一种超声切骨刀制造技术

本实用新型专利技术涉及医疗技术领域，特别涉及到一种超声切骨刀。一种超声切骨刀包括超声换能器及与超声换能器一端连接的刀头，超声换能器及刀头的轴向总长度为λ/2的整数倍，λ为超声波波长，且超声换能器工作时处于谐振状态。超声换能器包括压电振子和多级放大变幅杆组，多级放大变幅杆组为回转体结构，刀头与多级放大变幅杆组的前端连接，压电振子与多级放大变幅杆组的后端连接。由此，超声切骨刀通过设置多级放大变幅杆组，提高了超声换能器的振幅放大比，在相同的超声电压信号激励下，提高了刀头的刀尖振幅，且在提高刀头的刀尖振幅的前提下简化了超声切骨刀的结构。简化了超声切骨刀的结构。简化了超声切骨刀的结构。

【技术实现步骤摘要】
一种超声切骨刀


[0001]本技术涉及医疗
，特别涉及到一种超声切骨刀。

技术介绍

[0002]超声切骨刀的核心部件是超声压电换能器，在外部超声频电信号激励下，产生同频率、微米级振幅的机械振动，驱动与之相连的刀头对人体骨组织实施切除手术。与常规手术刀相比，其切割效率更高，并具有止血功能，因而是一种很有发展前景的载能医疗手术器械。
[0003]与超声止血/凝血手术刀不同，超声切骨刀需要通过刀头的高频冲击力将组织切除，当切割骨组织时由于骨组织是硬组织，切割难度大，要求超声切骨刀必须具有高载能，这就对超声切骨刀的设计提出更高的要求。为了提高超声切骨刀的机械冲击力，专利公开号为CN209789951U、 CN209789952U的专利申请，通过加大压电陶瓷片的数量以增大切骨刀的输出功率，且为解决多陶瓷片的散热问题，将所有陶瓷片沿中心轴线方向间隔分段设置，形成多个陶瓷堆，但多个陶瓷堆的设计方式，不仅结构复杂，而且功率损耗大。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]为了解决现有技术的上述问题，本技术提供一种超声切骨刀，提高了超声换能器的振幅放大比，在相同的超声电压信号激励下，提高了刀头的刀尖振幅，进而提升了刀头的机械冲击力。
[0006](二)技术方案
[0007]为了达到上述目的，本技术采用的主要技术方案包括：
[0008]本技术提供了一种超声切骨刀，包括超声换能器及与超声换能器一端连接的刀头，超声换能器及刀头的轴向总长度为λ/2的整数倍，λ为超声波波长，且超声换能器工作时处于谐振状态；
[0009]超声换能器包括压电振子和多级放大变幅杆组；
[0010]刀头与多级放大变幅杆组的前端连接，压电振子与多级放大变幅杆组的后端连接。
[0011]优选地，多级放大变幅杆组包括多个同轴连接的变幅杆；
[0012]变幅杆包括沿从后至前连接的第一杆段和第二杆段，第一杆段的直径为D
n
，第二杆段的直径为d
n
，D
n
大于d
n
，变幅杆的振幅放大比为 N
n
＝D
n
/d
n
；
[0013]其中，N1＜N2＜N3…
N
n
，n为大于1的整数，表示第n级变幅杆。
[0014]优选地，多级放大变幅杆组包括一级变幅杆和二级变幅杆；
[0015]一级变幅杆的第一杆段的直径为D1，一级变幅杆的第二杆段的直径为d1，一级变幅杆的振幅放大比为N1＝D1/d1；
[0016]二级变幅杆的第一杆段的直径为D2，二级变幅杆的第二杆段的直径为d2，二级变幅
杆的振幅放大比为N2＝D2/d2。
[0017]优选地，N
n
为1.2
‑
3.5。
[0018]优选地，压电振子与一级变幅杆的轴向总长度为λ/2，二级变幅杆的轴向长度为λ/2...n级放大变幅杆与刀头的轴向总长度为λ/2；
[0019]λ为超声波波长。
[0020]优选地，压电振子与最后侧的第一杆段连接，压电振子与最后侧的第一杆段沿同一轴线设置。
[0021]优选地，多级放大变幅杆组和压电振子内部沿轴向设置有连通的通孔，连接管的一端与通孔连接，连接管的另一端用于与外接水源的连接口连接；
[0022]刀头上设有封闭通槽，通孔与封闭通槽远离刀头的一端连通。
[0023]优选地，连接管用于与连接口连接的一端为圆台结构。
[0024]优选地，还包括壳体，壳体为回转体结构；
[0025]多级放大变幅杆组设置在壳体的容纳腔内，多级放大变幅杆组与壳体同轴设置；
[0026]多级放大变幅杆组的外壁与壳体的内壁螺纹连接。
[0027](三)有益效果
[0028]本技术的有益效果是：
