帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置的製作方法
2023-08-01 13:54:01
專利名稱：帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於超聲醫療器械領域，涉及一種超聲外科手術器械，尤其是 帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置。
背景技術：
目前，超聲的應用日益廣泛，不少行業均有涉及，像超聲焊接、超聲乳化、 超聲無損探傷、超聲影像及超聲切割等。在醫學上，超聲也有相當的應用，比 如超聲刀就是其中一種，它利用刀頭的高頻率振動切割組織，並具有較好的止 血功能。
超聲刀在外科手術中的應用日益普及，系統攜帶的激勵源或發生器產生高 頻交流電信號，超聲換能器利用壓電材料或磁致壓縮材料將其轉換成縱向為主 的機械振動，並通過超聲放大器將振動放大後由超聲波導管傳遞到末端作用器 及其功能部件(刀頭)，對組織進行切割。在設計上，需保證這些振動部件固有 頻率相近，工作時才能同頻振動，即共振，以獲得效率最高。在這種縱向超聲 波振動下，超聲刀的整體結構需對稱，工作時刀頭才能保持平衡，利於切割和 止血的功能實現。但是，實際應用中的超聲刀刀頭，出於手術方面的考慮，往 往做成彎曲等各種不對稱結構，使得刀頭在使用中失衡，影響其功能和使用壽 命。
圖1所示為現有超聲刀產品的刀杆部分，包括超聲波導管11和末端作用器
12 (刀頭)兩部分，13為該彎曲刀頭的重心位置，由於刀頭的不對稱結構，例 如Y方向彎曲，刀頭重心13將會偏離縱向軸心，從而導致末端通常會有X、 Y 至少兩個方向的振動偏移，這種偏移量和刀頭重心偏移縱軸成正比。刀頭不平 衡所導致的非軸向振動偏移量，即超聲波振動，不僅降低了超聲刀的效率，同 時還會反射回超聲刀刀杆，容易導致其受損，刀頭也容易因為頻率失衡和非軸向偏移量過大而碎裂，從而可能會影響超聲刀的壽命和使用安全性。
一般來說，較理想的情況是非軸向的偏移量不能大於15% (即非軸向的振幅 和軸向振幅的比值百分數)，最好是在5%以下。很顯然，現有的超聲刀刀頭因採 用彎曲等不對稱結構，非軸向的偏移量一般在15%甚至更高，刀頭在使用中很容 易失衡和損壞，曾經有通過改變刀頭形狀或採用不對稱結構時減重(減小截面) 的方法來達到平衡的目的，但是減重會削弱刀頭的強度，改變刀頭形狀又會影 響其使用的功能，均不是有效的方法。
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，實現超聲 刀刀杆的平衡，提高其使用壽命和安全性。
為達到以上目的，本實用新型的解決方案是
一種帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，其包括傳播超聲能量的超聲波導管,連 接在超聲波導管後的末端作用器(刀頭)，該刀頭含有不對稱結構，其重心在刀 杆的軸線上。
進一步，該不對稱結構含有一彎曲部分，則平衡措施為一反向曲率的彎曲。 該反向曲率的彎曲設置於超聲波導管與刀頭之間，使刀頭的重心靠近軸線，
使非軸向的偏移分量在5%以下。
該不對稱結構含有彎曲部分，則平衡措施為在刀頭末端設一孔。 該孔由刀頭末端的端部向內延伸，使刀頭的重心靠近軸線，使非軸向的偏
移分量在5%以下。
該不對稱結構含有彎曲部分，則平衡措施為一與刀頭彎頭同向的傾斜面。 該傾斜面設置超聲波導管與刀頭之間，使刀頭的重心靠近軸線，使非軸向
的偏移分量在5%以下。
本實用新型是一種帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，具體說是一種用以實現
超聲刀不平衡彎曲刀頭平衡的方法及裝置。在本實用新型中，不平衡結構的超聲刀刀頭末端或刀頭與超聲波導管相連接位置帶有非功能性的平衡裝置，該非 功能性平衡特徵可以為局部去除刀頭材料、局部改變刀頭形狀、局部增加刀頭 材料，用以實現超聲刀刀頭的平衡，而不用加工改變刀頭功能部件的形狀，同 時還能增強刀頭的內部抗壓能力。
由於採用了以上技術方法，本實用新型具有以下優點
本實用新型涉及的超聲刀刀頭裝置，其帶有非功能性平衡特徵，不需要改 變刀頭功能部件的形狀，保證了刀頭在使用時的平衡，增強刀頭的內部抗應變 能力，延長其了使用壽命和安全性。
圖1為現有的超聲刀產品所帶的不平衡刀杆裝置；
圖2為本實用新型實施例尾端帶挖孔平衡特徵的超聲刀刀杆裝置； 圖3為本實用新型實施例中間帶反彎曲平衡特徵的超聲刀刀杆裝置； 圖4為本實用新型實施例中間帶傾斜面平衡特徵的超聲刀刀杆裝置。
具體實施方式
