用于电外科器械的热切割元件以及包括热切割元件的电外科器械和系统的制作方法

1.本公开涉及外科器械和系统，并且更具体地涉及用于电外科器械的热切割元件以及包括热切割元件的电外科器械和系统。


背景技术：

2.外科手术钳是一种钳状器械，该钳状器械依靠其钳口构件之间的机械作用来抓握、夹持和约束组织。电外科钳利用机械夹持作用和能量两者来加热组织，以对组织进行例如凝结、烧灼或密封处理。典型地，一旦组织被处理，外科医生就必须准确地切除已处理的组织。因此，许多电外科钳被设计成包括在钳口构件之间推进以切除已处理的组织的刀。作为机械刀的替代方案，可以提供基于能量的组织切割元件以使用能量(例如，热、电外科、超声、光或其他合适的能量来切割经处理的组织。


技术实现要素：

3.如本文所用，术语“远侧”是指所描述的距操作者(无论是人类外科医生还是外科机器人)更远的部分，而术语“近侧”是指所描述的距操作者更近的部分。如本文中所使用，包含“通常”、“约”、“大体上”等的术语意在涵盖高达且包含正负10％的变化，例如制造公差、材料公差、使用和环境公差、测量变化、设计变化和/或其它变化。此外，在一致的程度上，本文详述的方面中的任何或所有方面可以与本文详述的其他方面中的任何或所有方面结合使用。
4.根据本公开的各方面提供了一种电外科器械的热切割元件，该热切割元件包括限定第一侧和第二侧的基部衬底、设置在基部衬底的至少第一侧上的至少一个绝缘层、以及设置在至少一个绝缘层上的加热器电路迹线。该热切割元件具有至少约350℃的操作温度和至少约50ppm/℃的电阻温度系数(tcr)。
5.在本公开的一个方面，热切割元件具有至少约900ppm/℃的tcr。在另一方面，tcr为至少约3000ppm/℃。
6.在本公开的一个方面，操作温度为至少约400℃。在另一方面，操作温度为至少约450℃。
7.在本公开的一个方面，热切割元件在室温下的电阻与在操作温度下的电阻之间的差值为从约10欧姆至约1000欧姆。在另一方面，该差值为从约20欧姆至约400欧姆。
8.在本公开的一个方面，需要从约10伏至约175伏的施加电压来完成以下项中的至少一者：将热切割元件加热至操作温度或者将热切割元件维持在操作温度。在另一方面，所需的施加电压为从约25伏至约100伏。
9.在本公开的一个方面，热切割元件还包括设置在基部衬底的第一侧上的封装层。
10.根据本公开的各个方面提供的电外科器械包括第一钳口构件和第二钳口构件，该第一钳口构件和第二钳口构件各自限定组织处理表面。第一钳口构件和第二钳口构件可枢
转地彼此联接，使得第一钳口构件或第二钳口构件中的至少一者能够相对于另一者从间隔开的位置移动到接近位置以抓握组织处理表面之间的组织。组织处理表面适于连接到能量源以处理被抓握在其间的组织。第一钳口构件或第二钳口构件中的一者包括从其组织处理表面延伸的热切割元件。热切割元件可以被配置为类似于上文详述或本文另外详述的各个方面中的任一者。
11.根据本公开提供的电外科系统包括电外科发生器和热切割元件，该电外科发生器和热切割元件被配置为类似于上文详述或本文另外详述的各个方面中的任一者。电外科发生器被配置为向热切割元件的加热器电路迹线供应ac电压信号，以完成以下项中的至少一者：将热切割元件加热至操作温度或者将热切割元件维持在操作温度。
12.在本公开的一个方面，电外科发生器被配置为在供应ac电压信号期间监测功率，并且当功率下降到阈值功率水平时完成以下项中的至少一者：提供指示或停止ac电压信号。
13.在本公开的另一方面，电外科发生器被配置为在供应ac电压信号期间监测功率斜率，并且当功率斜率变平到功率斜率阈值时完成以下项中的至少一者：提供指示或停止ac电压信号。
14.在本发明的又另一方面，ac电压信号具有从约10伏到约175伏的施加电压。
15.在本公开的又另一方面，电外科发生器被配置为提供与约50w的ac电压信号相关联的最大功率。
附图说明
16.当结合附图考虑时，鉴于以下详细描述，本公开的以上和其他方面和特征将变得更显而易见，在附图中相同的附图标记标识相似或相同的元件。
17.图1是根据本公开提供的示出为连接到电外科手术发生器的基于轴的电外科手术钳的透视图；
18.图2是根据本公开提供的止血式电外科手术钳的透视图；
19.图3是根据本公开提供的机器人外科手术器械的示意图；
20.图4是包含第一钳口构件和第二钳口构件的图1的钳的端部执行器组合件的透视图；
