CN114886513A - 医用超声刀、医用超声刀系统及机器人辅助超声刀系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种医用超声刀、医用超声刀系统及机器人辅助超声刀系统，涉及医疗器械技术领域。其中，医用超声刀通过在刀柄或刀杆的至少一个上设置复合振型产生部，复合振型产生部能够在振源的作用下带动刀头产生包含纵向振动、扭转振动以及弯曲振动中的至少两种的复合振动，从而使得医用超声刀可以产生多种振动，以适应多种不同的手术类型，提高医用超声刀在手术中的应用范围。

Description

医用超声刀、医用超声刀系统及机器人辅助超声刀系统

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，尤其涉及一种医用超声刀、医用超声刀系统及机器人辅助超声刀系统。

背景技术

现代医学中，常用的手术工具包括医用高速磨钻、摆锯等传统工具。利用手术工具可以对骨头进行切骨、钻骨或磨骨的操作，从而达到对骨头进行处理的目的。

但是在手术工具的实际使用过程中，特别是针对手术位置接近骨头与软组织(特别是脊髓)的交界面时，高速磨钻、以及摆锯等传统手术工具很难保证将对骨头进行处理但又不损伤软组织。具体而言，医用高速磨钻很难精确控制钻骨的深度，容易在钻骨的同时破坏软组织；而摆锯由于摆动幅度较大，不仅难以精确控制，并且很容易误伤骨头附近的软组织。

随着超声技术的发展、及其与现代医学的结合，医用超声刀也逐渐应用于外科手术中，并且，由于超声的特性，当医用超声刀与硬度较高的骨头接触时，骨头不易变形，从而可以在接触位置产生切割，而当医用超声刀与软组织接触时，在软组织的弹性作用下，软组织会被弹开或变形，并随着医用超声刀的振动而进行微振动，从而抵消了刀头处的能量，避免了切割。因此，尤其是针对手术位置位于骨头与软组织交界面附近的外科手术，医用超声刀的切骨优势明显。

在此基础上，如何发挥医用超声刀的优势，使其能够替代传统手术工具，并在多种手术类型中得到广泛应用，也逐渐成为研究的热点。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种医用超声刀、医用超声刀系统及机器人辅助超声刀系统，以提升医用超声刀在手术中的应用范围。

本申请第一方面的实施例提供一种医用超声刀，包括：刀柄，刀柄具有刀柄纵向中心轴线，并且刀柄的第一端部用于连接到振源，以接收振源产生的振动；刀杆，刀杆具有刀杆纵向中心轴线，并且刀杆的第一端部连接到刀柄的与刀柄的第一端部相对的第二端部；刀头，刀头具有刀头纵向中心轴线，刀头的第一端部连接到刀杆的与刀杆的第一端部相对的第二端部，刀头的第二端部设置有用于对待切割组织进行切割的切割部；复合振型产生部，复合振型产生部设置在刀柄和刀杆中的至少一个上，用于将接收自振源的振动转换为刀头的切割部的复合振动，复合振动包括以下振动中的至少两种振动：1)平行于刀柄纵向中心轴线、刀杆纵向中心轴线和刀头纵向中心轴线中的至少一个的纵向振动；2)以刀柄纵向中心轴线、刀杆纵向中心轴线和刀头纵向中心轴线中的至少一个为扭转中心轴线的扭转振动；和3)侧向偏离刀柄纵向中心轴线、刀杆纵向中心轴线和刀头纵向中心轴线中的至少一个的弯曲振动。

本申请第二方面的实施例提供一种医用超声刀系统，包括振源以及如上所述的医用超声刀；振源与医用超声刀的刀柄的第一端部连接，振源用于产生振动。

本申请第三方面的实施例提供一种机器人辅助超声刀系统，包括：机器人辅助手术装置以及如上所述的医用超声刀系统；机器人辅助手术装置与医用超声刀系统中的医用超声刀连接，以控制医用超声刀的移动。

本申请实施例提供的医用超声刀、医用超声刀系统及机器人辅助超声刀系统，通过在刀柄或刀杆的至少一个上设置复合振型产生部，复合振型产生部能够在振源的作用下带动刀头产生包含纵向振动、扭转振动以及弯曲振动中的至少两种的复合振动，从而使得医用超声刀可以产生多种振动，以适应多种不同的手术类型，提高医用超声刀在手术中的应用范围。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1示出了本申请实施例中医用超声刀系统的结构图；

