一种扭振式超声手术刀系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种扭振式超声手术刀系统。该扭振式超声手术刀系统包括超声组件和刀具，所述超声组件包括超声换能器和变幅杆，所述超声换能器用于产生超声振动信号，所述变幅杆用于放大所述超声振动信号的振幅；所述超声组件的质心偏离所述超声组件的中心轴线。本发明专利技术实施例通过将超声组件的质心偏离所述超声组件的中心轴线，使超声组件不仅产生纵向振动，还产生沿超声组件切线方向的扭动，从而达到无需增加额外的超声驱动器或扭转电机即可使超声手术刀工作于纵向和扭振的复合振动模式的效果，降低超声手术系统的结构复杂程度，有利于系统的集成化和轻量化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种扭振式超声手术刀系统。
技术介绍
目前，大部分超声手术系统都是工作在纵向(或轴向)振动状态，即超声手术刀头在工作时，如图1所示，超声换能器进行纵向振动，远端刀头沿轴线方向做往复运动的，振幅50-150微米。这种纵振工作模式在某些场合，比如对硬度较大的人体组织、骨骼、结石及白内障等进行切割时，往往效率很低。对此，本领域技术人员常识找到解决办法，美国专利US4188952和中国专利技术专利ZL200410070138.5公开了两种利用功率超声技术进行人体骨骼切割的装置。专利US4188952公开的装置只能进行骨骼的切割，对于大块骨骼去除的效率明显降低。专利ZL200410070138.5公开的装置利用电机旋转带动超声振动系统实现复合超声振动，虽然去除大块骨骼的效率有所提高，但是电机旋转及控制装置结构复杂，增加了手术者手持器械的体积和重量，使其容易产生疲劳和手术中的误操作，伤及患者正常组织。另外，中国专利申请(公布号CN104207824A)公开了一种用于骨骼手术的超声刀装置，虽然能够较好地解决上述问题，但是需要配置两套超声驱动器，增加装置的主机部分的配件数量和体积，仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种超声手术系统，无需增加额外的超声驱动器或扭转电机即可使超声手术刀处于纵向和扭振的复合振动模式。本专利技术实施例提供了一种扭振式超声手术刀系统，包括超声组件和刀具，超声组件包括超声换能器和变幅杆，超声换能器用于产生超声振动信号，变幅杆用于放大所述超声振动信号的振幅；超声组件的质心偏离超声组件的中心轴线。本专利技术实施例通过控制超声组件的质心偏离超声组件的中心轴线，使超声组件不仅产生纵向振动还产生沿超声组件切线方向的扭动从而达到无需增加额外的超声驱动器或扭转电机即可使超声手术刀工作于纵向和扭振的复合振动模式的效果，降低超声手术系统的结构复杂程度，有利于系统的集成化和轻量化。附图说明图1为一种处于纵向(或轴向)振动状态的超声换能器的结构示意图；图2为本专利技术实施例中提供的一种扭振式超声手术刀系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例中提供的一种前体上有配重块的扭振式超声手术刀系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例中提供的一种变幅杆上有配重块的扭振式超声手术刀系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例中提供的一种变幅杆和压电陶瓷堆上均有配重块的扭振式超声手术刀系统的结构示意图；图6为本专利技术实施例中提供的一种变幅杆上有偏心凹槽的扭振式超声手术刀系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术实施例中提供了一种扭振式超声手术刀系统，该扭振式超声手术刀系统无需增加额外的超声驱动器或扭转电机即可使超声手术刀处于纵向和扭振的复合振动模式，能够降低超声手术系统的结构复杂程度，有利于装置的集成化和轻量化。图2是本专利技术实施例中一种扭振式超声手术刀系统的结构示意图。如图2所示，扭振式超声手术刀系统，包括超声组件21和刀具(未示出)，超声组件21包括超声换能器23和变幅杆24，超声换能器23用于产生超声振动信号，变幅杆24用于放大所述超声振动信号的振幅；超声组件21的质心偏离超声组件的中心轴线。示例性的，刀具与变幅杆24可以通过螺纹22连接。刀具与变幅杆24相连，由超声换能器23产生的高频机械振动，再经变幅杆24的振动的振幅放大，超声能量通过螺纹22传递到刀具的到头部分，进而通过接触作用于生物组织以实现对组织的各种操作。其中，超声振动信号是工作在100Hz至120kHz的正弦波，较为适当的频率为30-70kHz，优选的工作频率为55.5kHz。超声换能器23用于将超声电信号转化为超声机械波。