21.图5是图4的端部执行器组合件的第二钳口构件的热切割元件的透视图；并且
22.图6是示出根据本公开的切割完成确定的示例性功率与时间的关系曲线图。
具体实施方式
23.参考图1，示出了根据本公开提供的基于轴的电外科手术钳，其通常由附图标记10标识。省略了与本公开的理解没有密切关系的钳10的方面和特征，以避免在不必要的细节上模糊本公开的方面和特征。
24.钳10包括壳体20、手柄组件30、旋转组件70、第一激活开关80、第二激活开关90和端部执行器组件100。钳10还包括具有被构造成(直接或间接)啮合端部执行器组件100的远侧端部部分14和(直接或间接)啮合壳体20的近侧端部部分16的轴12。钳10还包括将钳10连接到能量源(例如，电外科发生器“g”)的缆线“c”。缆线“c”包括延伸穿过其中的电线(或多
根电线)(未示出)，其具有足够的长度以延伸穿过轴12，以便分别连接到端部执行器组合件100的钳口构件110、120的一个或两个组织处理表面114、124，以向其提供能量。另选地，钳10可以被配置为无电线装置，诸如例如包括板载电源(例如dc电池)和由板载电源供电的板载电外科发生器。电源可以向热切割元件130提供能量，而电外科发生器向组织处理表面114、124提供电外科能量，尽管电外科发生器也可以向热切割元件130提供能量。在其他配置中，钳10包括用于向热切割元件130提供能量的板载电源，并且经由缆线“c”连接到电外科发生器“g”，用于向组织处理表面114、124提供电外科能量。
25.第一启动开关80联接到组织处理表面114、124和电外科发生器“g”，以便能够选择性地启动对钳口构件110、120的能量供应，以处理(例如烧灼、凝结/干燥和/或密封)组织。第二启动开关90联接到钳口构件120的热切割元件130(图4)和电外科发生器“g”，以便能够选择性地启动对热切割元件130的能量供应，以用于热切割组织。
26.钳10的手柄组件30包括固定手柄50和可移动手柄40。固定手柄50与壳体20整体相关联，手柄40能够相对于固定手柄50移动。手柄组合件30的可移动手柄40可操作地联接到驱动组合件(未示出)，所述驱动组合件一起机械地协作以使端部执行器组合件100的钳口构件110、120中的一个或两个围绕枢轴103在间隔开的位置和接近位置之间移动，从而在钳口构件110、120的组织处理表面114、124之间抓握组织。如图1所示，可移动手柄40最初与固定手柄50间隔开，且相应地，端部执行器组合件100的钳口构件110、120安置在间隔开的位置中。可移动手柄40可从此初始位置朝向固定手柄50按压到对应于钳口构件110、120的接近位置的按压位置。旋转组合件70包含旋转轮72，其可在任一方向上选择性地旋转以相对于壳体20相应地旋转轴12和端部执行器组合件100。
27.参考图2，根据本公开提供的止血式电外科手术钳总体上由附图标记210标识。省略了与本公开的理解没有密切关系的钳210的方面和特征，以避免在不必要的细节上模糊本公开的方面和特征。
28.钳210包括两个细长轴构件212a、212b，每个细长轴构件分别具有近侧端部部分216a、216b和远侧端部部分214a、214b。钳210被配置成用于与端部执行器组合件100'一起使用，所述端部执行器组合件100'类似于且包含端部执行器组合件100(图1和4)的特征中的任一个。更具体地说，端部执行器组合件100'包括附接到轴构件212a、212b的相应远侧端部部分214a、214b的第一钳口构件110'和第二钳口构件120'。钳口构件110'、120'围绕枢轴103'可枢转地连接。每个轴构件212a、212b包括安置在其近侧端部部分216a、216b处的手柄217a、217b。每个手柄217a、217b限定穿过其中的手指孔218a、218b，用于收纳使用者的手指。如可理解的，指孔218a、218b有助于轴构件212a、212b相对于彼此移动，从而将钳口构件110'、120'从间隔开的位置枢转到接近位置，在间隔开的位置处，钳口构件110'、120'相对于彼此以间隔开的关系安置，在接近的位置处，钳口构件110'、120'协作以抓握其间的组织。