图2示出了本申请一实施例中医用超声刀的结构示意图；

图3为图2中医用超声刀的主视图；

图4为图2中医用超声刀的后视图；

图5为图2中医用超声刀的俯视图；

图6为图2中医用超声刀的仰视图；

图7为图2中医用超声刀的左视图；

图8为图2中医用超声刀的右视图；

图9示出了本申请另一实施例中医用超声刀的结构示意图；

图10为图9中医用超声刀的主视图；

图11为图9中医用超声刀的后视图；

图12为图9中医用超声刀的俯视图；

图13为图9中医用超声刀的仰视图；

图14为图9中医用超声刀的左视图；

图15为图9中医用超声刀的右视图；

图16示出了本申请又一实施例中医用超声刀的结构示意图；

图17为图16中医用超声刀的主视图；

图18为图16中医用超声刀的后视图；

图19为图16中医用超声刀的俯视图；

图20为图16中医用超声刀的仰视图；

图21为图16中医用超声刀的左视图；

图22为图16中医用超声刀的右视图；

图23示出了本申请又一实施例中医用超声刀的结构示意图；

图24为图23中医用超声刀的主视图；

图25为图23中医用超声刀的后视图；

图26为图23中医用超声刀的俯视图；

图27为图23中医用超声刀的仰视图；

图28为图23中医用超声刀的左视图；

图29为图23中医用超声刀的右视图；

图30为本申请实施例中医用超声刀纵向振动时的变形图；

图31为本申请实施例中医用超声刀弯曲振动时的变形图。

附图标记说明：

10：医用超声刀； 100：刀柄；

200：刀杆； 300：刀头；

310：切割部； 400：复合振型产生部；

410：第一复合振型产生部； 411：斜槽；

420：第二复合振型产生部； 421：侧向切除部；

500：圆锥形过渡段； 60：振源。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

图1示出了本申请实施例中医用超声刀系统的结构图。请参照图1，医用超声刀系统包括医用超声刀10以及振源60。医用超声刀10包括：刀柄100、刀杆200、刀头300以及复合振型产生部400。

刀柄100可以为杆状结构，其横截面可以为圆形、方形等多种形状。刀柄100具有刀柄纵向中心轴线L1，且刀柄100沿刀柄纵向中心轴线L1的相对的两端分别为刀柄100的第一端部(图1中的左端)和第二端部(图1中的右端)。刀柄100的第一端部可以连接到振源60，以接收振源60产生的振动。

刀杆200可以为长条状结构，其横截面可以为方形、椭圆形等多种形状。刀杆200具有刀杆纵向中心轴线L2，且刀杆200沿刀杆纵向中心轴线L2的相对的两端分别为刀杆200的第一端部(图1中的左端)和第二端部(图1中的右端)。刀杆200的第一端部连接到刀柄100的第二端部。

刀头300也可以为长条状结构，其横截面可以大致为十字形、菱形等多种形状。刀头300具有刀头纵向中心轴线L3，且刀刀头300沿刀头纵向中心轴线L3的相对的两端分别为刀头300的第一端部(图1中的左端)和第二端部(图1中的右端)。刀头300的第一端部连接到刀杆200的第二端部，刀头300的第二端部设置有用于对待切割组织进行切割的切割部310。

其中，待切割组织可以为骨头、血管等需要进行处理的组织。为了便于说明，以下以待切割组织为骨头进行说明。切割部310可以位于刀头300背离刀柄100的第二端部，且在手术时切割部310可以先与骨头进行接触，从而对骨头进行处理。

可以理解，刀柄100、刀杆200和刀头300可以大致沿着图1的由左向右的方向依次连接。在一些实施例中，刀柄100可以为圆柱状结构，刀杆200可以为薄片状结构，刀杆200的横截面形状大致呈长方形，而刀头300的横截面形状可以大致成菱形。且三者之中，刀柄100的横截面积最大，刀头300的横截面积最小，刀杆200的横截面积介于刀柄100和刀头300间。

另外，上述刀柄纵向中心轴线L1、刀杆纵向中心轴线L2和刀头纵向中心轴线L3之间的关系也可以有多种。

在一些实施例中，刀柄纵向中心轴线L1和刀杆纵向中心轴线L2重合，并且刀头纵向中心轴线L3从刀柄纵向中心轴线L1和刀杆纵向中心轴线L2偏离预定距离或者成预定角度，即刀柄100和刀杆200可以沿同一方向延伸，刀头纵向中心轴线L3可以与刀杆纵向中心轴线L2成预设角度，或者刀头纵向中心轴线L3可以与刀杆纵向中心轴线L2平行，且两者之间偏离预定距离。

