CN111557784B - 超声振子、超声乳化手柄以及超声乳化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超声振子、超声乳化手柄、超声乳化系统；超声乳化系统包括超声乳化手柄和高频信号发生器；超声乳化手柄包括壳体和设置于壳体中的超声振子，高频信号发生器与超声振子连接；超声振子包括变幅杆、扭振压电组件、纵振压电组件、后配重和连接件；连接件的至少部分与后配重连接并穿过纵振压电组件与变幅杆连接；纵振压电组件安装在变幅杆和后配重之间以受激励后产生形变，使超声振子产生纵振；扭振压电组件安装在变幅杆上并用于受激励后产生形变，使超声振子产生扭振；高频信号发生器被配置为向扭振压电组件输出第一驱动信号，并向纵振压电组件输出第二驱动信号。本发明的优点是，提高振动控制的准确度和精度，更好地满足实际使用需求。

Description

超声振子、超声乳化手柄以及超声乳化系统
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种超声振子、超声乳化手柄以及超声乳化系统。
背景技术
人类眼睛通过角膜的澄清部分传送光线，由晶状体将图像聚焦于视网膜上来产生视觉。视觉的质量依赖许多因素，包括眼睛的大小以及角膜和晶状体的透明度。当由于年龄和疾病的原因导致晶状体透明度降低，患者就会因为外部传入眼睛视网膜上的光线变少而变得实现模糊不清，甚至失明。这种疾病便是白内障。白内障可以接受的治疗是通过超声乳化手柄，乳化与吸出患者病变的晶状体，然后置换一个人工晶状体。
现有的超声乳化手柄根据振动模式大致分为两种：一种是单独的纵振模式，例如US3589363A、US4223676A、US4493694A、US4515583A、CN207323614U所示的超声乳化设备；另一种是纵振和扭振模式，例如US6602193B2、CN102105121A、US7572242B2、US7645256B2、US8172786B2和US8814894B2所示的超声乳化设备。在单独的纵振模式中，超声乳化手柄的振动模式仅仅为纵振，此时，超声乳化手柄的乳化物吸出效率较低，因此，抽吸液体无法给乳化针头充分的冷却降温，故而这种模式的超声乳化手柄多用于超声乳化仪的早期产品中。在纵振与扭振模式中，超声乳化手柄的振动模式包括纵振和扭振，通过扭振可以减少乳化针头上的热量累积，因此，可以给乳化针头充分的冷却降温，散热效果好。
但是，现有技术中，超声乳化手柄实现振动的技术方案存在种种问题，如只能实现纵振，导致乳化针头的散热效果欠佳，存在容易损伤眼睛组织的问题，又例如虽能实现扭振，但结构复杂，或者加工难度大，加工成本高，而且还会增加手术的风险。
发明内容
为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，本发明的目的在于提供一种超声振子、超声乳化手柄以及超声乳化系统，超声振子既可单独提供纵振，又可单独提供扭振，还可同时提供纵振和扭振，由此提高振动控制的准确度和精度，并提升超声振子使用的灵活性，同时还能简化超声振子的结构，降低制作成本。
为实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供一种超声振子，包括变幅杆、扭振压电组件、纵振压电组件、后配重以及连接件；所述连接件的至少一部分与所述后配重连接并穿过所述纵振压电组件与所述变幅杆连接；其中，
所述纵振压电组件安装在所述变幅杆和所述后配重之间，并被配置为受到激励后产生形变以使所述超声振子产生纵振；
所述扭振压电组件安装在所述变幅杆上，并被配置为受到激励后产生形变以使所述超声振子产生扭振。
根据本发明的第二个方面，提供一种超声乳化手柄，包括壳体以及所述的超声振子，所述超声振子设置在所述壳体中。
根据本发明的第三个方面，提供一种超声乳化系统，包括所述的超声乳化手柄和高频信号发生器，其中，所述超声振子与所述高频信号发生器连接；所述高频信号发生器被配置为向所述扭振压电组件输出第一驱动信号，并向所述纵振压电组件输出第二驱动信号。
可选地，所述扭振压电组件被配置为受到激励后产生形变以使所述超声振子产生纵振。
可选地，所述扭振压电组件的数量至少为一个，每个所述扭振压电组件包括多个扭振压电元件，每个所述扭振压电组件被配置为周向置于所述变幅杆的外侧，并在接受第一驱动信号后受激励产生周向形变。
可选地，所述扭振压电元件的形变为长度形变型。
可选地，所述扭振压电元件的数量为偶数，所述扭振压电元件以两两轴对称的方式分布在所述变幅杆的外侧，每个所述扭振压电元件的长度方向与所述变幅杆的轴线成角度布置，且任意相邻两个所述扭振压电元件的极化方向相反。
可选地，轴对称的两个所述扭振压电元件之间的对称轴与所述变幅杆的轴线平行。
可选地，所述扭振压电元件以相互平行的方式分布在所述变幅杆的外侧，每个所述扭振压电元件的长度方向与所述变幅杆的轴线成角度布置，且所有扭振压电元件的极化方向相同。
可选地，所述扭振压电元件周向均匀布置在所述变幅杆的外侧。
可选地，每个所述扭振压电元件与所述变幅杆的轴线平行。
可选地，每个所述扭振压电元件的长度方向与所述变幅杆的轴线之间的夹角为30°~45°。
可选地，所述扭振压电组件的数量为多个，所述多个扭振压电组件沿所述变幅杆的轴向布置。
可选地，所述变幅杆包括多面体部，所述多面体部包括多个侧面，多个所述侧面之间通过侧棱连接，所述扭振压电组件设置于所述侧面上。
可选地，所述扭振压电组件的数量为至少一个，每个所述扭振压电组件包括多个扭振压电元件；其中，所述扭振压电元件为长度形变型，所述多面体部为棱柱形状或棱台形状，每个所述扭振压电元件的长度方向与所述变幅杆的轴线成角度布置。
可选地，每个所述扭振压电元件的长度方向与对应的侧棱形成夹角，且所述侧棱与变幅杆的轴线平行。
