CN115869046A - 一种微型开放超声手术刀中心杆 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种微型开放超声手术刀中心杆。本发明，包括手术刀主体，所述的手术刀主体上设有第一中心杆段、第二中心杆段、第三中心杆段、第四中心杆段，所述的第四中心杆段与手术刀主体相连，所述的第一中心杆段上设有应力消除结构，所述的第二中心杆段上设有振幅控制结构，所述的第三中心杆段上设有防撕裂结构，所述的第四中心杆段上设有输出结构。本发明应用于浅表手术，采用微型中心杆，通过设置应力消除结构、振幅控制结构、防撕裂结构、输出结构，实现了中心杆发射响应降低8～10dB的效果，从而大幅度降低中心静态阻抗，达到组织瞬间脱水和凝闭。

Description

一种微型开放超声手术刀中心杆

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种微型开放超声手术刀中心杆。

背景技术

超声手术刀经过多年的研究和临床使用，已经在市场得到很大应用。超声手术刀由于具有切口清洗、切割分层明确、可止血、热损伤小、烟雾量少、可多功能使用的特点，已经越来越广泛的应用多种临床使用，也逐渐的取代部分传统手术器械，随着超声刀的普及，医生在应用中改良的许多手术，使手术得到更好的改善也使病人得到更好的治疗和恢复。在针对浅表手术所对应的特定手术场景中，需要使用微型中心杆作为手术工具，现有的微型中心杆在使用过过程中，其存在高频高振幅输出下的能量分布不均、应力分散等问题，难以大幅度降低中心静态阻抗，难以达到组织瞬间脱水和凝闭的目的。

为了克服现有技术的不足，人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利公开了一种神经外科用微型手术刀[申请号：202221667523.8]，包括手柄主体，所述手柄主体的前端转动连接有调节螺套，且手柄主体前侧中心插设有移动插杆，所述移动插杆外壁设置有外螺纹，且调节螺套对应手柄主体外侧一段内壁与移动插杆螺纹连接，所述移动插杆前端插设有替换刀体，所述替换刀体的前端设置有微型刀头，且微型刀头刃口的端部背侧设置有钩刃。但是该方案在使用过过程中，其仍然存在高频高振幅输出下的能量分布不均、应力分散等问题，存在难以大幅度降低中心静态阻抗，难以达到组织瞬间脱水和凝闭的目的的缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种微型开放超声手术刀中心杆。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种微型开放超声手术刀中心杆，包括手术刀主体，所述的手术刀主体上设有第一中心杆段、第二中心杆段、第三中心杆段、第四中心杆段，所述的第四中心杆段与手术刀主体相连，所述的第一中心杆段上设有应力消除结构，所述的第二中心杆段上设有振幅控制结构，所述的第三中心杆段上设有防撕裂结构，所述的第四中心杆段上设有输出结构。

在上述的一种微型开放超声手术刀中心杆中，所述的应力消除结构包括设置于第一中心杆段上的第一圆锥状体，所述的第一圆锥状体的外径由远离向靠近手术刀主体一端逐渐变大。

在上述的一种微型开放超声手术刀中心杆中，所述的第一中心杆段上还设有第一悬链结构状体和指数结构状体，所述的第一悬链结构状体位于第一圆锥状体和指数结构状体之间。

在上述的一种微型开放超声手术刀中心杆中，所述的振幅控制结构包括设置于第二中心杆段上的第二圆锥状体和第三圆锥状体，所述的第二圆锥状体的外径由远离向靠近手术刀主体一端逐渐变小，所述的第三圆锥状体的外径由远离向靠近手术刀主体一端逐渐变大。

在上述的一种微型开放超声手术刀中心杆中，所述的第二圆锥状体和第三圆锥状体相连形成哑铃型结构。

在上述的一种微型开放超声手术刀中心杆中，所述的防撕裂结构包括设置于第三中心杆段上的第一阶梯状体和第二阶梯状体，所述的第一阶梯状体和第二阶梯状体位于第三圆锥状体和手术刀主体之间。

在上述的一种微型开放超声手术刀中心杆中，所述的第三中心杆段上还设有高斯抛物线结构体。

在上述的一种微型开放超声手术刀中心杆中，所述的第三中心杆段上还设有第四圆锥状体和第五圆锥状体，所述的高斯抛物线结构体位于第二阶梯状体和第四圆锥状体之间。

在上述的一种微型开放超声手术刀中心杆中，所述的输出结构包括设置于第四中心杆段上的第二悬链结构状体。

在上述的一种微型开放超声手术刀中心杆中，所述的第二悬链结构状体位于第五圆锥状体和手术刀主体之间。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明应用于浅表手术，采用微型中心杆，通过设置应力消除结构、振幅控制结构、防撕裂结构、输出结构，实现了中心杆发射响应降低8～10dB的效果，从而大幅度降低中心静态阻抗，达到组织瞬间脱水和凝闭。

、本发明实现了成品中心杆能量和应力分布近似均匀分布，从而改善了纵波和横波比例传递的均匀性，达到稳定的切割和止血。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明另一个方向的结构示意图。