在另一些实施例中，刀柄纵向中心轴线L1和刀头纵向中心轴线L3重合，并且刀杆纵向中心轴线L2从刀柄纵向中心轴线L1和刀头纵向中心轴线L3偏离预定距离或者成预定角度，即刀柄100和刀头300可以沿同一方向延伸，刀杆纵向中心轴线L2可以与刀头纵向中心轴线L3成预设角度，或者刀杆纵向中心轴线L2可以与刀头纵向中心轴线L3平行，且两者之间偏离预定距离。

在又一些实施例中，刀柄纵向中心轴线L1、刀杆纵向中心轴线L2和刀头纵向中心轴线L3重合。三者可以沿着同一个方向依次连接。

上述各种设置方式均可以实现刀柄100、刀杆200、刀头300的连接。其中，预设角度可以大于0°且小于180°，预设距离可以根据实际需求进行设置。

医用超声刀10还包括复合振型产生部400，复合振型产生部400设置在刀柄100和刀杆200中的至少一个上，复合振型产生部400用于将接收自振源60的振动转换为刀头300的切割部310的复合振动，复合振动包括以下振动中的至少两种振动：

1)平行于刀柄纵向中心轴线L1、刀杆纵向中心轴线L2和刀头纵向中心轴线L3中的至少一个的纵向振动。以平行于刀头纵向中心轴线L3为例，纵向振动可以使医用超声刀10的长度沿着第一方向A(L3的方向)往复变化。

2)以刀柄纵向中心轴线L1、刀杆纵向中心轴线L2和刀头纵向中心轴线L3中的至少一个为扭转中心轴线的扭转振动。以刀头纵向中心轴线L3为扭转中心轴线为例，扭转振动可以使医用超声刀10沿着第二方向B往复转动。

3)侧向偏离刀柄纵向中心轴线L1、刀杆纵向中心轴线L2和刀头纵向中心轴线L3中的至少一个的弯曲振动。以偏离刀头纵向中心轴线L3为例，弯曲振动可以使得医用超声刀10沿着第三方向C弯曲变形。

可以理解，复合振动可以包括纵向振动、扭转振动和弯曲振动中的至少两种。纵向振动与扭转振动的组合可以模拟高速磨钻或摆锯的运动方式，从而实现钻骨或磨骨处理，纵向运动与弯曲运动的组合可以模拟摆锯或切骨刀的运动方式，从事实现磨骨或切骨处理。扭转振动与弯曲振动的组合也可以实现钻骨或磨骨处理。另外，纵向振动、扭转振动、以及弯曲振动三者的组合也可以实现钻骨、切骨或磨骨处理。

手术时，可以根据手术类型选择刀头300的复合振动方式，以替代高速磨钻或摆锯等传统手术工具，从而对骨头进行处理，从而可以应用到多种不同类型的手术中，提高医用超声刀10在手术中的应用范围。且利用医用超声刀10进行的手术，不会破坏骨头附近的软组织，安全性高。

可以理解，能够实现刀头300复合振动的方式有多种，例如，可以通过复合振型产生部400对医用超声刀10的结构的设置，使得医用超声刀10将振源60产生的单一类型的振动转化为复合振动。又例如，可以通过对振源60的设置，使得振源60可以为医用超声刀10提供多种类型的振动，此时，复合振型产生部400可以由刀柄100和刀杆200的至少部分构成。

以下结合附图对复合振动的产生方式进行详细阐述。

图2示出了本申请一实施例中医用超声刀的结构示意图；图3为图2中医用超声刀的主视图；图4为图2中医用超声刀的后视图；图5为图2中医用超声刀的俯视图；图6为图2中医用超声刀的仰视图；图7为图2中医用超声刀的左视图；图8为图2中医用超声刀的右视图。

请参照图2至图8，振源60可以产生纵向振动。复合振型产生部400包括设置在刀柄100中第一复合振型产生部410，第一复合振型产生部410用于将振源60的纵向振动分量转换为扭转振动，从而可以依靠对医用超声刀10结构的设置实现刀头300中切割部310的复合振动(纵向振动叠加扭转振动)。

其中，第一复合振型产生部410的结构可以有多种，例如第一复合振型产生部410可以为设置在刀柄100上的凹槽。

继续参照图5，第一复合振型产生部410包括设置在刀柄100的外周的相对于刀柄纵向中心轴线L1成第一预定夹角的至少一条斜槽411，该斜槽411可以相对于刀柄纵向中心轴线L1成第一预定夹角，即斜槽411的延伸方向与刀柄的纵向中心轴线L1不平行。

