイズ決めして構成することができる。態様によれば、タブ２５２４及び２５２６は、タブの材料の張力に基づいて、必要に応じて導電素子又は他の表面と接触して保持することができる。
【0094】
動作時に、発生器１０２は、電極２５０９ａ～２５０９ｅに交流電圧電位を印加して圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄにエネルギ供給し、交流電圧電位に応答して圧電素子を長手方向に機械的に伸縮させる。交流電圧電位が約３０～１００ｋＨｚの周波数範囲内にあるとき、交流電圧電位は圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄを超音波周波数で振動させる。一実施例では、交流電圧電位の動作周波数は約５５．５ｋＨｚである。更に、一態様では、トランスデューサアセンブリは、４０ｋＨｚで共振するように構成される。更に、一態様では、超音波トランスデューサ２５０４は、圧電素子２５０８ａ及び２５０８ｄの端部に配置された、上述の圧縮要素２１０と類似の又は同じ圧縮要素を備えることができる。
【0095】
図２６に示すように、エンドマス２５０６は、超音波トランスデューサ２５０４を受容するためにその中に画定された開口部２５１３を有する遠位部分、及びエンドマス２５０６の遠位部分によって画定された開口部２５１３に挿入されたときに、超音波トランスデューサ２５０４を取り囲んで収容する壁２５１７を有する。エンドマス２５０６は、内壁表面上に雌ねじを含むことができ、エンドマス２５０６をハウジング２５０２に対して定位置にトルクで締め付けることを可能にする。ハウジング２５２０のホーン形状部分２５２０は、超音波トランスデューサ２５０４の変位を増幅する機能を果たすことができ、超音波トランスデューサ２５０４の圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄは、ハウジング２５０２のホーン形状部分２５２０の内面２５２８に対して圧縮されるように構成される。様々な態様によれば、超音波トランスデューサ２５０４の直径は、エンドマス２５０６の内径よりも小さくてもよい。したがって、超音波トランスデューサ２５０４とエンドマス２５０６の内部との間に空隙２５０５を画定することができる。これにより、超音波トランスデューサ２５０４の挿入が可能になり、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄがエンドマス２５０６の壁２５１７の内面と不必要に接触することが防止される。
【0096】
更に、エンドマス２５０６はフランジ２５１６を備える。フランジ２５１６は、エンドマス２５０６の周囲に沿った環状リングとして示されている。しかしながら、フランジ２５１６は、連続的なリングとして配置される代わりに、周囲に沿って位置する部分に配置することができる。他の態様では、エンドマス２５０６及び／又はハウジング２５０２上の所定の位置に配置されたフランジ２５１６以外に、当該フランジと同様の追加のフランジが存在してもよい。更に、フランジ２５１６は、エンドマス２５０６又はハウジング２５０２に沿った他の場所に配置することができる。例えば、フランジ２５１６は、ハウジング２５０２の遠位端により近くにハウジング２５０２に沿って配置することができる。様々な態様によれば、フランジ２５１６は、フランジ２５１６及びエンドマス２５０６全体内に封止並びに振動の減衰をもたらすことができるＯリング又は他のエラストマ材料部材（図示せず）を含むことができる。フランジ２５１６の溝又は他の機構（図示せず）内にＯリングを取り付けることができる。また、様々な態様によれば、フランジ２５１６は、超音波トランスデューサ２５０４及びエンドマス２５０６の半径方向寸法と同様の半径方向寸法を有する質量と置き換えることができる。外科用器具のハンドピースハウジング、又は他のフレーム部材は、フランジ２５１６を受容するための対応する形状を含むことができる。
【0097】
ハウジング２５０２のエンドマス２５０６とホーン形状部分２５２０との対応する係合は、トランスデューサアセンブリ２５００のより容易な組み立てを可能にし、超音波トランスデューサ２５０４及び圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄのスタックの放熱及び潜在的封止において利点を提供する。他の態様では、エンドマス２５０６は、ホーン形状部分２５２０上のねじ山と一致するように外面にねじ切りを有してもよい。これにより、エンドマス２５０６の内部内の超音波トランスデューサ２５０４を圧縮しながら、ホーン形状部分２５２０をエンドマス２５０６上に嵌合することが可能になる。エンドマス２５０６は、任意の適切な接続に基づいてハウジング２５０２と係合することができる。例えば、一態様では、エンドマス２５０６は取り付け面を有し、ハウジング２５０２は、エンドマス２５０６とホーン形部分２５２０とを係合するための対応するねじ山を有する取り付け面を有する。別の態様では、適切な強度の接着剤又はエポキシを使用して、エンドマス２５０６をハウジング２５０２に接着することができる。更に別の態様では、エンドマス２５０６とハウジングとを互いに溶接することができる。更に、エンドマス２５０６とハウジング２５０２との間の係合は、超音波トランスデューサが配置されたエリアに異物が侵入するのを防ぐための封止を含むことができる。
【0098】
更に、ハウジング２５０２は、導波管部分又は他の器具部分を取り付けるための取り付け端部２５２２を備えることができる。取り付け端部２５２２は、ねじが切られていてもよく、又は他の構成要素をそれに取り付けるための迅速接続及び／又はロック機構を含んでもよい。様々な態様では、ハウジング２５０２及び／又はエンドマス２５０６は各々、一体部品として又は部分で構築することができる。更に、ハウジング２５０２及びエンドマス２５０６は各々、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、及び／又はそれらの合金などの、トランスデューサアセンブリの用途に適した種類の金属から作製することができる。他の態様では、ハウジング２５０２は、必要に応じて、炭素繊維、ガラス繊維、プラスチックなどの他の材料から構築することができる。
【0099】
図２７に示すように、ハウジング２５０２は導管部２５１０及びベース部２５２０を備える。ベース部２５２０は、第１の直径を有する第１の部分２５３０、第１の直径から第２の直径まで先細になる第２の部分２５３２、及び第２の直径を有する第３の部分２５３４を備えることができる。取り付け端部２５２２は、導波管部分又は他の器具部分を取り付けることを可能にする第３の直径を有することができる。第１の部分２５３０は、エンドマス２５０６上のねじ山に対応するねじ山（図示せず）を備えることができ、ハウジング２５０２とエンドマス２５０６との間のねじ係合を可能にする。更に、内面２５２８は、ベース部２５２０の第１の部分２５３０の第１の直径に対応する。内面２５２８は、超音波トランスデューサ２５０４の電極のサイズ及び形状に対応するようにサイズ決めされ構成される。内面２５２８は、電極の表面積と一致して、接触面及び電極とハウジング２５０２との間の電気的結合を提供することができる。管腔又は流体通路２５１５は、流体がハウジング２５０２全体を貫通することができるように、導管部２５１０及びベース部２５２０を貫通して画定される。態様によれば、ハウジング２５０２を空隙、継ぎ目などのない単一構成要素として構築することができ、ハウジング２５０２の清掃、殺菌などの容易性を可能にする。ハウジング２５０２のベース部２５２０は、図２５～図２７に示すホーン形状を有するが、他の態様によれば、ハウジング２５０２は他の形状及び構成を有することができる。例えば、一態様では、ハウジング２５０２は、先細の第２の部分２５３２を有さなくてもよい。代わりに、ベース部２５２０の移行部は、内部を貫通して画定された流体通路２５１５を依然として有しながら、第１の部分２５３０と第３の部分２５３４の２つの異なる直径の間の急激な変化をそれぞれ備えることができる。
【0100】
図２６に戻って参照すると、エンドマス２５０６は超音波トランスデューサ２５０４に結合することができ、エンドマス２５０６はハウジング２５０２に固定的に又は取り外し可能に取り付けることができる。一態様では、超音波トランスデューサ２５０４は、エンドマス２５０６に結合又は接合されている。超音波トランスデューサ２５０４とエンドマス２５０６、又は超音波トランスデューサ２５０４とハウジング２５０２は、接着剤、溶接、又は他の適切な接合機構によって互いに接合することができる。図２５～図２７に示す態様では、エンドマス２５０６は、端部質量２５０６がハウジング２５０２と係合したとき、複数の圧電素子２０８ａ～２０８ｄの端部をエンドマス２５０６の内側の遠位表面に対して圧縮し、複数の圧電素子２０８ａ～２０８ｄの別の端部をハウジング２５０２の内側近位面２５２８に対して圧縮するように構成される。エンドマス２５０６は、ねじ接続を介してハウジング２５０２と係合するように構成することができる。エンドマス２５０６がハウジング２５０２と係合すると、超音波トランスデューサ２０４の第２の端部はエンドマス２５０６の内面に対して圧縮される。態様によれば、エンドマス２５０６は、配線を超音波トランスデューサ２５０４に接続することを可能にする１つ以上のチャネルも含むことができる。これらのチャネルは、導電素子２５１４を使用せずに超音波トランスデューサ２５０４にエネルギ供給することを可能にすることができる。更に、図２５～図２６に示すように、エンドマス２５０６は、トルクがエンドマス２５０６に加えられることを可能にする近位トルク付与機構２５０７ａを備えることができる。トルク付与機構２５０７ａは４つの滑らかな表面を含む。他の態様では、トルク付与機構２５０７ａは、端部にトルク付与することを可能にする任意のタイプの駆動部、例えば任意のタイプのねじ駆動部であることができる。更に、図２５～図２７に示す態様によれば、ハウジング２５０２は、４つの滑らかな表面を同様に含み得る、近位トルク付与機構２５０７ａと類似の、遠位トルク付与機構２５０７ｂも備えることができる。
【0101】