可选地，所述多面体部为棱柱，所述扭振压电元件的数量为偶数，所述棱柱的侧面的数量等于所述扭振压电元件的数量，并在所述棱柱的每个侧面上布置一个扭振压电元件，相邻两个扭振压电元件关于两者之间的侧棱对称，且任意相邻两个所述扭振压电元件的极化方向相反；或者，
所述多面体部为棱柱，所述扭振压电元件的数量为偶数，所述棱柱的侧面的数量小于所述扭振压电元件的数量，并在所述棱柱的至少一个侧面上布置多个扭振压电元件，相邻两个扭振压电元件关于两者之间的侧棱或与侧棱平行的对称线对称，且任意相邻两个所述扭振压电元件的极化方向相反。
可选地，所有所述扭振压电元件相互平行，且所有所述扭振压电元件的极化方向相同。
可选地，所述扭振压电组件的数量为多个，所述变幅杆包括多个所述多面体部，多个所述多面体部沿所述变幅杆的轴向设置，并在每个所述多面体部上设置一个所述扭振压电组件。
可选地，多个所述扭振压电组件被配置为受到激励后产生形变以使所述超声振子仅产生扭振，或者，多个所述扭振压电元件中的一些被配置为受到激励后产生形变以使所述超声振子仅产生扭振，另一些被配置为受到激励后产生形变以使所述超声振子既产生扭振又产生纵振。
可选地，所述变幅杆至少包括轴向分布的头部和主体部，所述主体部的外径大于所述头部的外径，且所述主体部包括所述多面体部。
可选地，所述纵振压电组件包括多个纵振压电元件和多个电极片；所述电极片设置在相邻的纵振压电元件之间，用于接受第二驱动信号，使所述纵振压电元件受激励后产生轴向形变。
可选地，所述纵振压电元件的形变为厚度形变型，位于所述电极片两侧的所述纵振压电元件的极化方向相反；所述连接件沿所述纵振压电元件的厚度方向穿过所述纵振压电组件与所述变幅杆连接。
可选地，当所述超声乳化手柄同时工作于扭振模式和纵振模式时，所述第一驱动信号与第二驱动信号的频率相同，且所述第一驱动信号和所述第二驱动信号间存在π/2个相位差。
可选地，所述高频信号发生器还被配置为交替地向所述扭振压电组件以及所述纵振压电组件输出对应的驱动信号。
与现有技术相比，本发明的超声振子、超声乳化手柄以及超声乳化系统具有如下优点：
所述超声振子的纵振和扭振分别通过扭振压电组件和纵振压电组件通过逆压电效应受激励后产生形变获得，这样设置，一方面在进行眼部手术时，通过扭振可有效地减少乳化后组织在超声乳化手柄中的累积，减轻热量对眼睛组织的伤害，另一方面避免了由同一组压电组件受激励产生形变以使超声振子同时获得扭振和纵振时两种振动相互干扰的问题，可以更精确控制每种振动的振动强度，提高振动控制的准确度和精度，以便更好地满足实际使用需求。
所述超声振子在高频信号发生器的控制下既可以单独输出纵振，又可以单独输出扭振，还可以同时输出纵振和扭振，并且还可以实时调节扭振和纵振的能量比例，因此，使用更灵活和方便，便于操作者根据实际需要调节振动模式，提高手术效率和手术的安全性。而且无需为超声振子设计复杂的结构，也无需配置复杂的控制系统，而且也无需在变幅杆或超声乳化针头上开设细小的连续螺纹槽，因此，结构更简单，制作成本更低。
附图说明
图1是本发明优选实施例提供的超声振子的立体结构示意图；
图2为本发明优选实施例提供的变幅杆的立体结构示意图；
图3为本发明优选实施例提供的变幅杆的轴向剖视图，其中未标注剖面线；
图4为本发明优选实施例提供的向纵振压电组件施加电压信号的示意图；
图5a和图5b分别为本发明优选实施例提供的扭振压电组件的平面展开图，其中扭振压电元件两两轴对称；
图5c和图5d分别为本发明优选实施例提供的扭振压电组件的平面展开图，其中扭振压电元件相互平行；
图6a为本发明优选实施例提供的向扭振压电元件施加电压信号的示意图，其中，扭振压电元件两两轴对称，且相邻扭振压电元件的极化方向相反；
图6b为本发明优选实施例提供的向扭振压电元件施加电压信号的示意图，其中，扭振压电元件相互平行，且所有扭振压电元件的极化方向相同；
图7为本发明优选实施例提供的超声乳化针头在一个周期内的运动示意图；
图8为本发明优选实施例提供的向超声振子分时施加能量的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。在以下说明中，为了便于描述，使用了“远端”和“近端”、“轴向”以及“周向”；“远端”通常是指远离医生而靠近患者眼部的一端；“近端”是指该医疗设备在正常操作过程中靠近医生的一端；“轴向”和“纵向”参照的是沿着手柄的纵向轴线方向；“周向”参照的是围绕手柄的纵向轴线方向。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是至少两个。另外，在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
如背景技术，发明人发现，超声乳化手柄实现振动的技术方案存在种种问题。例如，现有通过压电换能器激发出纵振的同时，使用直流无刷电机实现微角度的扭转运动，该结构十分复杂，需要同时控制两套电机系统，还需要同时对直流无刷电机以及压电换能器进行密封，成本极高。又例如设计弯曲的超声乳化针头，并通过压电换能器激发出的纵振来实现针头的扭转运动。这种方案的原理是使超声乳化针头与整个手柄不同轴，通过超声乳化手柄的纵振激发针头处的扭转运动，但是针头的直径很小（通常1.8mm），加工难度非常大。又或者是，在超声乳化针头上设置微细的连续螺纹槽，由于超声乳化针头直径较小（通常直径小于2.5mm），为了能够在超声乳化针头上增加用于刻蚀槽的空间，针头直径势必需要增大，然后在加厚的针头上刻蚀螺旋线，因此，增加了针头的尺寸，将会增加超声乳化手术所需的切口直径，增加了手术的风险，而且加工难度较大。另外，还会在压电换能器的变幅杆上开设连续螺纹槽，但是变幅杆的材料通常为钛合金，而在钛合金上雕刻细小连续螺纹槽的加工难度大，加工精度不易保证。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种新的超声振子，包括变幅杆、扭振压电组件、纵振压电组件、后配重以及连接件。所述连接件的至少一部分与所述后配重连接并穿过所述纵振压电组件与所述变幅杆连接。其中，所述纵振压电组件安装于所述变幅杆和所述后配重之间，用于受激励后产生形变以使超声振子产生纵振。所述扭振压电组件安装在所述变幅杆上，用于受激励后产生形变以使超声振子产生扭振，优选，所述扭振压电组件用于受激励后产生形变以使超声振子在产生扭振的同时还产生纵振。