另外，斜槽411的数量可以为一个或多个，当斜槽411的数量为多个，至少一条斜槽411包括沿着刀柄100的外周均匀分布的两条或更多条斜槽411。即多个斜槽411可以沿着刀柄100的外周等间隔设置。第一预定夹角可以大于0°且小于180°。

当振源60产生纵向振动时，该纵向振动的部分纵向振动分量作用于第一复合振型产生部410，由于斜槽411相对于刀柄纵向中心轴线L1成第一预定夹角，使得部分纵向振动分量转化为沿着刀柄100的周向转动的扭转振动，从而带动切割部310实现扭转振动，并且由于仍存在部分纵向振动分量没有转变为扭转振动，使得切割部310仍能在振源60的作用下，产生纵向振动。即刀头300的切割部310能够实现纵向振动和扭转振动的复合振动。

在一些实施例中，第一复合振型产生部410可以包括设置在刀柄100的外周的相对于刀柄纵向中心轴线L1成第一预定夹角的至少一条螺旋槽。螺旋槽可以沿着螺旋线方向延伸，第一预定夹角可以为螺旋线的螺旋角。

另外，螺旋槽的数量可以为一个或多个，当螺旋槽的数量为多个时，当螺旋槽的数量为多个，至少一条螺旋槽包括沿着刀柄100的外周均匀分布的两条或更多条螺旋槽。即多个螺旋槽沿着刀柄100的周向间隔设置。

当然，第一复合振型产生部410还可以同时包括至少一个斜槽411以及至少一个螺旋槽，也能够使得切割部310实现纵向振动和扭转振动的复合振动。即至少一条斜槽和螺旋槽分别包括沿着刀柄100的外周均匀分布的两条或更多条斜槽和螺旋槽。

第一复合振型产生部410除了可以设置为在刀柄100上的凹槽，还可以设置在刀柄100上的凸起。

例如，第一复合振型产生部410为设置在刀柄100的外周的相对于刀柄纵向中心轴线L1成第一预定夹角的至少一个条状凸起。该该斜槽411可以相对于刀柄纵向中心轴线L1成第一预定夹角，即条状凸起的延伸方向与刀柄的纵向中心轴线L1不平行。

另外，条状凸起的数量可以为一个或多个，多个条状凸起可以沿着刀柄100的外周等间隔设置。第一预定夹角可以大于0°且小于180°。

当振源60产生纵向振动时，该纵向振动的部分纵向振动分量作用于第一复合振型产生部410，由于条状凸起相对于刀柄纵向中心轴线L1成第一预定夹角，使得部分纵向振动分量转化为沿着刀柄100的周向转动的扭转振动，从而带动切割部310实现扭转振动，并且由于仍存在部分纵向振动分量没有转变为扭转振动，使得切割部310仍能在振源60的作用下，产生纵向振动。即刀头300的切割部310能够实现纵向振动和扭转振动的复合振动。

又例如，第一复合振型产生部410为设置在刀柄100的外周的相对于刀柄纵向中心轴线L1成第一预定夹角的螺旋状凸起。螺旋状凸起可以沿着螺旋线方向延伸，第一预定夹角可以为螺旋线的螺旋角。

另外，螺旋状凸起的数量可以为一个或多个，当螺旋状凸起的数量为多个时，多个螺旋槽可以沿着刀柄纵向中心轴线L1间隔设置，或者沿着刀柄100的周向间隔设置。

再例如，第一复合振型产生部410还可以同时包括至少一个条状凸起以及至少一个螺旋状凸起，也能够使得切割部310实现纵向振动和扭转振动的复合振动。

当然，在另一些实施例中，第一复合振型产生部410还可以同时包括设置于刀柄100的上述凹槽和上述凸起。

以上多种第一复合振型产生部410的结构，均能够将纵向振动分量转换为扭转振动，使得切割部310实现纵向振动和扭转振动的复合振动。

图9示出了本申请另一实施例中医用超声刀的结构示意图；图10为图9中医用超声刀的主视图；图11为图9中医用超声刀的后视图；图12为图9中医用超声刀的俯视图；图13为图9中医用超声刀的仰视图；图14为图9中医用超声刀的左视图；图15为图9中医用超声刀的右视图。

请参照图9至图15，振源60可以产生纵向振动。复合振型产生部400还包括设置在刀柄100或刀杆200中的第二复合振型产生部420，第二复合振型产生部420用于将振源60的纵向振动分量转换为弯曲振动，从而可以依靠对医用超声刀10结构的设置实现刀头300中切割部310的复合振动(纵向振动叠加弯曲振动)。