上述の圧電素子２０８ａ～２０８ｄと同様に、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄは、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、又は他の圧電セラミック材料などの任意の適切な材料から製造することができる。図２６に示すように、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄの各々は、環状又はリング形状の構成を有し、内部を貫通して画定された開口部を有する素子として形成される。更に、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄは、各素子を貫通するボアホール２５２７を備え、それによって超音波トランスデューサ２５０４の他の機構の組み立てが可能になる。他の態様では、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄは、異なる形状、複数の素子を互いに接合するための追加の開口部などの異なる表面特性を有することができ、素子は特定の用途のための適切なアスペクト比を有することができる。更に、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄは、図２６に示すように、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄの間並びに圧電素子２５０８ａ及び２５０８ｅの端部に配置された正電極２５０９ｂ、２５０９ｄ及び負電極２５０９ａ、２５０９ｃ、２５０９ｅを介してエネルギ供給されることができる。正及び負電極２５０９ａ～２５０９ｅは、導電素子２５１４を介してワイヤに電気的に結合することができ、ワイヤはケーブル内に収容され、上述のように超音波システムの超音波信号発生器に電気的に接続可能である。電極２５０９ａ～２５０９ｅのうちのいくつか又は全ては、前述の電極２０９ａ～２０９ｅと同じか又は類似であることができる。
【0102】
図２６に示すように、超音波トランスデューサ２５０４を構成する正電極２５０９ｂ、２５０９ｄ、負電極２５０９ａ、２５０９ｃ、２５０９ｅ、及び圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄのそれぞれは、内部を貫通するボアホール２５２７を有する。トランスデューサアセンブリ２５００の超音波トランスデューサ２０４は、図１～図３に関連して上述した発生器１０２などの超音波発生器からの電気信号を変換するように構成され、この機械エネルギは、超音波周波数における超音波トランスデューサ２５０４及びエンドエフェクタ（図２５、２６には図示せず）の長手方向の振動運動の定在音波を主としてもたらす。別の態様では、超音波トランスデューサ２５０４の振動運動は異なる方向に作用することができる。例えば、振動運動は、超音波器具の先端のより複雑な運動の局所的な長手方向成分を含むことができる。トランスデューサアセンブリ２５００がエネルギ供給されると、振動運動定在波がトランスデューサアセンブリ２５００によって生成され得る。トランスデューサアセンブリ２５００は、所定の振幅の音響定在波パターンが生成されるように、共振で動作するように設計することができる。トランスデューサアセンブリ２５００に沿った任意の点における振動運動の振幅は、振動運動が測定されるトランスデューサアセンブリ２００に沿った位置に依存し得る。振動運動定在波における最小又はゼロ交差は、一般に波節と呼ばれ（例えば、運動が通常最小である位置）、定在波における局所絶対値最大値又はピークは、一般に波腹と呼ばれる（例えば、運動が通常最大である位置）。態様によれば、波腹とそれに最も近い波節との間の距離は４分の１波長（λ／４）である。
【0103】
更に、複数の圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄ及び電極２５０９ａ～ｅは、エポキシ又は他の接着剤などの接着剤、溶接、又は他の適切な接合機構を介して接合することができる。一態様では、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄの表面は、その上に配置されたエポキシなどの接着剤を有することができ、次いで電極をその接着剤の上に配置することができる。接着剤は、電極２５０９ａ～２５０９ｅと圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄとの間及び圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄ自体の間の電気的接続と干渉しないように、層内に提供することができる。更に、態様によれば、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄの全数ではなく、圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄのうちのいくつかのみを互いに接合することができる。更に、複数の圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄは、各層の間に接着剤又は接合機構なしに乾式で組み立てることができる。更に、端部マス２５０６を貫通する導電素子２５１４とボアホール２５２７との間の任意の開口又は間隔は、その中に配置されたハンダ、エポキシ、接着剤、ゴム、又は他の絶縁材料などの封止製品を有して、エンドマス２５０６とハウジング２５０２との係合によって形成された内部区画への異物の侵入を防止することができる。
【0104】
図３０及び図３１は、それぞれ電極３００２及び３００８の態様を示す。図３０に示すように、電極３００２は、外縁部３００５と電極３００２の内縁部３００７を画定する開口部と有する環状形状表面３００１を備える。電極３００２は、電極３００２の中心に向かって内方に延びる複数のタブ３００３を更に備える。図３１に示すように、電極３００２と同様に、電極３００８は、外縁部３００５と、電極３００８の内縁部３００７を画定する開口部とを有する環状形状表面３００１を備える。電極３００８は更に、電極３００８の中心から離れるように外側に延びる複数のタブ３００９を更に備える。電極タブ３００３及び３００９は、トランスデューサアセンブリ２５００を構築するプロセス中に導電経路及びセンタリング機能の両方を提供するように作用する。したがって、タブ３００３は、導電素子２５１４に接触するようにサイズ決めして構成され、超音波トランスデューサ２５０４の圧電素子２５０８ａ～２５０８ｄの電気的エネルギ供給を提供することができる。更に、タブ３００９は、エンドマス２５０６の壁の内面に接触するようにサイズ決めして構成され、超音波トランスデューサ２５０４に電気的接地を提供することができる。一態様では、タブの接触縁部／領域が、トランスデューサアセンブリ２５００の組立中の嵌合部の接触面の動きとより良好に整列するように、トランスデューサアセンブリ２５００の構築中にタブ３００３、３００９の各々を捩ることができる。
【0105】
図３２は、構成要素の組み立て中に電極３００２のタブ３００３と導電素子２５１４との間でなされる接触の図を提供する。タブ３００３のうちの１つ以上は、その上に存在する半田３０１０を有して、電極３００２と導電素子２５１４との間に電気的接続を確立することができる。一態様では、電極３００２が所定の位置に配置された後に、例えば、導電素子２５１４に沿った位置で電極３００２を導電素子２５１４上で捩ることによって、半田３０１０をタブ３００３上に配置することができる。別の態様では、タブ３００３は、予め半田付けすることができ、これにより、電極３００２と導電素子２５１４とを組み立てる前に、半田３０１０をタブ３００３上に配置する。半田３０１０は、例えばリフローソルダリングプロセス中に、又は半田に直接熱を加えることによって加熱され、接続を完了させることができる。態様によれば、電極３００８のタブ３００９は、同一又は類似の方法で予めはんだ付けされ、表面に接続されることができる。一態様では、導電素子又は他の表面と電極タブ３００３、３００９との間の接触圧力が不十分になる場合、半田を使用することができ、タブ３００３、３００９を予めはんだ付けし、設置し、必要な熱を導電素子又は他の表面に加えて、半田を溶融し、気密接続を形成することができる。
【0106】
前述の説明では様々な詳細が述べられてきたが、組織パラメータに基づく同時エネルギモダリティを採用したユーザ適応可能な技術を備えた外科用システムの様々な態様は、これらの具体的な詳細なしに実施できることが理解されよう。例えば、簡潔かつ明確にするために、選択された態様は、詳細にではなく、ブロック図形式で示されている。本明細書に示した詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリに格納されたデータに対して動作する命令という点で提示され得る。そのような説明及び表現は、当業者によって、自身の仕事の内容を当該技術分野の他者に説明及び伝達するために使用されているものである。一般に、技法とは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、格納、転送、組み合わせ、比較、及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をなすことができる物理量の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などとして言及することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、またこれらの量に適用される好都合な標識であるに過ぎない。
【0107】
上記の説明から明らかであると特に断らない限り、上記の説明の全体を通じて、「処理する」又は「計算する」又は「算出する」又は「決定する」又は「表示する」などの用語を使用する考察は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理（電子的）量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又はそのような情報記憶、伝送若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指すことが理解されよう。
【0108】
「一態様」、「態様」、「一形態」、又は「形態」への任意の参照は、その態様に関連して記載される特定の機構、構造、又は特性が少なくとも１つの態様に含まれるものであることを意味することは注目に値する。したがって、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる語句「一態様では」、「態様では」、「一形態では」、又は「形態では」は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ以上の態様において任意の好適な様態で組み合わせることができる。
【0109】