本发明的超声振子的优点是，其纵振和扭振分别通过纵振压电组件和扭振压电组件通过逆压电效应受激励产生形变获得，避免了由同一组压电元件受激励产生形变以使超声振子同时获得扭振和纵振时两种振动相互干扰的问题。因此，通过不同压电组件分别受激励产生形变以使超声振子获得扭振和纵振，可以更精准地控制每种振动的强度，从而提高振动控制的准确度和精度，以更好地满足实际使用需求。不仅于此，本发明的超声振子既可以单独输出纵振，又可以单独输出扭振，还可以同时输出纵振和扭振，并且还可以实时调节扭振和纵振的能量比例，使用更灵活和方便，便于使用者根据实际需要调节振动模式，提高手术效率和手术的安全性。特别的，无需为超声振子设计复杂的结构，也无需配置复杂的控制系统，而且也无需在变幅杆或超声乳化针头上开设细小的连续螺纹槽，因此，结构更简单，制作成本更低。
进一步，本发明还提供一种超声乳化手柄，包括壳体以及超声振子，所述超声振子设置在所述壳体中。进一步，本发明还提供一种超声乳化系统，包括超声乳化手柄和高频信号发生器，所述超声振子与所述高频信号发生器连接。在实际使用时，所述高频信号发生器被配置为向所述扭振压电组件输出第一驱动信号（例如第一电压信号），使扭振压电组件在受到第一驱动信号后受激励产生形变，并且第一驱动信号的频率与超声振子的固有频率相近（包括相同），以使超声振子产生扭振或产生扭振和纵振，所述高频信号发生器还被配置为向所述纵振压电组件输出第二驱动信号（例如第二电压信号），使纵振压电组件在受到第二驱动信号后受激励产生形变，并且第二驱动信号的频率与超声振子的固有频率相近（包括相同），以使超声振子产生纵振。应知晓，本发明的超声振子不限于在超声乳化手柄中应用，其他有类似需求的设备上也可使用。
以下结合附图和优选实施例对本发明提出的超声振子、超声乳化手柄以及超声乳化系统做更详细的说明。
图1是本发明优选实施例提供的超声振子的立体结构示意图。如图1所示，本实施例提供一种超声振子10，包括变幅杆1、扭振压电组件2、纵振压电组件3、后配重4和连接件5。所述连接件5的至少一部分与所述后配重4连接并穿过纵振压电组件3后与所述变幅杆1连接。这里，连接件5的作用是连接变幅杆1和后配重4，并使后配重4将纵振压电组件3紧紧地夹持于后配重4和变幅杆1之间。如此，超声振子10的各部件之间连接紧密，避免超声振子10通电负载后出现移位，并实现振动的无障板单向辐射。所述后配重4不仅可用于为纵振压电组件3提供预紧力，并且还可用于调节整个超声振子10的固有频率，使振动集中在变幅杆1的远端，振动效果更好。
本实施例中，所述纵振压电组件3的数量至少为一个，每个所述纵振压电组件3包括多个纵振压电元件31和多个电极片32，所述电极片32设置在相邻的纵振压电元件31之间，用于接受第二驱动信号（例如交变电压），使纵振压电元件31受激励后产生轴向形变。具体的，每个纵振压电组件3被配置为轴向设置于所述变幅杆1和所述后配重4之间，并接受第二驱动信号后受激励产生轴向形变，以使超声振子10产生纵振。优选，纵振压电元件31的受力变形为厚度变形型，所述连接件5的一端与所述后配重4连接，另一端沿纵振压电元件31的厚度方向穿过纵振压电组件3后与所述变幅杆1连接。
本实施例中，所述扭振压电组件2的数量至少为一个，每个所述扭振压电组件2包括多个扭振压电元件2’，每个所述扭振压电组件2被配置为周向置于所述变幅杆1的外侧，并在接受第一驱动信号（例如交变电压）后受激励产生周向形变。进一步，所述扭振压电组件2在接受第一驱动信号后受激励还产生轴向形变。具体的，至少一个所述扭振压电组件2安装在变幅杆1上，并被配置为受到第一驱动信号（例如交变电压）后受激励产生形变，以使超声振子10产生扭振，或者受激励产生形变，以使超声振子10同时产生扭振和纵振。实际使用时，所述纵振压电组件3和所述扭振压电组件2均通过电缆线与高频信号发生器电连接。所述纵振压电组件3和扭振压电组件2均响应于高频信号发生器产生的驱动信号而产生相应的振动。所述高频信号发生器能够调整驱动信号的参数，例如电压信号的频率和电压，使得驱动信号的参数，例如输出频率和输出电压，符合对应的压电组件所需的频率和电压。所述高频信号发生器可以包括两个驱动信号源，其中一个驱动信号源产生用于激励扭振压电组件2的第一驱动信号，另外一个驱动信号源产生用于激励纵振压电组件3的第二驱动信号。例如，所述高频信号发生器通过将市电转化为高频低压交流电信号（例如电压有效值为10~24V，频率为20~40KHz），以向所述超声振子10提供电能。进一步，各个压电组件均能够将电能转化为机械能，产生对应的振动，并通过所述变幅杆1将振动放大并耦合，之后再传递至目标物体。目标物体例如可以是人眼的晶状体。
本实施例中，实现超声振子10扭振的方式是由变幅杆1上的至少一个扭振压电组件2被施加第一驱动信号后受激励产生形变，使超声振子10产生扭振。这样的激励方式利用了压电元件的d31逆压电效应（即扭振压电元件2’的受力变形为长度变形型，长度是压电元件的长边方向，也是压电元件的形变方向），即可快速、方便地提供扭振，无需制作复杂的结构，也无需配置复杂的控制系统，而且也无需在变幅杆1或超声乳化针头上开设细小的连续螺纹槽。而实现超声振子10纵振的方式是利用了压电元件的d33逆压电效应。因此，简化了超声振子的结构，降低了制作成本。特别地，纵振和扭振通过不同的压电元件来实现，这样做，避免了两个振动之间的相互影响，便于更精确地控制每种振动的振幅，提高振动控制的准确度和精度。而且这样的超声振子10能单独提供扭振，或单独提供纵振，或同时提供扭振和纵振，使用更为灵活和方便，较大降低了使用成本，也简化了手术操作。