其中，第二复合振型产生部420的结构也可以有多种，第二复合振型产生部420由刀杆200中的至少一个侧向切除部421形成。

可以理解，侧向切除部421可以由刀杆200的侧面中去除部分材料形成，其可以表现为刀杆200上的一个凹陷。侧向切除部421的数量也可以为一个或多个，侧向切除部421可以使得刀杆200为非对称结构，例如，侧向切除部的数量为多个之时，多个侧向切除部421沿着刀杆200的纵向中心轴线L2间隔设置。其中，侧面可以理解为位于刀杆200的第一端部和第二端部之间的侧向表面。

在一些实施例中，刀杆200为扁平片状结构，侧向切除部421可以是设置于刀杆200边缘的缺口。

在图9所示的实施例中，第二复合振型产生部420设置于刀杆200上，在其他实施例中，第二复合振型产生部420还可以设置在刀柄100上，例如，第二复合振型产生部420由刀柄100中的至少一个侧向切除部形成。

在一些实施例中，第二复合振型产生部420除了包括侧向切除部外，其还可以由刀柄100或刀杆200中的至少一个侧向凸出部形成。侧向凸出部可以由刀杆200的侧面增加部分材料形成，其可以表现为刀杆200上的一个凸起部。侧向凸出部的数量也可以为一个或多个，侧向凸出部可以使得刀杆200为非对称结构，例如侧向凸出部为多个时，多个侧向凸出部可以沿着刀杆200的纵向中心轴线L2间隔设置。其中，侧面可以理解为位于刀杆200的第一端部和第二端部之间的侧向表面。

另外，侧向凸出部还可以设置于刀柄100上，例如，第二复合振型产生部420由刀柄100中的至少一个侧向凸出部形成。

当振源60产生纵向振动时，该纵向振动的部分纵向振动分量作用于第二复合振型产生部420，由于第二复合振型产生部420使得刀柄100或刀杆200为非对称的偏心结构，使得刀柄纵向中心轴线L1或刀杆纵向中心轴线L2两侧的结构受力不均衡，使得医用超声刀10产生弯曲振动，进而带动切割部310实现弯曲振动。并且由于仍存在部分纵向振动分量没有转变为弯曲振动，使得切割部310仍能在振源60的作用下，产生纵向振动。即刀头300的切割部310能够实现纵向振动和弯曲振动的复合振动。

以上多种第二复合振型产生部420的结构，均能够将纵向振动分量转换为弯曲振动，使得切割部310实现纵向振动和弯曲振动的复合振动。

图16示出了本申请又一实施例中医用超声刀的结构示意图；图17为图16中医用超声刀的主视图；图18为图16中医用超声刀的后视图；图19为图16中医用超声刀的俯视图；图20为图16中医用超声刀的仰视图；图21为图16中医用超声刀的左视图；图22为图16中医用超声刀的右视图。

请参照图16至图22，本实施例是在图2所示的实施例的基础上，结合图9所示的实施例。本实施例中，振源60可以产生纵向振动。复合振型产生部400包括设置在刀柄100中第一复合振型产生部410、以及刀柄100或刀杆200中的第二复合振型产生部420，第一复合振型产生部410用于将振源60的纵向振动分量转换为扭转振动，第二复合振型产生部420用于将振源60的纵向振动分量转换为弯曲振动，从而可以依靠对医用超声刀10结构的设置实现刀头300中切割部310的复合振动(纵向振动、扭转振动以及弯曲振动三者的叠加)。

其中，第一复合振型产生部410、及第二复合振型产生部420的结构与功能与上述各个实施例相同或相似，具体可以参考上述实施例，不再赘述。

当振源60产生纵向振动时，该纵向振动可以大致包括三个部分的纵向振动分量，其中，一个部分的纵向振动分量作用于第一复合振型产生部410，由于第一复合振型产生部410相对于刀柄纵向中心轴线L1成第一预定夹角，使得部分纵向振动分量转化为沿着刀柄100的周向转动的扭转振动，从而带动切割部310实现扭转振动。

第二个部分的纵向振动分量作用于第二复合振型产生部420，由于第二复合振型产生部420使得刀柄100或刀杆200为非对称的偏心结构，使得刀柄纵向中心轴线L1或刀杆纵向中心轴线L2两侧的结构受力不均衡，使得医用超声刀10产生弯曲振动，进而带动切割部310实现弯曲振动。