29.钳210的轴构件212a、212b中的一者(例如轴构件212a)包括近侧轴连接器219，该近侧轴连接器被配置为将钳210连接到能量源，例如电外科发生器“g”(图1)。近侧轴连接器219将缆线“c”固定到钳210，使得使用者可以选择性地向钳口构件110'、120'供应能量以处理组织。更具体地，第一启动开关280设置在轴构件中的一个(例如，轴构件212a)上，以用于向钳口构件110'、120'供应能量从而在足够接近轴构件212a、212b时，例如在经由另一轴构
件212b启动第一启动开关280时处理组织。设置在轴构件212a、212b中的任一者或两者上的第二启动开关290联接到端部执行器组合件100'的钳口构件110'、120'中的一者的热切割元件(未示出，类似于钳口构件120的热切割元件130(图4))，并且联接到电外科发生器“g”，用于使得能够选择性地启动向热切割元件供应能量，以用于热切割组织。
30.钳口构件110'、120'限定弯曲构型，其中每个钳口构件类似地横向弯曲离开端部执行器组件100'的纵向轴线。然而，还可设想其它合适的弯曲配置，包含朝向钳口构件110'、120'中的一个(因此远离另一个)的曲率，具有相同平面的多个弯曲和/或不同平面内的多个弯曲。端部执行器组合件100(图1)的钳口构件110、120同样可以根据上文所述的配置中的任一者或以任何其他合适的方式弯曲。
31.参考图3，根据本公开的机器人外科器械大体上由附图标记1000标识。省略了与本公开的理解没有密切关系的机器人外科器械1000的方面和特征，以避免在不必要的细节上模糊本公开的方面和特征。
32.机器人外科器械1000包括多个机器人臂1002、1003；控制装置1004；以及与控制装置1004联接的操作控制台1005。操作控制台1005可以包括：显示装置1006，该显示装置可以特别地设置成显示三维图像；和手动输入装置1007、1008，通过该手动输入装置，外科医生可以能够以操作模式远程操纵机器人臂1002、1003。机器人外科器械1000可以被配置为用于在躺在患者手术台1012上的患者1013上使用，以便以微创方式进行处理。机器人外科器械1000可还包含或能够存取数据库1014，特别是耦合到控制装置1004的数据库，其中存储例如来自患者1013的术前数据和/或解剖图集。
33.机器人臂1002、1003中的每一者可以包括通过接头连接的多个构件和附接装置1009、1011，例如端部执行器组合件1100、1200可以分别附接到该附接装置。端部执行器组合件1100类似于且可包含端部执行器组合件100(图1和4)的特征中的任一个，但还设想用于联接到附接装置1009的其它合适的端部执行器组合件。端部执行器组合件1200可以是任何端部执行器组合件，例如内窥镜相机、其他外科手术工具等。机器人臂1002、1003和端部执行器组合件1100、1200可以由连接到控制装置1004的电驱动器(例如马达等)驱动。控制装置1004(例如，计算机)可以被配置为特别地借助于计算机程序来启动马达，使得机器人臂1002、1003、它们的附接装置1009、1011以及端部执行器组合件1100、1200分别根据来自手动输入装置1007、1008的相应输入来执行所需的移动和/或功能。控制装置1004还可以以使得该控制装置调整机器人臂1002、1003和/或马达的移动的方式进行配置。
34.转向图4，如上所述，端部执行器组合件100包括第一钳口构件110和第二钳口构件120。钳口构件110、120中的任一者或两者可以包括结构框架111、121、绝缘垫片(未示出)、限定其对应组织处理表面114、124的组织处理板113、123，以及在各个方面为外绝缘护套116、126。组织处理板113、123可以经由例如包覆成型、粘合、机械啮合等预成型且与钳口构件110、120的绝缘垫片和/或一个或多个其他部分啮合，或者可以例如经由溅镀或其他合适的沉积技术沉积到绝缘垫片上。
35.如上所述，钳口构件110包括结构框架111、绝缘垫片(未示出)、限定组织处理表面114的组织处理板113，以及在各个方面为外绝缘护套116。结构框架111可由不锈钢或其它被配置成将结构支撑提供到钳口构件110的合适材料形成。结构框架111包括：近侧凸缘部分152，钳口构件110围绕该近侧凸缘部分经由枢轴103可枢转地联接到钳口构件120；和远