いくつかの態様は、「結合された」及び「接続された」という表現を、それらの派生語と共に使用して記載されることがある。これらの用語は、互いに同義語であることは意図されないことを理解されたい。例えば、いくつかの態様は、２つ以上の素子が互いに直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、用語「接続された」を使用して記載されることがある。別の例では、いくつかの態様は、２つ以上の要素が直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、用語「結合された」を使用して記載されることがある。しかしながら、「連結された」という用語は、２つ以上の要素が互いに直接接触はしないが、依然として互いに協働又は相互作用することを意味することもある。
【0110】
様々な態様について本明細書で述べたが、これらの態様に対する多くの改変例、変形例、代替例、変更例及び同等物を実施することが可能であり、また、当業者には想到されるであろう。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、その他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を、開示された態様の範囲に含まれるものとして網羅することを目的としたものである点を理解されたい。以下の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。
【0111】
一般的な意味で、当業者は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は共同して実装することができる、本明細書で説明する様々な態様を、様々な種類の「電気回路」から構成されるものと見なすことができることを認識するであろう。結果として、本明細書で使用される場合、「電気回路」は、少なくとも１つの個々の電気回路を有する電気回路、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路、少なくとも１つの専用集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムで構成された汎用コンピューティングデバイス（例えば、本明細書で説明したプロセス及び／若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成された汎用コンピュータ、又は、本明細書で説明したプロセス及び／若しくはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成されたマイクロプロセッサ）を形成する電気回路、メモリデバイスを形成する（例えば、ランダムアクセスメモリの形態）電気回路、及び／又は、通信装置（例えばモデム、通信スイッチ又は光学的－電気的機器）を形成する電気回路を含むが、これらに限定されない。当業者は、本明細書で述べた主題が、アナログ若しくはデジタルの形式又はそれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを認識するであろう。
【0112】
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート及び／又は実施例を用いてデバイス及び／又はプロセスの様々な態様について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート及び／又は実施例が、１つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、そのようなブロック図、フローチャート又は実施例に含まれる各機能及び／又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの事実上任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は集合的に実装し得ることが、当業者には理解されよう。一態様では、本明細書に記載される主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、又は他の集積型の形式で実装されてもよい。しかしながら、当業者は、その全部か一部かを問わず、本明細書で開示される態様のうちのいくつかの形態が、１つ以上のコンピュータ上で稼働する１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ以上のコンピュータシステム上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、あるいは、それらの実質的に任意の組み合わせとして、集積回路において等価に実現することができ、また、回路を設計すること、並びに／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることを認識するであろう。更に、本明細書に記載される主題の機能は、多様な形式でプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載される主題の例示的な態様は、配布を実際に行うために使用される特定のタイプの信号搬送媒体にかかわらず適用されることが、当業者には理解されよう。信号搬送媒体の例としては、記録可能型の媒体、例えば、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリなど、並びに伝送型の媒体、例えば、デジタル及び／又はアナログ通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク（例えば、送信機、受信機、送信ロジック、受信ロジックなど）など）が挙げられるが、これらに限定されない。
【0113】
全ての上述した米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、本明細書で引用された及び／若しくは任意の出願データシートに列挙された非特許刊行物又は任意のその他の開示文献は、本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。したがって、必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参考として本明細書に組み込まれているあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載される他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。
【0114】
本明細書に記載される要素（例えば、動作）、装置、目的及びそれらに伴う考察は、構想を明らかにするための例として使用され、様々な構成の修正が想到されることが、当業者には認識されよう。結果として、本明細書で使用されるとき、説明した特定の例及びそれらに伴う考察は、より一般的な種類を代表することを意図したものである。一般に、特定の代表例を用いることは、その種類を代表することを意図したものであり、また、特定の要素（例えば、動作）、装置、及び目的を含めないことは、限定と見なされるべきではない。
【0115】
本明細書における実質的に全ての複数形及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者であれば、文脈及び／又は用法に則して複数形から単数形に、及び／又は単数形から複数形に読み替えることができる。様々な単数形／複数形の置き換えは、簡潔にするため、本明細書では明示的には記述されない。
【0116】
本明細書に記載する主題はときに、異なる他の構成要素の中に含められた、又はそれらと結合された異なる構成要素を示す。そのように表現したアーキテクチャは単なる例であり、実際に、同じ機能性を達成する多数の他のアーキテクチャが実現され得ることを理解されたい。構想の意味で、同じ機能性を達成する構成要素の任意の配置は、所望の機能性が達成されるように効果的に「関連付け」られる。したがって、特定の機能性を達成するように組み合わされた本明細書における任意の２つの構成要素は、アーキテクチャ又は中間構成要素にかかわらず、所望の機能性が達成されるように互いと「関連付け」られていると見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素も、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に接続」又は「動作可能に連結」されているものと見なすことができ、そのように関連付けることが可能な任意の２つの構成要素も、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に連結可能」であると見なすことができる。動作可能に連結可能であることの特定の例としては、物理的に適合可能な及び／若しくは物理的に相互作用する構成要素、並びに／又は無線式で相互作用可能な及び／若しくは無線式で相互作用する構成要素、並びに／又は論理的に相互作用する、及び／若しくは論理的に相互作用可能な構成要素が挙げられるが、それらに限定されない。
【0117】
場合によっては、１つ以上の構成要素が、本明細書において、「ように構成される」、「ように構成可能である」、「ように動作可能である／動作する」、「適合される（adapted）／適合可能である」、「ことが可能である」、「ように適合可能である／適合される（conformed）」などと言及されることがある。当業者は、「ように構成される」は一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の構成要素及び／又は非アクティブ状態の構成要素及び／又はスタンドバイ状態の構成要素を包含し得ることを理解するであろう。
【0118】