进一步参阅图2和图3，所述变幅杆1为阶梯型的轴状结构，具有轴向贯通的内孔134以形成灌注通道，所述灌注通道可用于输送灌注眼部的生理盐水。本实施例中，所述变幅杆1至少包括轴向分布的头部11和主体部13。所述主体部13用于接受压电元件产生的纵振和/或扭振，并传递至所述头部11，在头部11将振动放大以作用于目标物体。进一步，所述头部11具有第一外径d1，所述主体部13具有第二外径d2。d1小于d2，且d1与d2的比值即可以确定变幅杆1的振动幅值放大的比例。本发明对该比值的具体数值不作限定，具体可参考现有技术中的变幅杆1的振动幅值放大的比例。此外，所述主体部13则用于与连接件5连接，例如主体部13设置有连接孔133，所述连接件5与连接孔133螺纹连接。本发明对连接件5与主体部13的连接方式不做限定，其他可实现两者可拆卸的连接方式均可使用。
返回参阅图1，并结合图2，在所述主体部13上安装有至少一个所述扭振压电组件2。以一个为例，一个扭振压电组件2包括多个扭振压电元件2’，所述扭振压电元件2’的数量可以是二个、三个、四个、五个、六个或六个以上。较佳的，所述扭振压电元件2’的数量为偶数个。扭振压电元件2’的数量越少，则扭矩输出值也越小，反之，扭振压电元件2’的数量越多，扭矩输出值也越大，因此，每个扭振压电组件2中的扭振压电元件2’的数量根据实际需要输出的扭矩的大小来设定，本发明没有特别的要求。
以下描述中，虽以每个扭振压电组件2中包括六个扭振压电元件2’，驱动信号为交流电压信号为示例，对本发明的超声振子10做进一步的说明，但不应以此作为对本发明的限定。
在一个实施例中，一个扭振压电组件2被配置为受到交变电压后受激励产生周向形变，以使超声振子10仅产生扭振。具体地，六个扭振压电元件2’以两两轴对称的方式分布在变幅杆1上，优选分布在主体部13上，每个所述扭振压电元件2’的长度方向与变幅杆1的轴线成角度（不包括0°和180°）布置，且任意相邻两个所述扭振压电元件2’的极化方向相反。优选，每个所述扭振压电元件2’还与所述变幅杆1的轴线平行。优选，六个所述扭振压电元件2’周向均匀布置在所述变幅杆1的外侧。这里，外侧指的是远离变幅杆1的轴线的一侧。
具体地，如图5a和图5b所示，为了便于解释理解，以周向均匀布置在所述变幅杆1上，且与所述变幅杆1的轴线平行的扭振压电元件2’为例。将周向布置的六个扭振压电元件2’展开在一个平面上，且为了说明，展开后，从上到下依次将六个扭振压电元件2’分别定义为第一扭振压电元件A2’、第二扭振压电元件B2’、第三扭振压电元件C2’、第四扭振压电元件D2’、第五扭振压电元件E2’和第六扭振压电元件F2’。由于扭振压电元件2’成两两轴对称分布，所以，在展开的平面上，第一扭振压电元件A2’和第二扭振压电元件B2’关于第一对称线sy1对称，第二扭振压电元件B2’和第三扭振压电元件C2’关于第二对称线sy2对称，第三扭振压电元件C2’和第四扭振压电元件D2’关于第三对称线sy3对称，第四扭振压电元件D2’和第五扭振压电元件E2’关于第四对称线sy4对称，第五扭振压电元件E2’和第六扭振压电元F2’关于第五对称线sy5对称，且如果合拢，第一扭振压电元件A2’和第六扭振压电元件F2’关于第六对称线sy6对称。所述第一扭振压电元件A2’与变幅杆1的轴线之间的夹角α的取值区间为（0°，90°），优选为[30°,45°]。优选，第一对称线sy1、第二对称线sy2、第三对称线sy3、第四对称线sy4、第五对称线sy5及第六对称线sy6均与变幅杆1的轴线平行。每个扭振压电元件2’以接近对应的对称线为宜，以避免不必要的力矩。另再参阅图6a，每个扭振压电元件2’的极化方向为图中箭头方向，即每个扭振压电元件2’的极化方向均沿厚度方向（即变幅杆的横向），且任意相邻两个扭振压电元件2’之间的极化方向相反。
继续参阅图5a和图6a，上述对称线（即对称轴）与所述变幅杆1的轴线平行，且扭振压电元件2’与对应的对称线之间有夹角α。例如当电压信号U0sin(ωt+φ)（U0为振幅，ω为角频率，φ为相位角，t为时间）施加在各个扭振压电元件2’的上表面（即远离主体部13的表面）和下表面后，因为相邻的扭振压电元件2’的极化方向相反，故而相邻的扭振压电元件2’的变形方向相反。假设第一扭振压电元件A2’和第三扭振压电元件C2’形变受力收缩，则与之相邻的第二扭振压电元件B2’形变伸长。此时，第一扭振压电元件A2’沿长边方向产生指向第一扭振压电元件A2’的作用力L1和L1’（ L1’图中未示出）；第二扭振压电元件B2’沿其长边方向产生指向第二扭振压电元件B2’两侧的作用力L2和L2’；第三扭振压电元件C2’沿长边方向产生指向第三扭振压电元件C2’的作用力L3（图中未示出）和L3’。L1在第一对称线sy1方向上的分量为L1x，L1在垂直于第一对称线sy1方向上的分量为L1y；L2在第一对称线sy1方向上的分量为L2x，L2在垂直于第一对称线sy1方向上的分量为L2y；L2’在第二对称线sy2方向上的分量为L2x’，L2’在垂直于第二对称线sy2方向上的分量为L2y’；L3’在第二对称线sy2方向上的分量为L3x’，L3’在垂直于第二对称线sy2方向上的分量为L3y’。在对称线方向上的分力L1x和L2x、L2x’和L3x’可以相互抵消，而同侧的周向分力方向一致。例如，图5a中，第一扭振压电元件A2’左侧的周向分力L1y，第二扭振压电元件B2’左侧的周向分力L2y向上；而第二扭振压电元件B2’右侧的周向分力L2y’，第三扭振压电元件C2’右侧的周向分力L3y’向下。其他的扭振压电元件2’的情况亦是如此。随着交流电压U0sin(ωt+φ)的电压方向的变化，扭振压电元件2’的两侧的周向分力方向也发生变化，如此可以产生扭振，即可利用扭振压电元件2’的d31逆压电效应， 使超声振子10仅产生扭振。