侧主体部分154，该远侧主体部分支撑钳口构件110的其他部件，例如，绝缘垫片、组织处理板113和外绝缘护套116(如果设置有的话)。在基于轴的或机器人配置中，近侧凸缘部分152使得钳口构件110能够可操作联接到驱动组合件(未示出)，以使得钳口构件110能够响应于驱动组合件的致动而相对于钳口构件120枢转。更具体地，近侧凸缘部分152可限定用于接纳枢轴103的孔口156和用于接纳驱动组合件(未示出)的驱动销的至少一个卡扣158，使得驱动引脚的平移，例如响应于可移动手柄40(图1)的致动或机器人驱动，在间隔开的位置与接近位置之间围绕枢轴103且相对于钳口构件120枢转钳口构件110。然而，还设想其他合适的驱动布置，例如使用凸轮销和凸轮槽、螺钉驱动机构等。在止血器式装置中，近侧凸缘部分152固定到轴构件中的一者，例如钳210的轴构件212a(参见图2)。近侧凸缘部分152可分叉以限定一对间隔开的近侧凸缘部分区段或可以其它方式配置。
36.结构框架111的远侧主体部分154从近侧凸缘部分152向远侧延伸以支撑钳口构件110的其他部件。钳口构件110的绝缘垫片被支撑在结构框架111的远侧主体部分154上，并且由能够承受高温(例如，高达至少400℃)的电绝缘材料形成，但还设想其他配置。绝缘垫片可以由陶瓷或其他合适材料(例如，ptfe、peek、pei等)形成。组织处理板113被支撑或接收在绝缘垫片上，并且例如经由一个或多个电引线(未示出)电连接到第一启动开关80(图1)和电外科发生器“g”(图1)，以使得能够选择性地激励组织处理板113，例如作为双极射频(rf)电外科电路的一个极。然而，还设想其它合适的能量形态，例如热、超声波、光、微波、红外等。绝缘垫片用于使结构框架111和组织处理板113彼此电绝缘。
37.参考图4，钳口构件120包括结构框架121、绝缘垫片(未示出)、限定组织处理表面124的组织处理板123，以及在各个方面为外绝缘护套126。钳口构件120进一步包含热切割元件130。钳口构件120的结构框架121限定近侧凸缘部分188和从近侧凸缘部分188向远侧延伸的远侧主体部分190。近侧凸缘部分188可分叉以限定一对间隔开的近侧凸缘部分区段或可限定任何其它合适的配置。钳口构件120的近侧凸缘部分188和钳口构件110的近侧凸缘部分152可限定嵌套配置，例如其中近侧凸缘部分152、188中的一个容纳在另一个内；重叠配置，例如其中近侧凸缘部分152、188至少部分地彼此重叠；或偏移配置，例如其中近侧凸缘部分152、188以并排关系定位。不管近侧凸缘部分152、188的特定布置如何，近侧凸缘部分188进一步限定切口192，其被配置成接纳枢轴103，例如焊接或以其它方式固定在其中，以将钳口构件110、120彼此可枢转地联接。近侧凸缘部分188可以以基于轴的配置(或以机器人配置中的对应轴部分)固定至轴12(图1)；另选地，可以提供双侧配置，由此钳口构件110和钳口构件120均能够相对于轴12枢转(图1)。在止血器式配置中，近侧凸缘部分188可固定到细长轴212b(图2)。
38.钳口构件120的绝缘垫片被支撑在结构框架121的远侧主体部分190上，并且由能够承受高温(例如，高达至少400℃)的电绝缘材料形成，但还设想其他配置。绝缘垫片可以由陶瓷或其他合适材料(例如，ptfe、peek、pei)形成。组织处理板123被支撑或接收在绝缘垫片上。特别地，组织处理板123限定沿着其长度的至少一部分穿过其的纵向延伸槽198。槽198可以横向居中在组织处理表面124上或可以相对其偏移，并且可以为线性的、弯曲的，包括与钳口构件120的配置(例如，曲率)类似或不同的成角度区段等。槽198暴露热切割元件130的一部分，所述部分可相对于组织处理表面124凹入，与组织处理表面124大体上共面，或朝向钳口构件110突出超过组织处理表面124。在其中热切割元件130突出的各个方面中，
热切割元件130可以接触钳口构件110的绝缘垫片的相对部分，以在钳口构件110、120的接近位置中的组织处理表面114、124之间设置最小间隙距离，例如从约0.001英寸至约0.006英寸。
39.组织处理板123例如经由一或多个电导线(未示出)电连接到第一启动开关80(图1)和电外科发生器“g”(图1)，以实现组织处理板123的选择性供能，例如作为包含组织处理板113的双极(rf)电外科电路的另一极。以此方式，在抓握其间的组织的钳口构件110、120的接近位置中，双极rf电外科能量可在组织处理板113、123之间传导且通过抓握组织以处理(例如，密封)抓握的组织。然而，还设想其它合适的能量形态，例如热、超声波、光微波、红外等，也设想其它合适的组织处理，例如凝结。