本明細書に記述する主題の特定の態様が図示され記載されてきたが、本明細書の教示に基づいて、本明細書に記述する主題及びそのより広範な態様から逸脱することなく、変更及び修正が行われることができ、したがって添付の特許請求の範囲は、全てのかかる変更及び修正を、本明細書に記述する主題の真の趣旨及び範囲内にあるものとして、その範囲内に包含するものであることが、当業者には明白となるであろう。一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、概して「開放的」用語として意図されるものである（例えば、「含む（including）」という用語は、「～を含むが、それらに限定されない（including but not limited to）」と解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は「～を少なくとも有する（having at least）」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は「～を含むが、それらに限定されない（includes but is not limited to）」と解釈されるべきであるなど）ことが、当業者には理解されるであろう。更に、導入された請求項記載（introduced claim recitation）において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該請求項中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも１つの（at least one）」及び「１つ以上の（one or more）」という導入句を、請求項記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞によって請求項記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」といった導入句及び「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入された請求項記載を含むいかなる特定の請求項も、かかる記載事項を１つのみ含む請求項に限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである）。定冠詞を使用して請求項記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。
【0119】
更に、導入された請求項記載において特定の数が明示されている場合であっても、かかる記載は、通常、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、一般的に、少なくとも２つの記載事項、又は２つ以上の記載事項を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣの全てなどを有するシステムを含む）。更に、典型的には、２つ以上の選択的な用語を表わすあらゆる選言的な語及び／又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、明細書内であろうと、請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されよう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むものと理解されよう。
【0120】
添付の特許請求の範囲に関して、当業者は、本明細書における引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作上の流れがシーケンスの形で提示されているが、様々な動作は、例示した以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割込み、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆又は他の異なる順序付けを含んでもよい。更に、「～に応答する」、「～に関連する」といった用語、又は他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することが意図されるものではない。
【0121】
様々な態様について本明細書で述べたが、これらの態様に対する多くの改変例、変形例、代替例、変更例及び同等物を実施することが可能であり、また、当業者には想到されるであろう。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、その他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を、開示された態様の範囲に含まれるものとして網羅することを目的としたものである点を理解されたい。以下の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。
【0122】
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。１つ以上の態様の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。開示された厳密な態様に対し、包括的であること又は限定的であることは、意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。１つ以上の態様は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な態様を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されるものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。
【0123】
本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の番号付けされた実施例において説明される。
【実施例】
【0124】
実施例１．組織を凝固させ切開するための外科用器具であって、トランスデューサアセンブリであって、
ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、電極は、各対の固体圧電素子の間に配置された、超音波トランスデューサと、
超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置されたエンドマスであって、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合されると、ハウジングの内面に対して超音波トランスデューサを圧縮するように構成された、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、電極は、各対の固体圧電素子の間に配置された、超音波トランスデューサと、
超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置されたエンドマスであって、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合されると、ハウジングの内面に対して超音波トランスデューサを圧縮するように構成された、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
【0125】
実施例２．複数の圧電素子は長手方向軸を有し、エンドマスは複数の圧電素子の長手方向軸と整列した長手方向軸を有する、実施例１に記載の外科用器具。
【0126】
実施例３．ハウジングは、その中に画定された開口部を有する部分を備え、超音波トランスデューサは、ハウジングのその部分に嵌合するように構成され、エンドマスは、エンドマスとハウジングのその部分との間のねじ接続を介してハウジングと係合するように構成されている、実施例１又２に記載の外科用器具。
【0127】
実施例４．複数の圧電素子の少なくとも１つは固体圧電素子である、実施例１～実施例３のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0128】
実施例５．スタック構成は、
スタック構成の第１の端部に配置され、
第１の圧電素子の１つの表面と接触している第１の電極と、
スタック構成の第２の端部に配置され、第２の圧電素子の１つ表面と接触している第２の電極と、を更に備える、実施例１～実施例４のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
スタック構成の第１の端部に配置され、
第１の圧電素子の１つの表面と接触している第１の電極と、
スタック構成の第２の端部に配置され、第２の圧電素子の１つ表面と接触している第２の電極と、を更に備える、実施例１～実施例４のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0129】
実施例６．複数の圧電素子とハウジングの内面の側壁との間に空隙を提供するように構成された整列機構を更に備える、実施例１～実施例５のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0130】
実施例７．エンドマスは、トルクをエンドマスに加えることを可能にするトルク付与機構を備える、実施例１～実施例６のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0131】
実施例８．トランスデューサアセンブリは４０ｋＨｚで共振するように構成されている、実施例１～実施例７のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0132】
実施例９．エンドマスは、ねじ接続によってハウジングと係合するように構成されている、実施例１～実施例８のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0133】
実施例１０．複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子とが電気的に並列に接続されている、実施例１～実施例９のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0134】
実施例１１．超音波トランスデューサはハウジング内に封止されている、実施例１～実施例１０のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0135】
実施例１２．エンドマスがハウジングに接着されて、ハウジングの内面の周りに封止を形成する、実施例１～実施例１１のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0136】
実施例１３．ハウジングの外面に電気的に結合するように構成された電気接点を更に備える、実施例１～実施例１２のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0137】
実施例１４．外科用器具ハウジングを更に備え、トランスデューサアセンブリが外科用器具ハウジングと一緒に配置されて、外科用器具ハウジング内で回転可能であるように構成されている、実施例１～実施例１３のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0138】