扭振式超声手术刀系统工作时，超声换能器23在超声电源的驱动下产生高频机械振动，将高频交流电能转换成机械能，再经过变幅杆24对高频机械振动进行振幅放大处理，超声能量传递到刀头部分，进而通过接触作用于生物组织以实现组织切除的效果。当超声组件21的质心偏离超声组件21的中心轴线，会使超声组件21引发周期性黏着系数的变化与剧烈的自激扭转振动，使超声组件21不仅产生纵向振动，而且产生沿超声组件切线方向的扭动，进而在无需增加额外的超声驱动器或扭转电机的条件下，就可使超声手术刀处于纵向和扭振的复合振动模式，增强了超声手术刀系统对大块骨骼等硬度较大生物组织的切割效率，降低了超声手术系统的结构复杂程度，有利于系统的集成化和轻量化。示例性的，超声换能器23的质心偏离超声换能器23的中心轴线，和/或变幅杆24的质心偏离变幅杆24的中心轴线。具体的，超声换能器23的质心偏离超声换能器23的中心轴线，或者，变幅杆24的质心偏离变幅杆24的中心轴线，又或者，超声换能器23的质心偏离超声换能器23的中心轴线且变幅杆24的质心偏离变幅杆24的中心轴线。进一步的，超声换能器23包括依次连接的前体25、压电陶瓷堆26和后体27。压电陶瓷堆26由多个压电陶瓷片堆叠而成，用于将超声电信号转化成超声机械波，并将产生的超声波能量传递至刀具部分，以实现对骨组织的切割。示例性的，前体25和后体27可以选用金属材料。为了使超声换能器23的质心偏离超声换能器23的中心轴线，可以控制前体25、压电陶瓷堆26和后体27中的任一结构的质心偏离该结构的中心轴线。示例性的，前体上设置有凸起的至少一个第一配重块；和/或，后体上设置有凸起的至少一个第二配重块，至少一个第一配重块与至少一个第二配重块沿超声组件的中心轴线呈非对称设置。具体的，第一配重块与第二配重块的质量不同或第一配重块与第二配重块的位置沿超声组件的中心轴线呈非对称分布。具体的，若前体上设置有至少一个第一配重块或者后体上设置有至少一个第二配重块，则超声换能器的质心偏离超声换能器的中心轴线。若前体上设置有至少一个第一配重块，且后体上设置有至少一个第二配重块，则第一配重块和第二配重块沿超声组件的中心轴线呈非对称设置，以使超声换能器的质心偏离超声换能器的中心轴线。需要说明的是，本实施例对第一配重块和第二配重块的位置不作具体限定。例如，若前体上设置有凸起的至少一个第一配重块，且后体上设置有凸起的至少一个第二配重块，第一配重块与第二配重块可以位于超声换能器的中心轴线的不同侧，且第一配重块的质心、第二配重块的质心以及超声换能器的中心轴线可以在超声换能器的同一纵切面上，以使超声换能器具有稳定性。需要说明的是，本实施例中对第一配重块和第二配重块的形状不做具体限定，如第一配重块和第二配重块可以是长方体、圆柱体、正方体或其他不规则形状。具体的，以第二配重块的形状是长方体为例，如图3所示，在超声换能器23的后体27放置一形状为长方体的第二配重块31，当第二配重块31放置于后体27时，把后体27和第二配重块31看作一个整体，后体组合部分的质量增大，后体组合部分质心偏离后体27质心，即后体组合部分的质心偏离后体中心轴线，在前体25和压电陶瓷堆26的质心均未发生变化的前提下，由前体25、压电陶瓷堆26和后体27组成的超声换能器23质心的位置发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭振式超声手术刀系统，其特征在于，包括超声组件和刀具，所述超声组件包括超声换能器和变幅杆，所述超声换能器用于产生超声振动信号，所述变幅杆用于放大所述超声振动信号的振幅；所述超声组件的质心偏离所述超声组件的中心轴线。

【技术特征摘要】
2016.10.25 CN 20161093237841.一种扭振式超声手术刀系统，其特征在于，包括超声组件和刀具，所述超声组件包括超声换能器和变幅杆，所述超声换能器用于产生超声振动信号，所述变幅杆用于放大所述超声振动信号的振幅；所述超声组件的质心偏离所述超声组件的中心轴线。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超声换能器的质心偏离所述超声换能器的中心轴线，和/或所述变幅杆的质心偏离所述变幅杆的中心轴线。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述超声换能器包括依次连接的前体、压电陶瓷堆和后体，所述前体上设置有凸起的至少一个第一配重块；和/或，所述后体上设置有凸起的至少一个第二配重块，所述至少一个第一配重块与所述至少一个第二配重块沿所述超声组件的中心轴线呈非对称设置。4.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：史文勇，
申请(专利权)人：厚凯天津医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12