40.热切割元件130可以以任何合适的方式(例如，粘合剂、摩擦配合、机械啮合等)固定在钳口构件120的绝缘垫片122内且直接固定到钳口构件的绝缘垫片，或可以经由附接到钳口构件120的一或多个其他部件而相对于绝缘垫片间接固定(与绝缘垫片接触或间隔开)。另选地，绝缘垫片可以被省略，并且热切割元件130以任何其他合适的方式固定在钳口构件120内(至其一个或多个部件)。还设想用于将热切割元件130支撑在钳口构件120内的其他合适的配置。热切割元件130可以向远侧突出超过钳口构件120的绝缘垫片的远侧尖端(因此限定了钳口构件120的最远侧范围)，可以与其大体上齐平或可以相对其凹入。在其中端部执行器组合件100或其部分为弯曲的方面中，热切割元件130可类似地弯曲。
41.另外参考图5，热切割元件130包括主体131a和近侧延伸部131b。热切割元件130由基部衬底132形成，并且包括设置在基部衬底132的至少一侧上的绝缘层134和设置在基部衬底132的至少一侧上的绝缘层134上的导电加热器迹线136。导电加热器迹线136沿着热切割元件130的主体131a向远侧延伸并且向近侧环回，使得导电加热器迹线136的第一端138和第二端140设置在热切割元件130的近侧延伸部131b处。第一接触夹139和第二接触夹141(或其他合适的电连接件)联接到热切割元件130的近侧延伸部131b，分别与导电加热器迹线136的第一端部138和第二端部140电连通，用于将引线(未示出)连接到热切割元件130，以使得能够向其施加ac电压以例如经由电阻加热来加热热切割元件130。更具体地，引线将热切割元件130电连接至第二启动开关90(图1)和电外科发生器“g”(图1)，使得能够选择以用于加热热切割元件130以加热并性地启动向热切割元件130供应ac电压，由此热切割组织。热切割元件130可以被配置为切割在钳口构件110、120之间抓握的先前(或同时)密封的组织、延伸跨过钳口构件120的组织、邻近钳口构件120的远侧端部的组织等。除了切割之外或作为切割的替代，热切割元件130可以被配置用于其他组织处理，例如凝结。
42.基部衬底132可以由任何合适的材料形成，诸如例如不锈钢、铝、铝合金、钛、钛合金、其他合适的材料、它们的组合等。基部衬底132可以经由激光切割、机械加工、铸造、锻造、精密冲裁或任何其他合适的方法形成。基部衬底132可以限定厚度，在各个方面为从约0.003英寸至约0.030英寸；在其他方面为从约0.004英寸至约0.015英寸；以及在又其他方面为从约0.005英寸至约0.012英寸。
43.如上所述，绝缘层134可以设置在基部衬底132的任一侧或两侧上。绝缘层134可以是经由基部衬底132的任一侧或两侧的peo形成的等离子体电解氧化(peo)涂层。还设想用于绝缘层134的其他合适的材料(例如，ptfe、peek、pei、玻璃等)和/或在基部衬底132的任一侧或两侧上形成绝缘层134的方法(例如，阳极化、沉积、喷涂、粘附、机械附接等)。在绝缘
层134设置在基部衬底132的两侧上的情况下，该侧可以是相同或不同材料和/或具有相同或不同厚度。绝缘层134可以限定厚度(在基部衬底132的任一侧或两侧上)，在各个方面为从约0.0005英寸至约0.0015英寸；在其他方面为从约0.0007英寸至约0.0013英寸；以及在又其他方面为从约0.0009英寸至约0.0012英寸。在利用绝缘基部衬底132(例如，陶瓷)的各个方面，可以省略绝缘层134。此外，在各个方面，在同一侧上设置多个绝缘层134，例如在彼此顶部上的两个绝缘层134，该两个绝缘层中的每一者可以限定在上述范围内的厚度(彼此类似或不同)或它们可以共同界定在上述范围内的厚度。
44.如上所述，导电加热器迹线136设置在热切割元件130的一侧上的绝缘层134上(或直接设置在基部衬底132上，其中基部衬底132本身是绝缘的)，但是还可以设想，导电加热器迹线136延伸到热切割元件130的另一侧，或者第二导电加热器迹线136设置在热切割元件130的另一侧上。导电加热器迹线136可以由例如铂、镍铬合金、康泰尔(kanthal)合金、它们的组合或一种或多种其他合适的金属形成，并且经由沉积工艺(例如，溅镀)、经由丝网印刷、经由烧结或以任何其他合适的方式设置在绝缘层134上。导电加热器迹线136限定厚度，在各个方面为从约0.0002英寸至约0.0030英寸；在其他方面为从约0.0006英寸至约0.002英寸；以及在又其他方面为从约0.0008英寸至约0.0012英寸。