実施例１５．スペーサ素子を更に備え、スペーサ素子は、スタック構成の第１の端部に配置され、エンドマスの第１の端部は、スペーサ素子が超音波トランスデューサを圧縮するときにスペーサ素子と接触する、実施例１～実施例１４のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0139】
実施例１６．エンドマスがハウジングの内面に対して超音波トランスデューサを圧縮すると、超音波トランスデューサの第１の端部はエンドマスの第１の端部に接触し、超音波トランスデューサの第２の端部は、ハウジングの内面に対して圧縮される、実施例１～実施例１５のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0140】
実施例１７．複数の圧電素子のうちの少なくとも１つはディスク形状を有する固体圧電素子である、実施例１～実施例１６のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0141】
実施例１８．組織を凝固させ切開するための外科用器具であって、
トランスデューサアセンブリであって、
ハウジングと、
長手方向軸、第１の端部、及び第２の端部を有するスタック構成に配置された複数の固体圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、電極は各対の固体圧電素子の間に配置され、電極はスタック構成の第１の端部に配置され、電極はスタック構成の第２の端部に配置されている、超音波トランスデューサと、
超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して長手方向軸に沿って配置され、超音波トランスデューサに結合されたエンドマスであって、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの内面に対して圧縮するように構成され、
複数の固体圧電素子のうちの第１の固体圧電素子と複数の固体圧電素子のうちの第２の固体圧電素子とは、電気的に並列に接続されている、トランスデューサアセンブリ、を備える、外科用器具。
トランスデューサアセンブリであって、
ハウジングと、
長手方向軸、第１の端部、及び第２の端部を有するスタック構成に配置された複数の固体圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、電極は各対の固体圧電素子の間に配置され、電極はスタック構成の第１の端部に配置され、電極はスタック構成の第２の端部に配置されている、超音波トランスデューサと、
超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して長手方向軸に沿って配置され、超音波トランスデューサに結合されたエンドマスであって、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの内面に対して圧縮するように構成され、
複数の固体圧電素子のうちの第１の固体圧電素子と複数の固体圧電素子のうちの第２の固体圧電素子とは、電気的に並列に接続されている、トランスデューサアセンブリ、を備える、外科用器具。
【0142】
実施例１９．組織を凝固させ切開するための外科用器具であって、
トランスデューサアセンブリであって、
ハウジングと、
第１の端部及び第２の端部を有するスタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極であって、第１の電極は第１の圧電素子対の間に配置され、第２の電極は第２の圧電素子対の間に配置され、第３の電極はスタック構成の第１の端部に配置され、第４の電極はスタック構成の第２の端部に配置された、複数の圧電素子及び複数の電極と、
第３の電極と接触している第１のスペーサ素子と、
第４の電極と接触している第２のスペーサ素子と、を備えた超音波トランスデューサと、
第１の端部、第２の端部、及び内部を貫通する開口部を有するエンドマスであって、超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの内面に対して圧縮するように構成され、
エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮すると、エンドマスの第１の端部は第１のスペーサ素子と接触し、
エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮すると、第２のスペーサ素子はハウジングの内面と接触する、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
トランスデューサアセンブリであって、
ハウジングと、
第１の端部及び第２の端部を有するスタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極であって、第１の電極は第１の圧電素子対の間に配置され、第２の電極は第２の圧電素子対の間に配置され、第３の電極はスタック構成の第１の端部に配置され、第４の電極はスタック構成の第２の端部に配置された、複数の圧電素子及び複数の電極と、
第３の電極と接触している第１のスペーサ素子と、
第４の電極と接触している第２のスペーサ素子と、を備えた超音波トランスデューサと、
第１の端部、第２の端部、及び内部を貫通する開口部を有するエンドマスであって、超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの内面に対して圧縮するように構成され、
エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮すると、エンドマスの第１の端部は第１のスペーサ素子と接触し、
エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮すると、第２のスペーサ素子はハウジングの内面と接触する、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
【0143】
実施例２０．組織を凝固させ切開するための外科用器具であって、
トランスデューサアセンブリであって、
ハウジングと、
第１の端部及び第２の端部を有するスタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極であって、第１の電極は第１の圧電素子対の間に配置され、第２の電極は第２の圧電素子対の間に配置され、第３の電極はスタック構成の第１の端部に配置され、第４の電極はスタック構成の第２の端部に配置された、複数の圧電素子及び複数の電極と、
第３の電極と接触している第１のスペーサ素子と、
第４の電極と接触している第２のスペーサ素子と、を備えた超音波トランスデューサと、
第１の端部、第２の端部、及びそれを貫通する開口部を有するエンドマスであって、超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの内面に対して圧縮するように構成され、
エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮すると、エンドマスの第１の端部は第１のスペーサ素子と接触し、
エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮すると、第２のスペーサ素子はハウジングの内面と接触する、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
トランスデューサアセンブリであって、
ハウジングと、
第１の端部及び第２の端部を有するスタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極であって、第１の電極は第１の圧電素子対の間に配置され、第２の電極は第２の圧電素子対の間に配置され、第３の電極はスタック構成の第１の端部に配置され、第４の電極はスタック構成の第２の端部に配置された、複数の圧電素子及び複数の電極と、
第３の電極と接触している第１のスペーサ素子と、
第４の電極と接触している第２のスペーサ素子と、を備えた超音波トランスデューサと、
第１の端部、第２の端部、及びそれを貫通する開口部を有するエンドマスであって、超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの内面に対して圧縮するように構成され、
エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮すると、エンドマスの第１の端部は第１のスペーサ素子と接触し、
エンドマスが超音波トランスデューサを圧縮すると、第２のスペーサ素子はハウジングの内面と接触する、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
【0144】
実施例２１．複数の圧電素子は長手方向軸を有し、エンドマスは、
複数の圧電素子の長手方向軸と整列した長手方向軸を有する、実施例２０に記載の外科用器具。
複数の圧電素子の長手方向軸と整列した長手方向軸を有する、実施例２０に記載の外科用器具。
【0145】
実施例２２．エンドマスは、その中に画定された開口部を有する遠位部分を備え、超音波トランスデューサはエンドマスの遠位部分内に嵌合するように構成され、ハウジングは、ハウジングとエンドマスの遠位部分との間のねじ接続によって、エンドマスと係合するように構成されている、実施例２０又は実施例２１に記載の外科用器具。
【0146】
実施例２３．エンドマスは、超音波トランスデューサを少なくとも部分的に囲んで収容する壁を備える、実施例２０～実施例２２のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0147】
実施例２４．電極は第１の電極であり、超音波トランスデューサは、超音波トランスデューサの第１の端部に配置され、複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子の１つの表面と接触する第２の電極と、超音波トランスデューサの第２の端部に配置され、複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子の１つの表面と接触する第３の電極と、を更に備える、実施例２０～実施例２３のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0148】
実施例２５．エンドマスは、トルクをエンドマスに加えることを可能にするトルク付与機構を備える、実施例２０～実施例２４のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0149】