第三个部分的纵向振动分量没有转换为扭转振动或弯曲振动，使得切割部310仍能在振源60的作用下，产生纵向振动。

综上，复合振型产生部400使得刀头300的切割部310能够实现包括纵向振动、弯曲振动以及扭转振动的复合振动。

在一些实施例中，刀柄100的横向尺寸大于刀杆200的横向尺寸，即刀柄100的横截面积大于刀杆200的横截面积，并且刀柄100的第二端部通过圆锥形过渡段500连接到刀杆200的第一端部。圆锥形过渡段500可以实现刀柄100和刀杆200之间的平滑过渡，提高医用超声刀10的强度。

复合振型产生部400还包括设置在圆锥形过渡段500中的第三复合振型产生部，第三复合振型产生部用于将振源60的纵向振动分量转换为扭转振动。

其中，第三复合振型产生部的结构可以有多种，例如第三复合振型产生部可以为设置在圆锥形过渡段500上的凹槽。

例如，第三复合振型产生部包括设置在刀柄100的外周的相对于刀柄纵向中心轴线L1成第二预定夹角的至少一条斜槽，该斜槽可以相对于刀柄纵向中心轴线L1成第二预定夹角，即斜槽的延伸方向与刀柄的纵向中心轴线L1不平行。第三复合振型产生部中的斜槽与图2所示的斜槽区别在于，第三复合振型产生部中的斜槽为设置于圆锥面，其与圆锥形过渡段500的中心线之间的距离沿着圆锥面的锥度方向逐渐减小，而图2所示的斜槽设置于圆柱面上，其与刀柄纵向中心轴线L1之间的距离不变。第二预定夹角可以大于0°且小于180°。其可以与第一预定夹角相同，也可以不同。

又例如，第三复合振型产生部可以包括设置在刀柄100的外周的相对于刀柄纵向中心轴线L1成第二预定夹角的至少一条螺旋槽。螺旋槽可以沿着圆锥螺旋线方向延伸，第一预定夹角可以为圆锥螺旋线的螺旋角。

当然，第三复合振型产生部还可以同时包括至少一个斜槽以及至少一个螺旋槽，也能够使得切割部310实现纵向振动和扭转振动的复合振动。即至少一条斜槽和螺旋槽分别包括沿着圆锥形过渡段500的外周均匀分布的两条或更多条斜槽和螺旋槽。

第三复合振型产生部除了可以设置为在圆锥形过渡段500上的凹槽，还可以为设置在圆锥形过渡段500上的凸起。

例如，第三复合振型产生部为设置在刀柄100的外周的相对于刀柄纵向中心轴线L1成第二预定夹角的至少一个条状凸起。该条状凸起可以相对于刀柄纵向中心轴线L1成第二预定夹角，即条状凸起的延伸方向与刀柄的纵向中心轴线L1不平行。且该条状凸起与圆锥形过渡段500的中心线之间的距离沿着圆锥面的锥度方向逐渐减小。该条状凸起的设置方式可以参考斜槽的设置方式，不再赘述。

又例如，第三复合振型产生部可以包括设置在刀柄100的外周的相对于刀柄纵向中心轴线L1成第二预定夹角的至少一条螺旋状凸起。螺旋状凸起可以沿着圆锥螺旋线方向延伸，第二预定角度可以为圆锥螺旋线的螺旋角。该螺旋状凸起的设置方式可以参考螺旋槽的设置方式，不再赘述。

当然，第三复合振型产生部还可以同时包括至少一个条状凸起以及至少一个螺旋状凸起，也能够使得切割部310实现纵向振动和扭转振动的复合振动。当振源60产生纵向振动时，该纵向振动的部分纵向振动分量作用于第三复合振型产生部，由于第三复合振型产生部相对于刀柄纵向中心轴线L1成第二预定夹角，使得部分纵向振动分量转化为沿着圆锥形过渡段的周向转动的扭转振动，从而带动切割部310实现扭转振动，并且由于仍存在部分纵向振动分量没有转变为扭转振动，使得切割部310仍能在振源60的作用下，产生纵向振动。即刀头300的切割部310能够实现纵向振动和扭转振动的复合振动。

可以理解，第三复合振型产生部的结构和功能与第一复合振型产生部410相似，具体可以参考第一复合振型产生部410。复合振型产生部400可以包括第一复合振型产生部410、第二复合振型产生部420、以及第三复合振型产生部中的至少一个，具体可以根据所需的振动方式进行选择。