45.在各个方面，热切割元件130还包括设置在热切割元件130的主体131a和/或热切割元件130的近侧延伸部131b的任一侧或两侧上的封装层138。例如，封装层138可以在热切割元件130的侧面上封装热切割元件130的主体131a，包括绝缘层134和导电加热器迹线136，但是还设想其他配置。封装层138可以限定厚度(在基部衬底132的任一侧或两侧上)，在各个方面为从约0.0005英寸至约0.0015英寸；在其他方面为从约0.0007英寸至约0.0013英寸；以及在又其他方面为从约0.0009英寸至约0.0012英寸。
46.热切割元件130作为整体(例如，包括基部衬底132、在任一侧或两侧上的一个或多个绝缘层134、导电加热器迹线136、以及在任一侧或两侧上的封装层138)可以限定厚度，在各个方面为从约0.010英寸至约0.018英寸；在其他方面为从约0.011英寸至约0.016英寸；以及在又其他方面为从约0.013英寸至约0.015英寸。
47.在热切割元件130是双面的(例如，在每一侧上包括一个或多个绝缘层134、导电加热器迹线136和封装层138)的配置中，第一侧和第二侧上的导电加热器迹线136可以通过、围绕或经由热切割元件130连接。例如，第一侧上的绝缘层134可以具有朝向其远侧端部的开口以暴露基部衬底132，从而使得第一导电加热器迹线136能够与其连接。相应地，第二侧上的绝缘层134还可以具有朝向其远侧端部的开口以暴露基部衬底132，从而使得第二导电加热器迹线136能够与其连接。在此类方面，基部衬底132至少部分地由导电材料制成，并且因此成为第一和第二导电加热器迹线136之间的导电路径，例如通孔。该配置提供了热加热器迹线回路，该热加热器迹线回路开始朝向热切割元件130的第一侧的近侧端部，沿着第一侧向远侧延伸，朝向第二侧的远侧端部连接，并且沿着第二侧朝向其近侧端部向近侧延伸。因此，用于连接到第一接触夹139和第二接触夹141的触点设置在热切割元件130的相对侧上。
48.仍然参考图4和图5，热切割元件130可以被配置为接收施加电压(v
ac
)，例如，从电外科发生器“g”(图1)到热切割元件130的电压输出，在各个方面为从约5伏至约250伏；在其他方面为从约10伏至约175伏；以及在又其他方面为从约25伏至约100伏。
49.热切割元件130可以被配置为以一种或多种不同的模式操作，例如，能够在电外科发生器“g”(图1)处或在壳体20(图1)上(诸如例如，邻近第二启动开关90(图1)或与第二启动开关结合)控制/设定。更具体地，热切割元件130可以具有单个操作模式和用于所有功能的对应操作温度，或者可以具有多个操作模式，每个操作模式具有用于一个或多个功能的对应操作温度，诸如例如：背部划线、隆起、柱塞切割、钳口张开切割、钳口闭合切割、慢速切割、快速切割、点状凝结等。用于一种或多种操作模式的操作温度可以是类似的或不同的，并且任何或所有操作温度在各个方面可以为至少约350℃；在其他方面为从约350℃至约550℃；在又其他方面为约550℃或至少550℃；在又其他方面为从约400℃至约500℃；以及其他方面为从约425℃至约475℃。
50.热切割元件130在室温(例如，20℃)和操作温度(例如，550℃)下的电阻之间的差值在各个方面可以为从约5欧姆至约1500欧姆；在其他方面为从约10欧姆至约1000欧姆；以及在又其他方面为从约20欧姆至约400欧姆。
51.热切割元件130的电阻温度系数(tcr)在各个方面可以为至少50ppm/℃；在其他方面为至少900ppm/℃；以及在又其他方面为至少3000ppm/℃。
52.在热切割元件130的操作温度(例如，550℃)下，例如从电外科发生器“g”(图1)输出到热切割元件130的功率(w)在各个方面可以为至多50w；在其他方面为至多40w；以及在又其他方面为至多32w。例如从电外科发生器“g”(图1)输出到热切割元件130以达到操作温度的初始功率(w)在各个方面可以为至多100w；在其他方面为至多75w；以及在又其他方面为至多50w。