実施例２６．エンドマスは、ねじ接続によってハウジングと係合するように構成されている、実施例２０～実施例２５のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0150】
実施例２７．ハウジングの導管部に隣接した導電素子を更に備える、実施例２０～実施例２６のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0151】
実施例２８．導電素子は、ハウジングの導管部を少なくとも部分的に囲み、導管部から電気的に絶縁されている、実施例２７に記載の外科用器具。
【0152】
実施例２９．導電素子と導管部との間に絶縁体を更に備える、実施例２７に記載の外科用器具。
【0153】
実施例３０．電極は、導電素子に電気的に結合されている、実施例２７に記載の外科用器具。
【0154】
実施例３１．電極は、電極の少なくとも１つのタブを介して導電素子に電気的に結合されている、実施例２７に記載の外科用器具。
【0155】
実施例３２．エンドマスは、ハウジングとエンドマスとが係合したときに画定される内部区画の周りに封止を形成するように、ハウジングに接合される、実施例２０～実施例３１のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0156】
実施例３３．外科用器具ハウジングを更に備え、トランスデューサアセンブリが外科用器具ハウジングと共に配置されている、実施例２０～実施例３２のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0157】
実施例３４．エンドマスが超音波トランスデューサをハウジングの内面に対して圧縮するとき、超音波トランスデューサの第１の端部はエンドマスの内面と接触し、超音波トランスデューサの第２の端部はハウジングの内面に対して圧縮される、実施例２０～実施例３３のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0158】
実施例３５．電極は、外縁部と、電極の内縁部を画定する開口部とを備える、実施例２０～実施例３４のいずれか１つ以上の実施例に記載の外科用器具。
【0159】
実施例３６．内縁部は、開口部の中心に向かって延びる少なくとも１つのタブを備える、実施例３５に記載の外科用器具。
【0160】
実施例３７．外縁部は、開口部の中心から外側に延びる少なくとも１つのタブを備える、実施例３５に記載の外科用器具。
【0161】
実施例３８．組織を凝固させ切開するための外科用器具であって、
トランスデューサアセンブリであって、
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、流体通路が導管部及びベース部を貫通して画定されている、ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備えた超音波トランスデューサであって、長手方向軸と、第１の端部と、第２の端部とを備え、第１のボアホールは超音波トランスデューサを貫通して画定され、第１の電極は各対の圧電素子の間に配置され、第２の電極は超音波トランスデューサの第１の端部に配置され、第３の電極は超音波トランスデューサの第２の端部に配置されている、超音波トランスデューサと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えたエンドマスであって、超音波トランスデューサの長手方向軸に沿って第１の端部に隣接して配置され、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
ハウジングの導管部は、超音波トランスデューサの第１のボアホール及びエンドマスの第２のボアホールを貫通するように構成され、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの表面に対して圧縮するように構成され、
複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と
複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子は、電気的に並列に接続されている、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
トランスデューサアセンブリであって、
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、流体通路が導管部及びベース部を貫通して画定されている、ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備えた超音波トランスデューサであって、長手方向軸と、第１の端部と、第２の端部とを備え、第１のボアホールは超音波トランスデューサを貫通して画定され、第１の電極は各対の圧電素子の間に配置され、第２の電極は超音波トランスデューサの第１の端部に配置され、第３の電極は超音波トランスデューサの第２の端部に配置されている、超音波トランスデューサと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えたエンドマスであって、超音波トランスデューサの長手方向軸に沿って第１の端部に隣接して配置され、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
ハウジングの導管部は、超音波トランスデューサの第１のボアホール及びエンドマスの第２のボアホールを貫通するように構成され、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの表面に対して圧縮するように構成され、
複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と
複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子は、電気的に並列に接続されている、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
【0162】
実施例３９．トランスデューサアセンブリであって、
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、流体通路が導管部及びベース部を貫通して画定されている、ハウジングと、
ハウジングの導管部を少なくとも部分的に囲む導電素子と、
導電素子と導管部との間に配置された絶縁体であって、導電素子を導管部から電気的に絶縁する、絶縁体と、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備えた超音波トランスデューサであって、長手方向軸と、第１の端部と、第２の端部とを備え、第１のボアホールは超音波トランスデューサを貫通して画定され、第１の電極は各対の圧電素子の間に配置され、第２の電極は超音波トランスデューサの第１の端部に配置され、第３の電極は超音波トランスデューサの第２の端部に配置され、第１の電極は導電素子に電気的に結合されている、超音波トランスデューサと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えたエンドマスであって、超音波トランスデューサの長手方向軸に沿って第１の端部に隣接して配置され、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
ハウジングの導管部は、超音波トランスデューサの第１のボアホール及びエンドマスの第２のボアホールを貫通するように構成され、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの表面に対して圧縮するように構成され、
複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子とが、電気的に並列に接続された、トランスデューサアセンブリ。
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、流体通路が導管部及びベース部を貫通して画定されている、ハウジングと、
ハウジングの導管部を少なくとも部分的に囲む導電素子と、
導電素子と導管部との間に配置された絶縁体であって、導電素子を導管部から電気的に絶縁する、絶縁体と、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備えた超音波トランスデューサであって、長手方向軸と、第１の端部と、第２の端部とを備え、第１のボアホールは超音波トランスデューサを貫通して画定され、第１の電極は各対の圧電素子の間に配置され、第２の電極は超音波トランスデューサの第１の端部に配置され、第３の電極は超音波トランスデューサの第２の端部に配置され、第１の電極は導電素子に電気的に結合されている、超音波トランスデューサと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えたエンドマスであって、超音波トランスデューサの長手方向軸に沿って第１の端部に隣接して配置され、ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
ハウジングの導管部は、超音波トランスデューサの第１のボアホール及びエンドマスの第２のボアホールを貫通するように構成され、
エンドマスは、エンドマスがハウジングと係合したときに超音波トランスデューサをハウジングの表面に対して圧縮するように構成され、
複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子とが、電気的に並列に接続された、トランスデューサアセンブリ。
【0163】
〔実施の態様〕
（１） 組織を凝固させ切開するための外科用器具であって、
トランスデューサアセンブリであって、
ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、前記複数の電極の少なくとも１つは、少なくとも一対の前記複数の圧電素子の間に配置された、超音波トランスデューサと、
前記超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置されたエンドマスであって、前記ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
前記エンドマスは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合されると、前記ハウジングの内面に対して前記超音波トランスデューサを圧縮するように構成された、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