在另外一个实施例中，一个扭振压电组件2被配置为受到交变电压后受激励同时产生周向和轴向形变，以使超声振子10既产生扭振，又产生纵振。具体地，六个扭振压电元件2’以相互平行的方式分布在变幅杆1的外侧，优选分布在主体部13的外侧，每个所述扭振压电元件2’的长度方向变幅杆1的轴线成角度（不包括0°和180°）布置，且所有扭振压电元件2’的极化方向相同。优选，每个扭振压电元件2’还与所述变幅杆1的轴线平行。优选，此时，六个所述扭振压电元件2’周向均匀布置在所述变幅杆1的外侧。可替代地，在扭振压电元件2’相互平行的方式中，扭振压电元件2’的数量可以是偶数个或奇数个。
更具体地，如图5c和图5d所示，为了便于解释理解，以周向均匀布置在所述变幅杆1上，且与所述变幅杆1的轴线平行的扭振压电元件2’为例。将周向布置的六个扭振压电元件2’展开在一个平面上。由于所有扭振压电元件2’相互平行放置，所以，在展开的平面上，第一扭振压电元件A2’、第二扭振压电元件B2’、第三扭振压电元件C2’、第四扭振压电元件D2’、第五扭振压电元件E2’和第六扭振压电元件F2’相互平行。每个扭振压电元件2’的长边与变幅杆1的轴线之间的夹角β的取值区间为（0°，90°），优选为[30°,45°]。另再参阅图6b，每个扭振压电元件2’的极化方向如图中箭头所示，即每个扭振压电元件2’均按照扭振压电元件2’的厚度（亦即变幅杆的横向）方向极化，且所有扭振压电元件2’的极化方向相同。
继续参阅图5c和图6b，所述扭振压电元件2’与所述变幅杆1的轴线之间有夹角β。例如当电压信号U0sin（ωt+φ）施加在扭振压电元件2’的上表面（即远离主体部13的表面）和下表面后，因为所有扭振压电元件2’的极化方向相同，故而每个扭振压电元件2’的变形方向相同。假设第一扭振压电元件A2’形变伸长，则第二扭振压电元件B2’和第三扭振压电元件C2’也形变伸长。此时，第一扭振压电元件A2’沿长边方向产生指向第一扭振压电元件A2’两侧的作用力L1和L1’；第二扭振压电元件B2’同样在沿长边方向产生指向第二扭振压电元件B2’两侧的作用力L2和L2’。L1在变幅杆1的轴线方向的分量为L1x，在垂直于变幅杆1的轴线方向的分量为L1y；L2在变幅杆1的轴线方向的分量为L2x，在垂直于变幅杆1的轴线方向的分量为L2y。所述L1x和L2x方向相同相互叠加，L1y和L2y方向相同相互叠加。L1’与L2’在变幅杆1的轴线方向的分量也是相互叠加，在垂直于变幅杆1的轴线方向的分量亦是相互叠加。其他的扭振压电元件2’的情况亦是如此。因此，随着交流电压U0sin(ωt+φ)的电压方向的变化，扭振压电元件2’的两侧的轴向、周向分力方向也发生变化，如此扭振压电元件2’产生的轴向分力可以用于产生纵振而不是相互抵消，而周向分力可以用于产生扭振，即可利用扭振压电元件2’的d31逆压电效应，使超声振子10既产生扭振又产生纵振。
本实施例中，扭振压电元件2’优选为压电陶瓷，压电陶瓷的材料不加限定。压电陶瓷优选为锆钛酸铅系压电陶瓷，更优选为PZT-8型。此外，扭振压电元件2’不限于压电陶瓷，还可以是压电单晶、压电聚合物、压电复合物等。且压电陶瓷的表面通常镀银以增强导电性。优选，所述压电陶瓷为长方形。压电陶瓷的上表面和下表面之间的尺寸即为压电陶瓷的厚度。因此，可以在压电陶瓷的上表面或下表面直接施加电压信号，并将另一表面接地GND即可。进一步，扭振压电元件2’的长边方向为压电陶瓷的长度方向，扭振压电元件2’的短边方向为压电陶瓷的宽度方向。还应理解，在图5a和图5b的实施方式中，扭振压电元件2’可朝变幅杆的近端或远端倾斜，倾斜方向不作限定。在图5c和图5d的实施方式中，扭振压电元件2’也可朝变幅杆的近端或远端倾斜。
因此，无论何种分布方式，向扭振压电元件2’施加驱动信号，例如交流电压信号具体的余弦U0cos(ωt+φ)或正弦U0sin(ωt+φ)信号后，各个扭振压电元件2’中都会产生沿其长度方向的形变。通过对各个扭振压电元件2’的配置产生周向形变和轴向形变，以及所施加的电压信号的频率配置与超声振子10的扭振的固有频率一致，就实现在整个超声振子10上激发扭振和纵振。如前所述，每个扭振压电元件2’优选与变幅杆1的轴线平行，确保超声振子的机电转化效率最高，减少能量损失。
进一步的，为了方便安装和粘贴压电陶瓷，所述变幅杆1优选包括多面体部，所述多面体部呈多面体形状。所述多面体部包括多个侧面，多个所述侧面之间通过侧棱连接，所述压电陶瓷（即扭振压电元件2’）置于所述侧面上。更优选，所述多面体部为棱柱形状或者棱台形状。如图2所示，所述多面体部为棱柱131。所述棱柱包括多个侧面，如三个、四个、五个、六个或六个以上，且扭振压电组件2设置于棱柱131的侧面上。其中，可在棱柱131的一个侧面上布置一个或多个扭振压电元件2’，每个扭振压电元件2’的长度方向与对应的侧棱形成夹角（不包括0°和180°），且所述棱柱131的侧棱与变幅杆1的轴线平行。进一步的，所述棱柱131的侧面的数量小于或等于扭振压电元件2’的数量。
在一些实施例中，所述扭振压电元件2’的数量为偶数个，所述棱柱131的侧面的数量小于扭振压电元件2’的数量，以使得至少一个侧面上可布置多个扭振压电元件2’，且相邻两个扭振压电元件2’关于两者之间的侧棱或与侧棱平行的对称线对称，且任意相邻两个所述扭振压电元件2’的极化方向相反。或者，所述扭振压电元件2’的数量为偶数个，所述棱柱131的侧面的数量等于扭振压电元件2’的数量，以使得每个侧面上仅布置一个扭振压电元件2’，且相邻两个扭振压电元件2’关于两者之间的侧棱对称，且任意相邻两个所述扭振压电元件2’的极化方向相反。
在其他实施例中，所述棱柱131的侧面的数量小于、等于或大于扭振压电元件2’的数量均可，且所有扭振压电元件2’以相互平行的方式设置在棱柱131的侧面上。本发明实施例中，优选棱柱的侧面的数量与扭振压电元件2’的数量相同，以便扭振压电元件2’沿周向均匀布置。因此，棱柱131可以是三棱柱、四棱柱、六棱柱、八棱柱等中心对称结构。