53.上文详述热切割元件130的配置和操作参数的各种不同值和范围。本公开还特别设想这些值和/或范围的任何和所有组合以及这些操作参数中的两个或更多个操作参数的值和/或范围的任何和所有比率和/或比率范围。例如，可以选择适当的材料、厚度和/或操作参数，使得在各个方面，热切割元件130限定配置，该配置使热切割元件130在室温下的电阻与在操作温度下的电阻之间的差值最大化，并且同时使施加电压(v
ac
)最小化，所有这些同时使得热切割元件130能够达到合适的操作温度。还设想其他配置。
54.转向图6，结合图1和图4，在使用中，可能期望在以下情况下切割组织，诸如例如：在保持对组织的抓握的同时密封被抓握在钳口构件110、120之间的组织之后；组织在静止的钳口张开状态下在钳口构件120上延伸；钳口构件110、120在钳口张开状态下相对于待切割组织移动；钳口构件110、120在钳口闭合状态下相对于待切割组织移动；等等。在期望切割组织(或使用热切割元件130处理组织)的任何或所有这些或其他情况下，第二启动开关90(图1)被启动以开始向热切割元件130供应能量，例如来自电外科发生器“g”(图1)的ac电压信号，从而加热热切割元件130。最初，功率快速上升(瞬时接近但在系统部件和物理定律的限制内)以在最短时间内将热切割元件130加热到操作温度，这又开始加热与热切割元件130接触或邻近的组织。在该初始功率增加以达到操作温度之后，功率降低。更具体地，当热切割元件130继续加热组织并开始切穿加热的组织时，将热切割元件130维持在操作温度所需的功率降低。
55.切割完成(例如，当组织已经完全分开时)可以通过例如在功率输出的初始快速增加之后监测功率的该降低来确定。例如，当功率降低到阈值功率“tp”时(例如在点“x”处)，可以确定切割完成，使得在达到该阈值功率“tp”之后，切断对热切割元件130的能量供应。
因此，在达到阈值功率“tp”之前，功率的初始斜坡和随后的降低对应于组织切割或“接通”状况，并且一旦在点“x”处达到阈值功率“tp”，则对应于“断开”状况停止能量供应。注意，出于说明的目的，图6中示出的功率曲线在达到阈值功率“tp”之后继续(并且因此进入“断开”状态)；然而，在使用中，情况并非如此，因为一旦能量供应在达到阈值功率“tp”时停止，功率将快速降低到零。
56.作为监测相对于阈值功率“tp”的功率输出以确定切割完成并因此确定何时停止向热切割元件130供应能量的替代方案或除此之外，切割完成可以通过将随时间推移的功率(例如，功率曲线的斜率)与倾斜阈值线“tl”进行比较来确定，使得当功率曲线与阈值线“tl”相交(例如，在点“x”处)时，关闭向热切割元件130的能量供应。功率曲线与阈值线“tl”之间的该交点“x”对应于功率曲线的斜率等于阈值线“tl”的斜率的点(因此，可以至少根据目标斜率来选择阈值线“tl”)；在相交之前，功率曲线的斜率比阈值线“tl”的斜率更陡，并且在相交之后，功率曲线的斜率比阈值线“tl”的斜率更平。
57.在各个方面，不是(或除了)在达到阈值功率“tp”和/或与阈值线“tl”相交时关闭向热切割元件130的能量供应，而是可以向操作者提供例如可听到的声音、视觉图标、触觉反馈等指示，以指示已确定切割完成。
58.虽然已在附图中示出本公开的多个方面，但不希望将本公开限于这些方面，因为希望本公开与本领域所允许的范围一样宽广且应以同样的方式解读本说明书。因此，上文的描述不应解释为限制性的，而仅仅是作为特定配置的例证。本领域的技术人员能够设想在本文所附权利要求书的范围和实质内的其他修改。

技术特征：
1.一种电外科器械的热切割元件，所述热切割元件包括：基部衬底，所述基部衬底限定第一侧和第二侧；至少一个绝缘层，所述至少一个绝缘层设置在所述基部衬底的至少所述第一侧上；以及加热器电路迹线，所述加热器电路迹线设置在所述至少一个绝缘层上，其中所述热切割元件具有至少约350℃的操作温度和至少约50ppm/℃的电阻温度系数(tcr)。2.根据权利要求1所述的热切割元件，其中所述热切割元件具有至少约900ppm/℃的tcr。3.根据权利要求1所述的热切割元件，其中所述热切割元件具有至少约3000ppm/℃的tcr。4.根据权利要求1所述的热切割元件，其中所述操作温度为至少约400℃。5.根据权利要求1所述的热切割元件，其中所述操作温度为至少约450℃。6.