（２） 前記複数の圧電素子と前記ハウジングの内面との間に空隙を提供するように構成された整列機構を更に備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（３） 前記超音波トランスデューサは、前記ハウジングの一部分内に嵌合するように構成され、前記一部分はその中に開口部を画定し、
前記エンドマスは、前記エンドマスと前記ハウジングの前記一部分との間のねじ接続を介して前記ハウジングと係合するように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（４） 前記複数の圧電素子のうちの少なくとも１つは、固体のディスク形状の圧電素子である、実施態様１に記載の外科用器具。
（５） 前記スタック構成は、
前記スタック構成の第１の端部に配置された前記複数の電極のうちの第１の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子の表面と接触している、第１の電極と、
前記スタック構成の第２の端部に配置された前記複数の電極のうちの第２の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子の表面と接触している、第２の電極と、を備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（１） 組織を凝固させ切開するための外科用器具であって、
トランスデューサアセンブリであって、
ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、前記複数の電極の少なくとも１つは、少なくとも一対の前記複数の圧電素子の間に配置された、超音波トランスデューサと、
前記超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置されたエンドマスであって、前記ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
前記エンドマスは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合されると、前記ハウジングの内面に対して前記超音波トランスデューサを圧縮するように構成された、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
（２） 前記複数の圧電素子と前記ハウジングの内面との間に空隙を提供するように構成された整列機構を更に備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（３） 前記超音波トランスデューサは、前記ハウジングの一部分内に嵌合するように構成され、前記一部分はその中に開口部を画定し、
前記エンドマスは、前記エンドマスと前記ハウジングの前記一部分との間のねじ接続を介して前記ハウジングと係合するように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（４） 前記複数の圧電素子のうちの少なくとも１つは、固体のディスク形状の圧電素子である、実施態様１に記載の外科用器具。
（５） 前記スタック構成は、
前記スタック構成の第１の端部に配置された前記複数の電極のうちの第１の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子の表面と接触している、第１の電極と、
前記スタック構成の第２の端部に配置された前記複数の電極のうちの第２の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子の表面と接触している、第２の電極と、を備える、実施態様１に記載の外科用器具。
【0164】
（６） 前記トランスデューサアセンブリは４０ｋＨｚで共鳴するように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（７） 前記エンドマスは、前記ハウジングに接合されて前記ハウジングの前記内面の周りに封止を形成し、
前記超音波トランスデューサは前記ハウジング内に封止されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（８） 前記ハウジングの外面に電気的に結合するように構成された電気接点を更に備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（９） 外科用器具ハウジングを更に備え、前記トランスデューサアセンブリは、前記外科用器具ハウジングと共に配置され、かつ、前記外科用器具ハウジング内で回転可能であるように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（１０） 前記エンドマスが前記超音波トランスデューサを圧縮する際に前記エンドマスと接触するように構成されたスペーサ素子を更に備え、前記スペーサ素子は、前記スタック構成の前記第１の端部に配置されている、実施態様５に記載の外科用器具。
（７） 前記エンドマスは、前記ハウジングに接合されて前記ハウジングの前記内面の周りに封止を形成し、
前記超音波トランスデューサは前記ハウジング内に封止されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（８） 前記ハウジングの外面に電気的に結合するように構成された電気接点を更に備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（９） 外科用器具ハウジングを更に備え、前記トランスデューサアセンブリは、前記外科用器具ハウジングと共に配置され、かつ、前記外科用器具ハウジング内で回転可能であるように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（１０） 前記エンドマスが前記超音波トランスデューサを圧縮する際に前記エンドマスと接触するように構成されたスペーサ素子を更に備え、前記スペーサ素子は、前記スタック構成の前記第１の端部に配置されている、実施態様５に記載の外科用器具。
【0165】
（１１） 前記エンドマスは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合したときに前記超音波トランスデューサを前記ハウジングの内面に対して圧縮するように構成され、
前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子が電気的に並列に接続されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（１２） 前記複数の電極のうちの第１の電極と接触している第１のスペーサ素子であって、前記エンドマスが前記超音波トランスデューサと係合したときに前記エンドマスの第１の端部と接触するように構成された、第１のスペーサ素子と、
前記複数の電極のうちの第１の電極と接触している第２のスペーサ素子であって、前記エンドマスが前記超音波トランスデューサと係合したときに前記ハウジングの内面と接触するように構成された、第２のスペーサ素子と、
前記スタック構成の第１の端部に配置された前記複数の電極のうちの第１の電極と、
前記スタック構成の第２の端部に配置された前記複数の電極のうちの第２の電極と、を更に備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（１３） 組織を凝固させ切開するための外科用器具であって、
トランスデューサアセンブリであって、
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、前記導管部及び前記ベース部が流体通路を画定する、ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、前記複数の電極のうちの少なくとも１つは、少なくとも一対の前記複数の圧電素子の間に配置され、第１のボアホールが前記超音波トランスデューサを貫通して画定されている、超音波トランスデューサと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えるエンドマスであって、前記エンドマスの表面は前記超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、前記エンドマスは前記ハウジングと係合するように構成されている、エンドマスと、を備え、
前記ハウジングの前記導管部は、前記超音波トランスデューサの前記第１のボアホール及び前記エンドマスの前記第２のボアホールを貫通するように構成され、
前記エンドマスは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合したときに前記超音波トランスデューサを前記ハウジングの内面に対して圧縮するように構成されている、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
（１４） 前記エンドマスは、前記超音波トランスデューサを少なくとも部分的に囲んで収容する壁を備える、実施態様１３に記載の外科用器具。
（１５） 前記スタック構成は、
前記超音波トランスデューサの第１の端部に配置された前記複数の電極のうちの第１の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子の表面と接触している、第１の電極と、
前記超音波トランスデューサの第２の端部に配置された前記複数の電極のうちの第２の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子の表面と接触している、第２の電極と、を備える、実施態様１３に記載の外科用器具。
前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子が電気的に並列に接続されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（１２） 前記複数の電極のうちの第１の電極と接触している第１のスペーサ素子であって、前記エンドマスが前記超音波トランスデューサと係合したときに前記エンドマスの第１の端部と接触するように構成された、第１のスペーサ素子と、
前記複数の電極のうちの第１の電極と接触している第２のスペーサ素子であって、前記エンドマスが前記超音波トランスデューサと係合したときに前記ハウジングの内面と接触するように構成された、第２のスペーサ素子と、
前記スタック構成の第１の端部に配置された前記複数の電極のうちの第１の電極と、