在一些实施例中，振源60包括超声换能器，超声换能器60可以与刀柄100的第一端部连接，超声换能器能够产生纵向振动和/或扭转振动。

可以理解上述各个实施例中，仅以超声换能器60产生纵向振动，切割部310的复合振动的实现主要是依靠医用超声刀10的结构的变化为例进行说明。在其他实施例中，超声换能器还可以实现扭转运动，并通过医用超声刀10的结构变化，将扭转运动转变为包含扭转振动的复合振动。

图23示出了本申请又一实施例中医用超声刀的结构示意图；图24为图23中医用超声刀的主视图；图25为图23中医用超声刀的后视图；图26为图23中医用超声刀的俯视图；图27为图23中医用超声刀的仰视图；图28为图23中医用超声刀的左视图；图29为图23中医用超声刀的右视图。

请参照图22至图29，本实施例中，超声换能器可以产生纵向振动以及扭转振动，刀柄100和刀杆200中的至少部分构成复合振型产生部，本实施例对医用超声刀10的结构并未做特殊改进，依靠超声换能器产生的多种振动，实现切割部310的纵向振动以及扭转转动，即实现复合振动。

当然，在另一些实施例中，超声换能器可以同时产生扭转振动以及纵向振动，而医用超声刀10的结构也可以进行改进，复合振型产生部400可以包括第二复合振型产生部420，从而实现包含纵向振动、扭转振动以及弯曲振动的复合振动。

可以理解，超声换能器的振动方式以及复合振型产生部400的结构，可以根据需求进行组合，超声换能器产生扭转振动、纵向振动中的至少一种，复合振型产生部400可以包括上述第一复合振型产生部410、第二复合振型产生部420、以及第三复合振型产生部中的至少一个，从而实现切割部310的复合振动。

图30为本申请实施例中医用超声刀纵向振动时的变形图，请参照图23和图30，虚线所示的医用超声刀10为未产生振动前的状态，而实线所示的为医用超声刀10产生纵向振动时长度增加时的状态，由于在纵向振动时，医用超声刀10的宽度变化不明显，故图30中未示出其整体轮廓，仅示出了长度增加的部分，医用超声刀10的纵向振动使得其可以实现切骨处理。

图31为本申请实施例中医用超声刀弯曲振动时的变形图，请参照图9和图31，虚线所示的医用超声刀10为未产生振动前的状态，而实线所示的为医用超声刀10产生纵向振动时的状态，第二复合振型产生部420可以将纵向振动变为弯曲振动，使得医用超声刀10发生弯曲，且长度有所增加，即切割部310产生包含纵向振动和弯曲振动的复合振动。医用超声刀10可以实现切骨和磨骨处理。

继续参照图1，本申请实施例还提供一种医用超声刀系统，包括振源60以及医用超声刀10；振源60与医用超声刀10的刀柄100的第一端部连接，振源60用于产生振动。

其中，振源60和医用超声刀10的结构和功能与上述各个实施例相同，具体可以参考上述各个实施例，在此不再赘述。

本实施例提供的医用超声刀系统，使得医用超声刀可以产生多种振动，以适应多种不同的手术类型，提高医用超声刀在手术中的应用范围。

本申请实施例还提供一种机器人辅助超声刀系统，包括：机器人辅助手术装置以及医用超声刀系统。机器人辅助手术装置与医用超声刀系统中的医用超声刀连接，以控制医用超声刀的移动。

其中，医用超声刀系统的结构和功能与上述各个实施例相同，具体可以参考上述各个实施例，在此不再赘述。机器人辅助手术装置可以包括能够实现多自由度移动的机器人，通过机器人操作医用超声刀，可以实现对手术的精确控制。

应当理解的是，在本说明书中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系或尺寸为基于附图所示的方位或位置关系或尺寸，使用这些术语仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，并且因此不能理解为对本申请的保护范围的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本说明书提供了能够用于实现本申请的许多不同的实施方式或例子。应当理解的是，这些不同的实施方式或例子完全是示例性的，并且不用于以任何方式限制本申请的保护范围。本领域技术人员在本申请的说明书的公开内容的基础上，能够想到各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求所限定的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种医用超声刀，其特征在于，包括：

刀柄，所述刀柄具有刀柄纵向中心轴线，并且所述刀柄的第一端部用于连接到振源，以接收所述振源产生的振动；

刀杆，所述刀杆具有刀杆纵向中心轴线，并且所述刀杆的第一端部连接到所述刀柄的与所述刀柄的第一端部相对的第二端部；

刀头，所述刀头具有刀头纵向中心轴线，所述刀头的第一端部连接到所述刀杆的与所述刀杆的第一端部相对的第二端部，所述刀头的第二端部设置有用于对待切割组织进行切割的切割部；