[0029]本技术提供的一种超声切骨刀，通过设置多级放大变幅杆，提高了超声换能器的振幅放大比，在相同的超声电压信号激励下，提高了刀头的刀尖振幅，进而提升了刀头的机械冲击力，且在提高刀头的刀尖振幅的前提下简化了超声切骨刀的结构，提升了超声切骨刀的机电能量转换效率。
附图说明
[0030]图1为本实施例一种超声切骨刀的结构示意图；
[0031]图2为二级放大变幅杆组、压电振子和刀头的结构示意图；
[0032]图3为图1中外壳的结构示意图；
[0033]图4为二级放大变幅杆组、压电振子和刀头的简图；
[0034]图5为刀头中封闭通槽为长条形的结构示意图；
[0035]图6为刀头中封闭通槽的一端为T字型的结构示意图；
[0036]图7为刀头中封闭通槽的一端为圆弧形状的结构示意图；
[0037]图8为超声切骨刀中仅包括一级变幅杆测得刀尖处的振动位移图；
[0038]图9为超声切骨刀中包括二级放大变幅杆组测得刀尖处的振动位移图。
[0039]【附图标记说明】
[0040]1：刀头；
[0041]2：压电振子；21：压电陶瓷堆；22：前盖板：23：后盖板；24：螺母；25：紧固螺栓；
[0042]3：多级放大变幅杆组；31：一级变幅杆；311：一级变幅杆的第一杆段；312：一级变幅杆的第二杆段；32：二级变幅杆；321：二级变幅杆的第一杆段；322：二级变幅杆的第二杆段；
[0043]4：壳体；41：端盖；42：连接筒；43：前端套筒；
[0044]5：通孔；
[0045]6：连接管；61：圆台结构；
[0046]7：电极引线。
具体实施方式
[0047]为了更好的解释本技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本技术作详细描述。
[0048]如图1所示，本实施例提供了一种超声切骨刀，包括超声换能器及与超声换能器一端连接的刀头1，其中超声换能器及刀头1的轴向总长度为λ/2的整数倍，λ为超声波波长，且超声换能器工作时处于谐振状态即超声换能器工作时具有谐振的能力。在本实施例中超声换能器包括压电振子2和多级放大变幅杆组3，当然超声切骨刀还包括壳体4。具体地多级放大变幅杆组3和壳体4均为回转体结构，多级放大变幅杆组3设置在壳体4的容纳腔内，多级放大变幅杆组3与壳体4同轴设置，多级放大变幅杆组3的外壁与壳体4的内壁螺纹连接。如图3所示，壳体4包括端盖41、连接筒42和前端套筒43，前端套筒43与连接筒42的一端外壁螺纹连接，端盖41与连接筒42的另一端端面卡接，多级放大变幅杆组3与连接筒42的内壁螺纹连接以便于多级放大变幅杆的安装定位，且刀头1伸出前端套筒43。
[0049]如图2所示，刀头1与多级放大变幅杆组3的前端连接，压电振子2 与多级放大变幅杆组3的后端连接。由于超声换能器及刀头1的轴向总长度为λ/2的整数倍，当超声换能器为谐振状态时，压电振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声切骨刀，其特征在于，包括超声换能器及与所述超声换能器一端连接的刀头，所述超声换能器及所述刀头的轴向总长度为λ/2的整数倍，λ为超声波波长，且所述超声换能器工作时处于谐振状态；所述超声换能器包括压电振子和多级放大变幅杆组；所述刀头与所述多级放大变幅杆组的前端连接，所述压电振子与所述多级放大变幅杆组的后端连接。2.根据权利要求1所述的一种超声切骨刀，其特征在于，所述多级放大变幅杆组包括多个同轴连接的变幅杆；所述变幅杆包括沿从后至前连接的第一杆段和第二杆段，所述第一杆段的直径为D
n
，所述第二杆段的直径为d
n
，所述D
n
大于d
n
，所述变幅杆的振幅放大比为N
n
＝D
n
/d
n
；其中，N1＜N2＜N3…
N
n
，n为大于1的整数，表示第n级变幅杆。3.根据权利要求2所述的一种超声切骨刀，其特征在于，所述多级放大变幅杆组包括一级变幅杆和二级变幅杆；所述一级变幅杆的第一杆段的直径为D1，所述一级变幅杆的第二杆段的直径为d1，所述一级变幅杆的振幅放大比为N1＝D1/d1；所述二级变幅杆的第一杆段的直径为D2，所述二级变幅杆的第二杆段的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜兴刚，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：