CN108814809A - 一种可实现纵弯二维超声振动的角膜切割刀 - Google Patents

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黄志鹏
孙道恒
赵扬
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Abstract

一种可实现纵弯二维超声振动的角膜切割刀，涉及角膜超声切割装置。设有换能器、刀柄和弯曲刀片；所述刀柄的输出端面上开有刀片槽，弯曲刀片焊接粘合在刀柄的刀片槽内，使弯曲刀片与刀柄连接，所述弯曲刀片的内外两侧均有刃口。使用时，通过弯曲刀片的弯曲形状，换能器产生的弯曲振动能量可沿弯曲刀片的弯曲形状传播产生纵向振动分量，弯曲刀片的振动轨迹最终由两个振动方向合成。与人工利用角膜环钻进行角膜深板层钻切相比，能够实现对角膜组织的小变形切割，切口平滑，可精确控制钻切深度。

Description

一种可实现纵弯二维超声振动的角膜切割刀
技术领域
本发明涉及角膜超声切割装置，尤其是涉及可代替现有使用的手工环钻方式的一种可实现纵弯二维超声振动的角膜切割刀。
背景技术
目前眼部角膜移植手术中普遍采用的是角膜环钻进行手工环切或采用激光进行环切。角膜环切操作是一项高度精细的显微手术。尤其在板层角膜移植手术中，环切深度约为角膜厚度的2/3，即300～400μm，因此手术对角膜环切深度的精度要求较高。传统人工环切需要经过长时间的训练，切口不平滑且由于角膜组织的粘弹性和超弹性特征使得环切深度无法保证；激光切削虽然精度高，但对眼球存在一定的风险性，如飞秒激光在角膜移植手术中，存在不安全性(易损伤眼内组织)、不稳定性(病变的角膜会影响激光能量)、局限性(需负压吸引而不适用于角膜濒临穿孔的病例)等问题(①段娴艺.南京大学,2015；②刘笑宇.北京航空航天大学，2008；③Botchway S W,Reynolds P,Parker A W,et al.MutationResearch/reviews in Mutation Research,2010,704(1-3):38–44)。
发明内容
本发明的目的在于提供可克服医生利用角膜环钻手工完成角膜钻切的切口不平滑、钻切深度无法精确控制缺陷的一种可实现纵弯二维超声振动的角膜切割刀。
本发明设有换能器、刀柄和弯曲刀片；所述刀柄的输出端面上开有刀片槽，弯曲刀片焊接粘合在刀柄的刀片槽内，使弯曲刀片与刀柄连接，所述弯曲刀片的内外两侧均有刃口。
所述换能器可采用弯曲振动形式的弯振换能器，换能器采用纵向振动形式。
使用时，本发明通过弯曲刀片的弯曲形状，换能器产生的弯曲振动能量可沿弯曲刀片的弯曲形状传播产生纵向振动分量，弯曲刀片的振动轨迹最终由两个振动方向合成；所述刀柄或称为振动工具头。
与人工利用角膜环钻进行角膜深板层钻切相比，本发明能够实现对角膜组织的小变形切割，切口平滑，可精确控制钻切深度。
附图说明
图1为本发明实施例及装配示意图。
图2为人工环钻与超声刀切割角膜的切片显微图像对比图。在图2中，图(a)为人工环状，角膜组织学切片染色图像放大倍数为×40和×100，图(b)为超声刀，角膜组织学切片染色图像放大倍数为×50和×100。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明实施例设有换能器3、刀柄2和弯曲刀片1；所述刀柄2的输出端面上开有刀片槽，弯曲刀片1焊接粘合在刀柄2的刀片槽内，使弯曲刀片1与刀柄2连接，所述弯曲刀片1的内外两侧均有刃口。
所述换能器3采用弯曲振动形式的弯振换能器，换能器3采用纵向振动形式。
本发明是一种利用导波传输超声的弯曲刀片对角膜进行超声切割的二维超声振动的装置，所述换能器是纵向振动形式，所述刀柄的输出端面上开有刀片槽，把弯曲刀片焊接粘合进振动工具头的刀片槽内，使弯曲刀片与刀柄连接起来。所述弯曲刀片内外两侧均有刃口。
在保证连接强度的前提下，除上述提到的焊接法，也可用其他连接方法。如图1所示的刀柄及弯曲刀片的形状尺寸是通过有限元分析而得到的。打开超声电源5，换能器3上产生的弯曲超声振动传输到弯曲刀片1上，引起刀尖的二维振动。调节电源输入激励的参数，能够实现对角膜组织的小变形切割，振动刀尖的进给深度即为切割深度，使得角膜深板层移植术中的钻切深度可精确控制。
以下给出本发明的使用方法：
使用时，将弯曲刀片1尾部固定在刀柄2端面的刀片槽内，把刀柄2与弯曲刀片1进行焊接粘合，保证刀柄2与弯曲刀片1粘合强度。切割角膜时，打开超声电源5，换能器3上产生的弯曲振动直接传递到刀柄2上，由于弯曲刀片1的弯曲形状，引起刀尖的纵向振动分量，从而实现刀尖的二维振动。如图1刀尖轨迹所示，与刀柄2相连接的换能器3产生的弯曲振动通过弯曲刀片1的弯曲形状引起刀尖的二维椭圆振动。如图2所示，与利用传统人工环钻对角膜进行深板层钻切相比，通过调节超声电源的激励参数，能够实现振动刀头对角膜组织的小变形切割，切口平滑，可精确控制钻切深度。在图1中，标记4为电源线。
本发明的重点在于：采用弯曲刀片使刀具生成纵振分量，实现二维超声振动,相对手工环切而言，超声刀对角膜组织的切割变形小，切口平滑，从而可实现对钻切深度的精确控制。

Claims (2)

1.一种可实现纵弯二维超声振动的角膜切割刀，其特征在于设有换能器、刀柄和弯曲刀片；所述刀柄的输出端面上开有刀片槽，弯曲刀片焊接粘合在刀柄的刀片槽内，使弯曲刀片与刀柄连接，所述弯曲刀片的内外两侧均有刃口。
2.如权利要求1所述一种可实现纵弯二维超声振动的角膜切割刀，其特征在于所述换能器采用弯曲振动形式的弯振换能器，换能器采用纵向振动形式。
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