前記スタック構成の第２の端部に配置された前記複数の電極のうちの第２の電極と、を更に備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（１３） 組織を凝固させ切開するための外科用器具であって、
トランスデューサアセンブリであって、
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、前記導管部及び前記ベース部が流体通路を画定する、ハウジングと、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備える超音波トランスデューサであって、前記複数の電極のうちの少なくとも１つは、少なくとも一対の前記複数の圧電素子の間に配置され、第１のボアホールが前記超音波トランスデューサを貫通して画定されている、超音波トランスデューサと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えるエンドマスであって、前記エンドマスの表面は前記超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、前記エンドマスは前記ハウジングと係合するように構成されている、エンドマスと、を備え、
前記ハウジングの前記導管部は、前記超音波トランスデューサの前記第１のボアホール及び前記エンドマスの前記第２のボアホールを貫通するように構成され、
前記エンドマスは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合したときに前記超音波トランスデューサを前記ハウジングの内面に対して圧縮するように構成されている、トランスデューサアセンブリを備える、外科用器具。
（１４） 前記エンドマスは、前記超音波トランスデューサを少なくとも部分的に囲んで収容する壁を備える、実施態様１３に記載の外科用器具。
（１５） 前記スタック構成は、
前記超音波トランスデューサの第１の端部に配置された前記複数の電極のうちの第１の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子の表面と接触している、第１の電極と、
前記超音波トランスデューサの第２の端部に配置された前記複数の電極のうちの第２の電極であって、前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子の表面と接触している、第２の電極と、を備える、実施態様１３に記載の外科用器具。
【0166】
（１６） 前記エンドマスは、前記エンドマスにトルクを加えることを可能にするトルク付与機構を備える、実施態様１３に記載の外科用器具。
（１７） 前記ハウジングの前記導管部に隣接して配置された導電素子であって、前記ハウジングの前記導管部を少なくとも部分的に囲む、導電素子と、
前記導電素子と前記導管部との間に配置された絶縁体であって、前記導電素子を前記導管部から電気的に絶縁するように構成された、絶縁体と、を更に備える、実施態様１３に記載の外科用器具。
（１８） 前記複数の電極の各々は、各電極の少なくとも１つのタブを介して前記導電素子に電気的に結合されている、実施態様１７に記載の外科用器具。
（１９） 前記エンドマスは、前記ハウジングと前記エンドマスとが係合したときに画定される内部区画の周りに封止を生成するように、前記ハウジングに結合されている、実施態様１３に記載の外科用器具。
（２０） 前記エンドマスが、前記エンドマスの内面と接触している前記超音波トランスデューサの前記第１の端部及び前記ハウジングの前記内面に対して圧縮された前記超音波トランスデューサの第２の端部を備える前記ハウジングと係合したとき、前記エンドマスは、前記超音波トランスデューサを前記ハウジングの内面に対して圧縮するように構成されている、実施態様１３に記載の外科用器具。
（１７） 前記ハウジングの前記導管部に隣接して配置された導電素子であって、前記ハウジングの前記導管部を少なくとも部分的に囲む、導電素子と、
前記導電素子と前記導管部との間に配置された絶縁体であって、前記導電素子を前記導管部から電気的に絶縁するように構成された、絶縁体と、を更に備える、実施態様１３に記載の外科用器具。
（１８） 前記複数の電極の各々は、各電極の少なくとも１つのタブを介して前記導電素子に電気的に結合されている、実施態様１７に記載の外科用器具。
（１９） 前記エンドマスは、前記ハウジングと前記エンドマスとが係合したときに画定される内部区画の周りに封止を生成するように、前記ハウジングに結合されている、実施態様１３に記載の外科用器具。
（２０） 前記エンドマスが、前記エンドマスの内面と接触している前記超音波トランスデューサの前記第１の端部及び前記ハウジングの前記内面に対して圧縮された前記超音波トランスデューサの第２の端部を備える前記ハウジングと係合したとき、前記エンドマスは、前記超音波トランスデューサを前記ハウジングの内面に対して圧縮するように構成されている、実施態様１３に記載の外科用器具。
【0167】
（２１） 前記複数の電極の各々は、外側縁部と、各電極の内側縁部を画定する開口部と、を備える、実施態様１３に記載の外科用器具。
（２２） 前記内側縁部は、前記開口部の中心に向かって延びる少なくとも１つのタブを備え、
前記外側縁部は、前記開口部の前記中心から外側に延びる少なくとも１つのタブを備える、実施態様２１に記載の外科用器具。
（２３） 前記エンドマスは、ねじ接続を介して前記ハウジングと係合するように構成され、
前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子、及び
前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子は、電気的に並列に接続されている、実施態様１３に記載の外科用器具。
（２４） トランスデューサアセンブリであって、
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、流体通路が前記導管部及び前記ベース部を貫通して画定されている、ハウジングと、
前記ハウジングの前記導管部の少なくとも一部を囲む導電素子と、
前記導電素子と前記導管部との間に配置された絶縁体であって、前記導電素子を前記導管部から電気的に絶縁するように構成された、絶縁体と、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備えた超音波トランスデューサであって、第１の端部及び第２の端部を備える、超音波トランスデューサと、
前記超音波トランスデューサを貫通して画定された第１のボアホールと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えたエンドマスであって、前記超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、前記ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
前記ハウジングの前記導管部は、前記超音波トランスデューサの前記第１のボアホール及び前記エンドマスの前記第２のボアホールを貫通するように構成され、
前記エンドマスは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合したときに前記超音波トランスデューサを前記ハウジングの表面に対して圧縮するように構成され、
前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子は、電気的に並列に接続されている、トランスデューサアセンブリ。
（２５） 前記複数の電極のうちの少なくとも１つは、少なくとも一対の前記複数の圧電素子の間に配置されている、実施態様２４に記載のトランスデューサアセンブリ。
（２２） 前記内側縁部は、前記開口部の中心に向かって延びる少なくとも１つのタブを備え、
前記外側縁部は、前記開口部の前記中心から外側に延びる少なくとも１つのタブを備える、実施態様２１に記載の外科用器具。
（２３） 前記エンドマスは、ねじ接続を介して前記ハウジングと係合するように構成され、
前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子、及び
前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子は、電気的に並列に接続されている、実施態様１３に記載の外科用器具。
（２４） トランスデューサアセンブリであって、
導管部及びベース部を備えるハウジングであって、流体通路が前記導管部及び前記ベース部を貫通して画定されている、ハウジングと、
前記ハウジングの前記導管部の少なくとも一部を囲む導電素子と、
前記導電素子と前記導管部との間に配置された絶縁体であって、前記導電素子を前記導管部から電気的に絶縁するように構成された、絶縁体と、
スタック構成に配置された複数の圧電素子及び複数の電極を備えた超音波トランスデューサであって、第１の端部及び第２の端部を備える、超音波トランスデューサと、
前記超音波トランスデューサを貫通して画定された第１のボアホールと、
内部を貫通して画定された第２のボアホールを備えたエンドマスであって、前記超音波トランスデューサの第１の端部に隣接して配置され、前記ハウジングと係合するように構成された、エンドマスと、を備え、
前記ハウジングの前記導管部は、前記超音波トランスデューサの前記第１のボアホール及び前記エンドマスの前記第２のボアホールを貫通するように構成され、
前記エンドマスは、前記エンドマスが前記ハウジングと係合したときに前記超音波トランスデューサを前記ハウジングの表面に対して圧縮するように構成され、
前記複数の圧電素子のうちの第１の圧電素子と前記複数の圧電素子のうちの第２の圧電素子は、電気的に並列に接続されている、トランスデューサアセンブリ。
（２５） 前記複数の電極のうちの少なくとも１つは、少なくとも一対の前記複数の圧電素子の間に配置されている、実施態様２４に記載のトランスデューサアセンブリ。
【0168】
（２６） 前記複数の電極のうちの第１の電極は、前記超音波トランスデューサの前記第１の端部に配置され、
前記第１の電極は前記導電素子に電気的に結合されている、実施態様２５に記載のトランスデューサアセンブリ。
（２７） 第２の電極が、前記超音波トランスデューサの前記第２の端部に配置されている、実施態様２６に記載のトランスデューサアセンブリ。
前記第１の電極は前記導電素子に電気的に結合されている、実施態様２５に記載のトランスデューサアセンブリ。
（２７） 第２の電極が、前記超音波トランスデューサの前記第２の端部に配置されている、実施態様２６に記載のトランスデューサアセンブリ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】