根据权利要求1所述的热切割元件，其中所述热切割元件在室温下的电阻与在所述操作温度下的电阻之间的差值为从约10欧姆至约1000欧姆。7.根据权利要求1所述的热切割元件，其中所述热切割元件在室温下的电阻与在所述操作温度下的电阻之间的差值为从约20欧姆至约400欧姆。8.根据权利要求1所述的热切割元件，其中需要从约10伏至约175伏的施加电压来完成以下项中的至少一者：将所述热切割元件加热至所述操作温度或者将所述热切割元件维持在所述操作温度。9.根据权利要求1所述的热切割元件，其中需要从约25伏至约100伏的施加电压来完成以下项中的至少一者：将所述热切割元件加热至所述操作温度或者将所述热切割元件维持在所述操作温度。10.根据权利要求1所述的热切割元件，所述热切割元件进一步包括封装层，所述封装层设置在所述基部衬底的所述第一侧上。11.一种电外科器械，所述电外科器械包括：第一钳口构件和第二钳口构件，每个钳口构件限定组织处理表面，所述第一钳口构件和所述第二钳口构件彼此可枢转地联接，使得所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的至少一者能够相对于另一者从间隔开位置移动到接近位置以抓握组织处理表面之间的组织，所述组织处理表面适于连接到能量源以处理抓握在其间的组织，所述第一钳口构件或所述第二钳口构件中的一者包括从所述组织处理表面延伸的热切割元件，所述热切割元件包括：基部衬底，所述基部衬底限定第一侧和第二侧；至少一个绝缘层，所述至少一个绝缘层设置在所述基部衬底的至少所述第一侧上；以及加热器电路迹线，所述加热器电路迹线设置在所述至少一个绝缘层上，其中所述热切割元件具有至少约350℃的操作温度和至少约50ppm/℃的电阻温度系数(tcr)。12.根据权利要求1所述的电外科器械，其中所述热切割元件具有至少约900ppm/℃的
tcr。13.根据权利要求1所述的电外科器械，其中所述操作温度为至少约400℃。14.根据权利要求1所述的电外科器械，其中所述热切割元件在室温下的电阻与在所述操作温度下的电阻之间的差值为从约10欧姆至约1000欧姆。15.根据权利要求1所述的电外科器械，其中需要从约10伏至约175伏的施加电压来完成以下项中的至少一者：将所述热切割元件加热至所述操作温度或者将所述热切割元件维持在所述操作温度。16.一种电外科系统，所述电外科系统包括：电外科发生器；以及热切割元件，所述热切割元件包括：基部衬底，所述基部衬底限定第一侧和第二侧；至少一个绝缘层，所述至少一个绝缘层设置在所述基部衬底的至少所述第一侧上；以及加热器电路迹线，所述加热器电路迹线设置在所述至少一个绝缘层上，其中所述热切割元件具有至少约350℃的操作温度和至少约50ppm/℃的电阻温度系数(tcr)，并且其中所述电外科发生器被配置为向所述加热器电路迹线供应ac电压信号，以完成以下项中的至少一者：将所述热切割元件加热至所述操作温度或者将所述热切割元件维持在所述操作温度。17.根据权利要求16所述的电外科系统，其中所述电外科发生器被配置为在供应所述ac电压信号期间监测功率，并且当所述功率下降到阈值功率水平时完成以下项中的至少一者：提供指示或停止所述ac电压信号。18.根据权利要求16所述的电外科系统，其中所述电外科发生器被配置为在供应所述ac电压信号期间监测功率斜率，并且当所述功率斜率变平到功率斜率阈值时完成以下项中的至少一者：提供指示或停止所述ac电压信号。19.根据权利要求16所述的电外科系统，其中所述ac电压信号具有从约10伏特至约175伏特的施加电压。20.根据权利要求16所述的电外科系统，其中所述电外科发生器被配置为提供与约50w的所述ac电压信号相关联的最大功率。

技术总结
一种电外科器械的热切割元件包括限定第一侧和第二侧的基部衬底、设置在该基部衬底的至少第一侧上的至少一个绝缘层以及设置在至少一个绝缘层上的加热器电路迹线。该热切割元件具有至少约350#C的操作温度和至少约50ppm/#C的电阻温度系数(TCR)。还提供了一种包括热切割元件的电外科器械和电外科系统。包括热切割元件的电外科器械和电外科系统。包括热切割元件的电外科器械和电外科系统。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：柯惠有限合伙公司
技术研发日：2022.01.11
技术公布日：2023/9/23