以下結合附圖所示實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖2-圖4所示，本實用新型的超聲刀刀杆裝置包括超聲波導管1和刀頭 (末端作用器)2、刀頭重心位置3，其平衡特徵可通過局部去除刀頭材料、局 部改變刀頭形狀、局部增加刀頭材料等方法來實現，使得彎曲刀頭的重心調整 到刀杆的軸線上。
如圖2所示，本實用新型中，可以在刀頭尾端增加非功能性平衡特徵的方 式實現刀頭的平衡，該非功能性平衡特徵是在超聲刀刀頭的尾部的末端作用器2 上增設一孔4，其用來平衡刀頭由於在Y向彎曲而引起的不平衡。該孔4由末端 作用器2的端部向內鑽入，鑽孔的深度取決於該不平衡量，及刀頭彎曲部分的 質量和曲率，直至接近或達到平衡點為止，該過程可以通過有限元軟體模擬實 現。本實用新型在平衡刀頭的同時，保證了刀頭的功能形狀及強度不受影響。
如圖3所示，本實用新型也可以在超聲波導管1與刀頭2之間設置一小段與刀頭2彎頭反向的彎曲部分5。該非功能性的彎曲部分的曲率和長度與刀頭的 曲率和長度密切相關，具體計算可通過有限元軟體上模擬實現。
如圖4所示，本實用新型還可以在超聲波導管1與刀頭2之間設置一小段 與刀頭2彎頭同向的傾斜部分6。該非功能性的傾斜部分的角度和長度與刀頭的 曲率和長度密切相關，具體計算可通過有限元軟體上模擬實現。
以上實施例只是為了說明問題，但並不限於此，根據理解的不同還可以有 很多的延伸措施和方法，比如，在某些情況下，可以在刀頭和超聲波導管連接 處採用多出一塊材料的方法來實現刀頭的平衡，或者以上幾種的組合，在此就 不一一羅列。
若以上措施應用得當，基本可以控制非軸向的振動偏移量在5%以下。該非 功能性平衡特徵可以在製造刀杆時就同時加工，這需要在設計時就兼顧器械平 衡的情況。
上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和使用 本實用新型。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修 改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。 因此，本實用新型不限於上述實施例，本領域技術人員根據本實用新型的揭示， 對於本實用新型做出的改進和修改都應該在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1、一種帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，其包括傳播超聲能量的超聲波導管，連接在超聲波導管後的刀頭，其特徵在於該刀頭含有不對稱結構，其重心在刀杆的軸線上。
2、 根據權利要求1所述的帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，其特徵在於該 不對稱結構含有彎曲部分，則平衡措施為一曲率相反的彎曲。
3、 根據權利要求2所述的帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，其特徵在於該 曲率相反的彎曲設置於超聲波導管與刀頭之間，使刀頭的重心靠近軸線，使非軸 向的偏移分量在5%以下。
4、 根據權利要求1所述的帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，其特徵在於:該 不對稱結構含有彎曲部分，則平衡措施為在刀頭末端設一孔。
5、 根據權利要求4所述的帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，其特徵在於該 孔由刀頭末端的端部向內延伸，使刀頭的重心靠近軸線，使非軸向的偏移分量在 5%以下。
6、 根據權利要求1所述的帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，其特徵在於該 不對稱結構含有彎曲部分，則平衡措施為一與刀頭彎頭同向的傾斜面。
7、 根據權利要求6所述的帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，其特徵在於該 傾斜面設置超聲波導管與刀頭之間，使刀頭的重心靠近軸線，使非軸向的偏移分 量在5%以下。
專利摘要本實用新型涉及一種帶平衡特徵的超聲刀刀頭裝置，其包括傳播超聲能量的超聲波導管，連接在超聲波導管後的末端作用器(刀頭)，該刀頭含有不對稱結構，該不對稱結構包括局部減少刀頭材料、局部改變刀頭形狀、局部增加刀頭材料等，使含有彎曲等不對稱結構的刀頭重心在刀杆的軸線上，增加刀頭在使用時的平衡性，提高其安全性及使用壽命。
文檔編號A61B17/32GK201260686SQ200820150979
公開日2009年6月24日 申請日期2008年7月18日 優先權日2008年7月18日
發明者尼克·索洛肯, 磊 張, 方雲才, 李文華, 炬 汪, 王新建, 陳啟章, 高旭宏 申請人:華外醫療器械(上海)有限公司