优选，所述棱柱131的侧面与所述变幅杆1的轴线相平行，以实现所述扭振压电元件2’与变幅杆1的轴线相平行。进一步，在棱柱131上设置的扭振压电元件2’，每个扭振压电元件2’与棱柱131对应的侧棱形成夹角且夹角均相等。如此，每两个扭振压电元件2’关于两者之间的侧棱或与侧棱平行的对称线对称。例如图1和图2所示，所述棱柱131为六棱柱，并在六棱柱的每个侧面上布置一个扭振压电元件2’。相应的，六个扭振压电元件2’以侧棱为轴线两两轴对称分布在棱柱131上，任意相邻两个扭振压电元件2’的极化方向相反。或者，六个扭振压电元件2’两两平行布置地布置在棱柱131上，所有扭振压电元件2’的极化方向相同。
此外，在棱柱131的同一个侧面上还可以设置多个扭振压电元件2’，且棱柱131上的所有扭振压电元件2’关于对应的侧棱或与侧棱平行的对称线对称，且每个扭振压电元件2’与对应的侧棱或与侧棱平行的对称线形成夹角，任意相邻两个扭振压电元件2’的极化方向相反。在另外一些实施例中，在棱柱131的同一个侧面上还可以设置多个扭振压电元件2’，且棱柱131上的所有扭振压电元件2’相互平行，且每个扭振压电元件2’与对应的侧棱或与侧棱平行的对称线形成夹角，扭振压电元件2’的极化方向相同。
本发明实施例中，所述扭振压电组件2的数量根据实际需要输出的扭矩的大小来确定，例如可在变幅杆1上布置一个扭振压电组件2，还可以在变幅杆1的轴线方向上布置多个扭振压电组件2（多个包括至少两个）。相比于一个，多个扭振压电组件2可以输出更大的扭矩，扭振的幅度更大。具体地，当扭振压电组件2的数量为多个时，优选在变幅杆1上设置多个多面体部，优选所述多面体部均为棱柱131，多个所述棱柱131沿变幅杆1的轴向设置，并在每个所述棱柱131上设置一个所述扭振压电组件2。进一步的，当扭振压电组件2的数量为多个时，各扭振压电组件2均被配置为受到激励后产生周向形变以使超声振子10仅产生扭振，即如图5a或图5b的方式布置，或者，多个扭振压电组件2中的一些被配置为受到激励后产生周向形变以使超声振子10仅产生扭振，另一些被配置为受到激励后既产生周向形变，又产生轴向形变，以使所述超声振子10既产生扭振又产生纵振，即如图5c或图5d的方式布置。
返回参阅图1，每个所述纵振压电组件3具体包括多个纵振压电元件31和多个电极片32。所述电极片32优选由磷青铜或者铍青铜制成。磷青铜或者铍青铜具有耐磨性好的特点。每个纵振压电元件31例如为纵振压电陶瓷片。所述纵振压电陶瓷片为环状结构。优选，所述纵振压电陶瓷片采用锆钛酸铅系（PZT）材料制成。优选，所述纵振压电陶瓷片表面具有镀银层以增强导电性。更具体而言，多个所述纵振压电元件31和电极片32构成夹心结构，在相邻两片纵振压电元件31之间设置一个电极片32，电极片32用于给纵振压电元件31施加高频电压信号。本实施例中，纵振压电元件31的受力变形为厚度变形型。具体地，如图4所示，所述纵振压电元件31的极化方向为图4中箭头所指的方向，即为纵振压电元件31的厚度h方向，且施加于纵振压电元件31的高频电压信号方向也为厚度方向，因此，产生沿厚度方向的变形。此处，纵振压电元件31的厚度方向即为变幅杆1的轴线方向。每个所述纵振压电组件3中的所述纵振压电元件31的数量至少为两个，也即包括至少两片堆叠的纵振压电陶瓷片，两两相对配置，极化方向相反。每个所述纵振压电组件3中的所述纵振压电陶瓷片的数量也可以为其他偶数数量的个数。所述纵振压电元件31的作用是将电能转化为机械能，激发出纵振，所施加的电压信号可以是正弦电压信号U0sin(ωt+φ)，也可以是余弦电压信号U0cos(ωt+φ)。向纵振压电元件31施加高频电压信号后，纵振压电元件31就会沿轴向形变，使超声振子10产生高频振动。此时，如果所施加的电压信号的频率正好与超声振子10的纵振的固有频率一致，那么就会在整个超声振子10上激发纵振。
进一步的，所述连接件5可选为螺杆。如图3所示，所述主体部13的近端设置连接孔133，所述连接孔133内设置第二内螺纹。所述纵振压电组件3整体为空心圆柱结构，所述后配重4为空心柱状结构，且所述后配重4的内壁上设有第一内螺纹。所述连接件5具有相对的第一近端和第一远端，且所述第一近端和所述第一远端上分别设置有第一外螺纹和第二外螺纹，且所述连接件5的第一近端通过第一外螺纹与第一内螺纹的配合实现与所述后配重4螺纹连接，所述第一远端穿过所述纵振压电组件3后与所述变幅杆1的连接孔133通过第二外螺纹与第二内螺纹的配合实现螺纹连接。较佳地，所述连接件5与所述后配重4相互配合的螺纹之间还涂覆有胶粘剂，以使两者粘接，从而可进一步增强两者之间的连接，避免因螺纹松动而改变预紧力。另外，所述变幅杆1与所述连接件5之间可设有密封圈，以达到保护螺纹和加固连接的作用，密封圈可采用硅胶密封圈。
继续参阅图2和图3，所述变幅杆1还可包括颈部12，分别连接头部11和主体部13，所述头部11的第一外径d1小于颈部12的外径，所述颈部12的外径小于主体部13的第二外径d2。此处，方便在颈部12位置密封超声振子10，防止液体、空气或杂质进入超声振子的电气部分（压电陶瓷片、电极片）。例如，所述颈部12可用于设置范塞封（未示出），所述范塞封与一壳体的内表面紧密接触，以固定和密封所述超声振子10，超声振子10即设置于壳体中。由此通过范塞封可以防止手术中或手术后清洗超声乳化手柄时，液体进入壳体内部而影响纵振压电组件3和扭振压电组件2的性能。可选的，所述颈部12为圆柱段或圆弧过渡段。进一步的，所述主体部13的近端优选设置密封装置，以进一步防止液体、空气或杂质进入超声振子的电气部分（压电陶瓷片、电极片）。例如，所述主体部13的近端外表面设置有环形沟槽132，所述环形沟槽132内设置有密封圈，例如硅胶密封圈，这里的密封圈也可用于防止手术中或手术后清洗超声乳化手柄时，液体进入壳体内部而影响纵振压电组件3和扭振压电组件2的性能。
