超声波颅骨切割装置及其切割方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种超声波颅骨切割装置及切割方法，超声波颅骨切割装置包括按钮组件

【技术实现步骤摘要】
超声波颅骨切割装置及其切割方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，涉及一种应用超声波的手术用切割装置，特别涉及一种超声波颅骨切割装置及其切割方法
。

技术介绍

[0002]开颅手术是一种将头颅切开，从而对大脑组织进行治疗的一种手术方式，其手术步骤一般为：
1、
将头皮切开；
2、
在颅骨上钻3‑4个圆孔；
3、
沿圆孔之间将头骨切开；
4、
将硬脑膜切开；
5、
对大脑实施手术；
6、
将硬脑膜
、
头骨
、
头皮依次缝合固定
。
[0003]目前开颅手术时长一般在2‑8小时以上，其中把颅骨打开花费了大量时间，在现有的技术中，往往需要医生手持开颅锯，沿着已钻好的圆孔进行切割，从而将颅骨取出
。
而实际使用时，由于长时间的握持，特别是切割锯的卡顿，很容易造成操作员的手疲劳，体力消耗的加快会导致切割时手术锯的不稳定，不仅会拖慢手术进度，更有可能因为卡齿和崩齿而造成不必要的安全问题，同时会增大开颅后颅骨间隙，这一间隙的大小直接影响骨头能否完全愈合
。
如骨缝较小，且骨缝间没有软组织填充，则颅骨可完全愈合
。
[0004]因此，有必要设计一种防止锯齿卡顿，减小开颅时颅骨间间隙的开颅手术锯，有效避免不必要的手术风险，提高颅骨愈合质量，缩短颅骨愈合时长
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种超声波颅骨切割装置及切割方法，基于超声波振动原理，通过超声波换能器使与变幅轴连接的切割锯产生高频机械振动，能有效避免切割锯在切割颅骨时发生卡锯，减少不必要的手术风险，同时使颅骨间缝隙更小，提高了颅骨愈合质量，缩短了颅骨愈合时长，且通过检测切割锯进行工作时驱动电机的实时工作电流，能巧妙地判断出切割锯与颅骨的相对位置状态，有效提升了颅骨切割的质量，同时提升了切割效率
。
[0006]本专利技术提供了一种超声波颅骨切割装置，其包括按钮组件
、
驱动组件
、
切割组件和外壳，所述按钮组件位于所述驱动组件的上方，所述按钮组件和驱动组件设置在所述外壳内，所述按钮组件，其包括按钮
、
滑槽座
、
复位弹簧
、
导向柱
、
凸起
、
卡槽和主控制器，所述按钮的第一端穿设在所述滑槽座中且两者之间滑动连接，所述导向柱设置在所述滑槽座内，所述滑槽座固定安装在所述外壳内，所述复位弹簧套装在所述导向柱上，所述复位弹簧的第一端与所述滑槽座连接，所述复位弹簧的第二端穿设在所述按钮的
U
形槽中，所述按钮的第二端为弧面设计，所述凸起设置在所述按钮的侧部，且所述凸起与所述卡槽卡装，所述主控制器设置在所述滑槽座的一侧；所述驱动组件，其包括驱动电机
、
法兰盘
、
行星减速器
、
转轴
、
第一带轮
、
同步带
、
第二带轮
、
变幅轴，角接触轴承
、
超声波换能器
、
环形碳刷
、
弹簧和锁紧螺母，所述驱动电机的输出轴通过法兰盘与所述行星减速器的输入端连接，所述行星减速器的输出端与所述转轴连接，所述第一带轮通过卡键与所述转轴固定连接，所述第一带轮通过同步带与所述第二带轮啮合传动，所述第二带轮套装在所述变幅轴上，所述变幅轴
的中部通过角接触轴承与所述外壳转动连接，所述超声波换能器固定安装在所述变幅轴的第一端，所述超声波换能器底部设有导电滑环，所述环形碳刷通过所述弹簧与导电滑环夹紧连接，所述弹簧的两端分别与所述环形碳刷
、
外壳的内侧表面连接；所述切割组件，其包括切割锯
、
连接法兰和外盖，所述连接法兰设置在所述变幅轴的第二端，所述切割锯通过连接法兰与所述变幅轴连接，所述切割锯模态随所述超声波换能器的周期性变换频率而周期性变换，所述外盖固定安装在所述连接法兰的外侧
。
[0007]可优选的是，所述超声波换能器通过双头螺柱与所述变幅轴连接，双头螺柱与所述锁紧螺母的旋向相反，所述锁紧螺母位于所述超声波换能器和角接触轴承之间，所述锁紧螺母与所述变幅轴通过螺纹连接，对所述角接触轴承的轴向进行定位
。
[0008]可优选的是，所述外壳包括定位柱
、
导向座和限位块，所述定位柱插设在所述导向座中，所述角接触轴承通过限位块定位固定
。
[0009]可优选的是，所述变幅轴靠近切割锯的一端通过深沟球轴承与所述外壳转动连接
。
[0010]可优选的是，所述变幅轴的第二端为矩形结构，对所述连接法兰进行周向定位
。