复合振型产生部，所述复合振型产生部设置在所述刀柄和所述刀杆中的至少一个上，用于将接收自所述振源的振动转换为所述刀头的切割部的复合振动，所述复合振动包括以下振动中的至少两种振动：

1)平行于所述刀柄纵向中心轴线、所述刀杆纵向中心轴线和所述刀头纵向中心轴线中的至少一个的纵向振动；

2)以所述刀柄纵向中心轴线、所述刀杆纵向中心轴线和所述刀头纵向中心轴线中的至少一个为扭转中心轴线的扭转振动；和

3)侧向偏离所述刀柄纵向中心轴线、所述刀杆纵向中心轴线和所述刀头纵向中心轴线中的至少一个的弯曲振动。

2.根据权利要求1所述的医用超声刀，其特征在于，

所述刀柄纵向中心轴线和所述刀杆纵向中心轴线重合，并且所述刀头纵向中心轴线从所述刀柄纵向中心轴线和所述刀杆纵向中心轴线偏离预定距离或者成预定角度；或者

所述刀柄纵向中心轴线和所述刀头纵向中心轴线重合，并且所述刀杆纵向中心轴线从所述刀柄纵向中心轴线和所述刀头纵向中心轴线偏离预定距离或者成预定角度；或者

所述刀柄纵向中心轴线、所述刀杆纵向中心轴线和所述刀头纵向中心轴线重合。

3.根据权利要求1所述的医用超声刀，其特征在于，

所述复合振型产生部包括设置在所述刀柄中第一复合振型产生部，用于将所述振源的纵向振动分量转换为所述扭转振动。

4.根据权利要求3所述的医用超声刀，其特征在于，

所述第一复合振型产生部为设置在所述刀柄的外周的相对于所述刀柄纵向中心轴线成第一预定夹角的至少一条斜槽和/或螺旋槽；或者

所述第一复合振型产生部为设置在所述刀柄的外周的相对于所述刀柄纵向中心轴线成第一预定夹角的至少一个条状凸起和/或螺旋状凸起。

5.根据权利要求4所述的医用超声刀，其特征在于，

所述至少一条斜槽和/或螺旋槽包括沿着所述刀柄的外周均匀分布的两条或更多条斜槽和/或螺旋槽。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的医用超声刀，其特征在于，

所述复合振型产生部还包括设置在所述刀柄或所述刀杆中的第二复合振型产生部，所述第二复合振型产生部用于将所述振源的纵向振动分量转换为所述弯曲振动。

7.根据权利要求6所述的医用超声刀，其特征在于，

所述第二复合振型产生部由所述刀柄或所述刀杆中的至少一个侧向切除部形成；或者

所述第二复合振型产生部由所述刀柄或所述刀杆中的至少一个侧向凸出部形成。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的医用超声刀，其特征在于，

所述振源包括超声换能器，所述超声换能器能够产生纵向振动和/或扭转振动。

9.根据权利要求3至5中的任一项所述的医用超声刀，其特征在于，

所述刀柄的横向尺寸大于所述刀杆的横向尺寸，并且所述刀柄的第二端部通过圆锥形过渡段连接到所述刀杆的第一端部。

10.根据权利要求9所述的医用超声刀，其特征在于，

所述复合振型产生部还包括设置在所述圆锥形过渡段中的第三复合振型产生部，所述第三复合振型产生部用于将所述振源的纵向振动分量转换为所述扭转振动。

11.根据权利要求10所述的医用超声刀，其特征在于，所述第三复合振型产生部为设置在所述圆锥形过渡段的外周的相对于所述刀柄纵向中心轴线成第二预定夹角的至少一条斜槽和/或螺旋槽；或者

所述第三复合振型产生部为设置在所述圆锥形过渡段的外周的相对于所述刀柄纵向中心轴线成第二预定夹角的至少一个条状凸起和/或螺旋状凸起。

12.一种医用超声刀系统，其特征在于，包括振源以及权利要求1至11中任一项所述的医用超声刀；

所述振源与所述医用超声刀的刀柄的第一端部连接，所述振源用于产生振动。

13.一种机器人辅助超声刀系统，其特征在于，包括：机器人辅助手术装置以及权利要求12所述的医用超声刀系统；

所述机器人辅助手术装置与所述医用超声刀系统中的医用超声刀连接，以控制所述医用超声刀的移动。

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