所述变幅杆1通常为金属弹性体，金属弹性体的材料包括但不限于钛合金，还可以是其他生物相容性良好的金属。此外，所述变幅杆1及后配重4不限于通过螺纹与连接件5连接，例如也可通过弹扣、卡扣等可拆卸的方式与连接件5连接，本发明对变幅杆1及后配重4与连接件5的连接方式不作限定。另外，所述后配重4的形状可以有很多，例如图1所示的圆柱形，也可以是方形，还可以是法兰螺母等。
进一步的，在安装扭振压电元件2’时，可通过胶水粘接的方式固定，更优选在扭振压电元件2’的外面设置密闭装置，防止压电陶瓷片受到空气中的水蒸气以及油污的影响，而无法正常工作。本发明对密闭装置的结构不作限定。
进一步的，本实施例还提供一种超声乳化手柄，包括壳体以及设置于所述壳体中的超声振子10。进一步的，本实施例还提供一种超声乳化系统，包括超声乳化手柄和高频信号发生器，所述超声振子10可通过电缆与所述高频信号发生器连接。
以下描述中，为了便于叙述，以超声振子应用在超声乳化手柄和超声乳化系统上作为示例进行说明，但本领域技术人员应当知晓还可以将超声振子应用在其他情况。
在一种实施例中，当扭振压电组件2中扭振压电元件2’两两对称布置时，本实施例的超声振子10可提供三种振动模式：
一是仅向纵振压电组件3输出第二驱动信号，使纵振压电组件3受到第二驱动信号后激励产生轴向形变，以使超声振子10输出纵振；
二是仅向扭振压电组件2输出第一驱动信号，使扭振压电组件2受到第一驱动信号后激励产生周向形变，以使超声振子10输出扭振；
三是同时向扭振压电组件2输出第一驱动信号，以及向纵振压电组件3输出第二驱动信号，使纵振压电组件3受到第二驱动信号后激励产生轴向形变，并使扭振压电组件2受到第一驱动信号后激励产生周向形变，最终使超声振子10既输出扭振，又输出纵振。
在另一种实施例中，当扭振压电组件2中扭振压电元件2’相互平行布置时，本实施例的超声振子10可提供两种振动模式：
一是仅向纵振压电组件3输出第二驱动信号，使纵振压电组件3受到第二驱动信号后激励产生轴向形变，以使超声振子10输出纵振；
二是仅向扭振压电组件2输出第一驱动信号，使扭振压电组件2受到第一驱动信号后激励产生周向形变和轴向形变，以使超声振子10既输出扭振，又输出纵振；该模式下，可通过调节压电陶瓷片的倾斜角度来调整扭振和纵振的比例；但是通常情况下，扭振压电组件2所激励的纵振幅度较小，因此，在需要较大纵振的场合，还需要配合纵振压电组件3来激励纵振。
三是同时向扭振压电组件2输出第一驱动信号，以及向纵振压电组件3输出第二驱动信号，使纵振压电组件3受到第二驱动信号后激励产生轴向形变，并使扭振压电组件2受到第一驱动信号后激励产生周向形变，最终超声振子10既输出扭振，又输出纵振。
在一个实施例中，在纵振和扭振的组合模式下，所述扭振压电组件2和纵振压电组件3分别受到的高频电压信号同频，且具有相位差，优选相位差为四分之一周期T，即π*ω/2，ω为角频率。例如，所施加的高频电压信号中一个是余弦电压信号U0cos(t+φ)，另一个是正弦电压信号U0sin(t+φ)，使两者的信号相差π/2个相位差。其中，U0为振幅，φ为相位角，t为时间，ω=1。更具体而言，给超声振子10的纵振压电组件3以及扭振压电组件2分别施加同一频率，相位差具有π/2的电压信号后，可以同时受激励后形变，使超声振子10产生纵振与扭振。这时，激发纵振的电压信号与激发扭振的信号有π/2个相位差。在这样的激励方法下，超声乳化针头的振动在一个激励周期T内的运动模式如图7所示。
在t=0时，针头A的纵振处于纵向收缩最大的位置，针头的扭振处在平衡位置（即针头没有产生扭转运动）。在t=T/4时，针头A的纵振处于平衡位置（即针头没有产生纵向运动），针头的扭振处于向顺时针扭转的最大位置。因此，在（0，T/4）过程中，针头A在纵向运动为伸长，扭转运动为顺时针扭转。在t=T/2时，针头A的纵振处于纵向伸长最大的位置，而针头A的扭振处于平衡位置。因此，在（T/4，T/2）过程中，针头在纵向运动为继续伸长，扭转运动为逆时针扭转。在t= 3T/4时，针头A的纵振处于平衡位置，针头的扭振处于向逆时针扭转的最大位置。因此，在（T/2，3T/4）过程中，针头在纵向运动为收缩，扭转运动为逆时针扭转。在t=T时，针头的纵振处于纵向收缩最大的位置，针头的扭振处在平衡位置。因此，在（3T/4，T）过程中，针头在纵向运动为收缩，扭转运动为逆时针扭转。这样的振动模式，在一个周期T内，既实现了纵振又实现了扭振。本实施例中，对所述扭振压电组件2和纵振压电组件3施加高频电压信号的方式没有特别的限制，可以是两路电路分别与扭振压电组件2和纵振压电组件3电连接，分别输送同频有相差的高频电压信号；或者并联电路的一路通过一相位差电路（例如RC电路）后与其中一压电组件电连接，另一路直接与另一压电组件电连接。
在另外一个实施例中，为了减少超声乳化仪的能量在人眼中积累，减轻对人眼组织的破坏，可以连续在多个周期内激发超声能量，超声能量可以是连续激发扭振，或连续激发纵振，或连续同时激发纵振和扭振。而且高频信号发生器能够调节两种振动模式（纵振和扭振）的电压，灵活地调节超声能量的输出，以满足各种使用需求。优选的，超声乳化手柄的超声能量可以是两种振动交替施加，能量施加的方式如图8所示。也就是说，在一段时间内超声振子10产生纵振，在另外一段时间内超声振子10产生扭振或扭振和纵振，实现分时激励，从而实现扭振和纵振的交替为主的输出。
例如在一个工作周期T中，向整个超声振子10施加的能量的时间为t2，其中向扭振压电组件2施加电压的时间为t1（t1＜t2），其余时间向纵振压电组件3施加电压，实现扭振和纵振的交替为主的输出。应知晓，对扭振和纵振施加电压的时间取决于医生在实施超声乳化手术时的实际需要，因此，本发明对t1和t2的大小不加限定，例如t2可为100ms~200ms。本发明对施加的电压的大小不限定，向扭振压电组件2施加的电压V1可以大于向纵振压电组件3施加的电压V2，也可以是向扭振压电组件2施加的电压V1小于或等于向纵振压电组件3施加的电压V2。并且，高频信号发生器能够调节频率和电压，从而调节施加在纵振和扭振的时间和电压，方便医生能够实时调节振动状态，满足实际手术多变的需求。