[0011]可优选的是，所述主控制器通过导线与所述驱动电机连接，所述主控制器内设有位置传感器，能实时监测所述复位弹簧的变形量，将所述复位弹簧的变形量转化为电信号，所述主控制器发送指令控制所述驱动电机，在所述驱动组件中各构件的相互配合下，实现所述切割锯对颅骨的切割
。
[0012]在本专利技术的第二方面中，提供一种利用前述超声波颅骨切割装置的切割方法，包括以下步骤：
[0013]S1、
在对颅骨进行切割时，将所述切割组件的切割锯靠近颅骨切割点，按下所述按钮，随着按钮在所述滑槽座中滑动，所述往复弹簧被压缩，所述主控制器中的位置传感器将所述往复弹簧的变形量转化为电信号，发送指令至驱动电机；
[0014]S2、
所述驱动电机通过行星减速器驱动所述转轴旋转，带动套装在转轴上的所述第一带轮转动，所述第一带轮通过同步带带动所述第二带轮转动，与所述第二带轮固定连接的变幅轴旋转；
[0015]S3、
所述变幅轴的第一端设置的超声波换能器通过环形碳刷与导电滑环的配合，使所述变幅轴第二端设置的切割锯产生高频振动，所述切割锯模态随所述超声波换能器周期性的变换频率而周期性变换，能有效避免切割锯在切割颅骨时发生卡锯；
[0016]S4、
设置一个电流参数并将其标记为锯穿电流，在所述切割锯持续进给和切割下，当实时电流在某个瞬间突然从正常的工作电流区间掉落，则电流掉落拐点被认定为颅骨的击穿点；
[0017]S5、
当出现电流掉落拐点时，即颅骨的击穿点出现时，切断所述驱动电机的电流供应，完全停机后由所述驱动机构带动所述切割锯退回到初始位置；
[0018]S6、
退回到初始位置后，将所述切割锯旋转一个角度至下一个颅骨切割点的对应位置上方，重复上述操作，完成整个颅骨的切割
。
[0019]在一个优选的实施方式中，切割锯的振动频率表达式为：
[0020][0021]式中，
K
R
—
振型系数；
D—
切本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超声波颅骨切割装置，其特征在于，其包括按钮组件
、
驱动组件
、
切割组件和外壳，所述按钮组件位于所述驱动组件的上方，所述按钮组件和驱动组件设置在所述外壳内，所述按钮组件，其包括按钮
、
滑槽座
、
复位弹簧
、
导向柱
、
凸起
、
卡槽和主控制器，所述按钮的第一端穿设在所述滑槽座中且两者之间滑动连接，所述导向柱设置在所述滑槽座内，所述滑槽座固定安装在所述外壳内，所述复位弹簧套装在所述导向柱上，所述复位弹簧的第一端与所述滑槽座连接，所述复位弹簧的第二端穿设在所述按钮的
U
形槽中，所述按钮的第二端为弧面设计，所述凸起设置在所述按钮的侧部，且所述凸起与所述卡槽卡装，所述主控制器设置在所述滑槽座的一侧；所述驱动组件，其包括驱动电机
、
法兰盘
、
行星减速器
、
转轴
、
第一带轮
、
同步带
、
第二带轮
、
变幅轴，角接触轴承
、
超声波换能器
、
环形碳刷
、
弹簧和锁紧螺母，所述驱动电机的输出轴通过法兰盘与所述行星减速器的输入端连接，所述行星减速器的输出端与所述转轴连接，所述第一带轮通过卡键与所述转轴固定连接，所述第一带轮通过同步带与所述第二带轮啮合传动，所述第二带轮套装在所述变幅轴上，所述变幅轴的中部通过角接触轴承与所述外壳转动连接，所述超声波换能器固定安装在所述变幅轴的第一端，所述超声波换能器底部设有导电滑环，所述环形碳刷通过所述弹簧与导电滑环夹紧连接，所述弹簧的两端分别与所述环形碳刷
、
外壳的内侧表面连接；所述切割组件，其包括切割锯
、
连接法兰和外盖，所述连接法兰设置在所述变幅轴的第二端，所述切割锯通过连接法兰与所述变幅轴连接，所述切割锯模态随所述超声波换能器的周期性变换频率而周期性变换，所述外盖固定安装在所述连接法兰的外侧
。2.
根据权利要求1所述的超声波颅骨切割装置，其特征在于，所述超声波换能器通过双头螺柱与所述变幅轴连接，双头螺柱与所述锁紧螺母的旋向相反，所述锁紧螺母位于所述超声波换能器和角接触轴承之间，所述锁紧螺母与所述变幅轴通过螺纹连接，对所述角接触轴承的轴向进行定位
。3.
根据权利要求1所述的超声波颅骨切割装置，其特征在于，所述外壳包括定位柱
、
导向座和限位块，所述定位柱插设在所述导向座中，所述角接触轴承通过限位块定位固定
。4.
根据权利要求1所述的超声波颅骨切割装置，其特征在于，所述变幅轴靠近切割锯的一端通过深沟球轴承与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟正玉，张庆华，翟宝进，戴子骏，
申请(专利权)人：博瑞生物医疗科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：