综上，根据本发明优选实施例提供的技术方案，本实施例的超声振子的纵振和扭振分别通过扭振压电组件和纵振压电组件通过逆压电效应受激励获得，这样配置，一方面在进行眼部手术时，可有效地减少乳化后组织在超声乳化手柄中的累积，减轻热量对眼睛组织的伤害，另一方面避免了由同一组压电组件受激励以使超声振子同时获得扭振和纵振时两种振动相互干扰的问题，可以更精确控制每种振动的振动强度，提高振动控制的准确度和精度，以便更好地满足实际使用需求。另外，本实施例的超声振子在高频信号发生器的控制下既可以单独输出纵振，又可以单独输出扭振，还可以同时输出纵振和扭振的组合，并且还可以实时调节扭振和纵振的能量比例。因此，使用更灵活和方便，便于医生根据实际需要调节振动模式，提高手术效率和手术的安全性。此外，无需为超声振子设计复杂的结构，也无需配置复杂的控制系统，而且也无需在变幅杆或超声乳化针头上开设细小的连续螺纹槽，因此，结构更简单，制作成本更低。
上述描述仅是对本发明优选实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种超声振子，其特征在于，包括变幅杆、扭振压电组件、纵振压电组件、后配重以及连接件；所述连接件的至少一部分与所述后配重连接并且穿过所述纵振压电组件与所述变幅杆连接；其中，
所述纵振压电组件安装在所述变幅杆和所述后配重之间，并被配置为受到激励后产生形变以使所述超声振子产生纵振；
所述扭振压电组件的数量为多个，多个所述扭振压电组件安装在所述变幅杆上，所述多个扭振压电组件包括至少一个配置为受到激励后产生形变以使所述超声振子仅产生扭振的第一扭振压电组件和至少一个配置为受到激励后产生形变以使所述超声振子既产生扭振又产生纵振的第二扭振压电组件；
所述第一扭振压电组件包括第一扭振压电元件，所述第一扭振压电元件的形变为长度形变型，所述第一扭振压电元件的数量为偶数个，且所述第一扭振压电元件以两两轴对称的方式周向分布在所述变幅杆的外侧，每个所述第一扭振压电元件的长度方向与所述变幅杆的轴线成角度布置，且任意相邻两个所述第一扭振压电元件的极化方向相反；
所述第二扭振压电组件包括第二扭振压电元件，所述第二扭振压电元件的形变为长度形变型，所述第二扭振压电元件的数量为多个并以长度方向相互平行的方式周向分布在所述变幅杆的外侧，每个所述第二扭振压电元件的长度方向与所述变幅杆的轴线成角度布置，且所有第二扭振压电元件的极化方向相同。
2.根据权利要求1所述的超声振子，其特征在于，轴对称的两个所述第一扭振压电元件之间的对称轴与所述变幅杆的轴线平行。
3.根据权利要求1 所述的超声振子，其特征在于，每个所述扭振压电组件中的扭振压电元件周向均匀布置在所述变幅杆的外侧。
4.根据权利要求1所述的超声振子，其特征在于，每个所述扭振压电组件中的扭振压电元件与所述变幅杆的轴线平行。
5.根据权利要求1所述的超声振子，其特征在于，每个所述扭振压电组件中的扭振压电元件的长度方向与所述变幅杆的轴线之间的夹角为30°~45°。
6.根据权利要求1所述的超声振子，其特征在于，多个所述扭振压电组件沿所述变幅杆的轴向布置。
7.根据权利要求1所述的超声振子，其特征在于，所述变幅杆包括多面体部，所述多面体部包括多个侧面，多个所述侧面之间通过侧棱连接，所述扭振压电组件设置于所述侧面上。
8.根据权利要求7所述的超声振子，其特征在于，所述多面体部为棱柱形状或棱台形状。
9.根据权利要求8所述的超声振子，其特征在于，每个所述扭振压电组件中的扭振压电元件的长度方向与对应的侧棱形成夹角，且所述侧棱与所述变幅杆的轴线平行。
10.根据权利要求8或9所述的超声振子，其特征在于，所述多面体部为棱柱，所述棱柱的侧面的数量等于所述第一扭振压电元件的数量，并在所述棱柱的每个侧面上布置一个第一扭振压电元件，相邻两个第一扭振压电元件关于两者之间的侧棱对称；或者，
所述多面体部为棱柱，所述棱柱的侧面的数量小于所述第一扭振压电元件的数量，并在所述棱柱的至少一个侧面上布置多个所述第一扭振压电元件，相邻两个第一扭振压电元件关于两者之间的侧棱或与侧棱平行的对称线对称。
11.根据权利要求7所述的超声振子，其特征在于，所述变幅杆包括多个所述多面体部，多个所述多面体部沿所述变幅杆的轴向设置，并在每个所述多面体部上设置一个所述扭振压电组件。
12.根据权利要求7所述的超声振子，其特征在于，所述变幅杆至少包括轴向分布的头部和主体部，所述主体部的外径大于所述头部的外径，且所述主体部包括所述多面体部。
13.根据权利要求1所述的超声振子，其特征在于，所述纵振压电组件包括多个纵振压电元件和多个电极片；所述电极片设置在相邻的纵振压电元件之间，用于接受第二驱动信号，使所述纵振压电元件受激励后产生轴向形变。
14.根据权利要求13所述的超声振子，其特征在于，所述纵振压电元件的形变为厚度形变型，位于所述电极片两侧的所述纵振压电元件的极化方向相反；所述连接件沿所述纵振压电元件的厚度方向穿过所述纵振压电组件与所述变幅杆连接。
15.一种超声乳化手柄，包括壳体以及如权利要求1-14中任一项所述的超声振子，所述超声振子设置在所述壳体中。
16.一种超声乳化系统，其特征在于，包括如权利要求15所述的超声乳化手柄和高频信号发生器，其中，所述超声振子与所述高频信号发生器连接；所述高频信号发生器被配置为向所述第一扭振压电组件和/或第二扭振压电组件输出第一驱动信号，并向所述纵振压电组件输出第二驱动信号。
17.根据权利要求16所述的超声乳化系统，其特征在于，当所述超声乳化手柄同时工作于扭振模式和纵振模式时，所述第一驱动信号与第二驱动信号的频率相同，且所述第一驱动信号和所述第二驱动信号间存在π/2个相位差。
18.根据权利要求16所述的超声乳化系统，其特征在于，所述高频信号发生器还被配置为交替地向所述扭振压电组件以及所述纵振压电组件输出对应的驱动信号。
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