图3是本发明的振幅曲线分布图。

图中：手术刀主体1、第一中心杆段2、第二中心杆段3、第三中心杆段4、第四中心杆段5、应力消除结构6、振幅控制结构7、防撕裂结构8、输出结构9、第一圆锥状体10、第一悬链结构状体11、指数结构状体12、第二圆锥状体13、第三圆锥状体14、第一阶梯状体15、第二阶梯状体16、高斯抛物线结构体17、第四圆锥状体18、第五圆锥状体19、第二悬链结构状体20。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1-3所示，一种微型开放超声手术刀中心杆，包括手术刀主体1，所述的手术刀主体1上设有第一中心杆段2、第二中心杆段3、第三中心杆段4、第四中心杆段5，所述的第四中心杆段5与手术刀主体1相连，所述的第一中心杆段2上设有应力消除结构6，所述的第二中心杆段3上设有振幅控制结构7，所述的第三中心杆段4上设有防撕裂结构8，所述的第四中心杆段5上设有输出结构9。

在本实施例中，依据所需要的工作频率、振幅输出、尺寸控制、水平维各发射响应等需求确定中心杆模型，选用整体各种形态（锥形、指数、悬链、高斯等）的抛物线结构，其中x表示模型的横坐标，y表示模型的纵坐标，A表示模型参数，决定了模型的纵横比例关系，中心杆由多个（X半波长, X＞0且X为整数）振幅放大或缩小结构组成，多种结构组成达到最终整体结构设计要求，是多种结构形式相互融合而成，

其中第一中心杆段2确保能量充分由换能器传递到中心杆，对连接的第一半波长，进行较大直径变化，为了消除应力问题，通过设置应力消除结构6，既充分传递能量不外溢，同时也放大了能量振幅，也是振幅第一级放大，

第二中心杆段3确保能量充分由换能器传递到中心杆，有效的控制横波比例的放大，此段还需考虑中心杆为微型中心杆，为了保证输出终端的最大振幅，每段都要考虑振幅放大比例，此段在半波长的尾端设置振幅控制结构7，有效的增大的上一节的振幅，同时保证了纵波和横波有效比例，

第三中心杆段4确保振幅有效的增长，同时设计时，还考虑到能量外溢产生较大的横波，通过设置防撕裂结构8，达到振幅的增大，且低横波的产生，避免中心杆在工作时，造成的异响或金属内部晶体结构撕裂，

第四中心杆段5确保能量的稳定输出，在中心杆末端，通过设置输出结构9，使中心杆得到高振幅的能量输出，高纵波和低横波的稳定输出，从而实现对软组织的切割和凝闭效果，

此结构应用于浅表手术，采用微型中心杆，实现了中心杆发射响应降低8～10dB的效果，从而大幅度降低中心静态阻抗，达到组织瞬间脱水和凝闭。

结合图2、图3所示，所述的应力消除结构6包括设置于第一中心杆段2上的第一圆锥状体10，所述的第一圆锥状体10的外径由远离向靠近手术刀主体1一端逐渐变大，所述的第一中心杆段2上还设有第一悬链结构状体11和指数结构状体12，所述的第一悬链结构状体11位于第一圆锥状体10和指数结构状体12之间。

本实施例中，X=1时，第一中心杆段2在确保能量充分由换能器传递到中心杆，对连接的第一半波长，进行较大直径变化，为了消除应力问题，通过设置第一圆锥状体10、第一悬链结构状体11和指数结构状体12，选用圆锥、指数和悬链三种结构变化设计，既充分传递能量不外溢，同时也放大了能量振幅，也是振幅第一级放大。

所述的振幅控制结构7包括设置于第二中心杆段3上的第二圆锥状体13和第三圆锥状体14，所述的第二圆锥状体13的外径由远离向靠近手术刀主体1一端逐渐变小，所述的第三圆锥状体14的外径由远离向靠近手术刀主体1一端逐渐变大，所述的第二圆锥状体13和第三圆锥状体14相连形成哑铃型结构。

本实施例中，X=2时，第二中心杆段3确保能量充分由换能器传递到中心杆，有效的控制横波比例的放大，此段还需考虑中心杆为微型中心杆，为了保证输出终端的最大振幅，每段都要考虑振幅放大比例，此段在半波长的尾端使用哑铃型的变比设计，有效的增大的上一节的振幅，同时保证了纵波和横波有效比例。

所述的防撕裂结构8包括设置于第三中心杆段4上的第一阶梯状体15和第二阶梯状体16，所述的第一阶梯状体15和第二阶梯状体16位于第三圆锥状体14和手术刀主体1之间，所述的第三中心杆段4上还设有高斯抛物线结构体17，所述的第三中心杆段4上还设有第四圆锥状体18和第五圆锥状体19，所述的高斯抛物线结构体17位于第二阶梯状体16和第四圆锥状体18之间。

本实施例中，X=3时，第三中心杆段4确保振幅有效的增长，同时设计时，还考虑到能量外溢产生较大的横波，此段半波长采用前后推挽设计，通过设置第一阶梯状体15和第二阶梯状体16，即半波长前段采用双段不同比例的阶梯设计，保证继承前一节的能量，同时消除横波，在半波长的后半段通过设置第四圆锥状体18和第五圆锥状体19，形成哑铃型设计放大振幅同时在节点和哑铃型之间设计一个特有的抛物线设计，即为高斯抛物线结构体17，达到振幅的增大，且低横波的产生，避免中心杆在工作时，造成的异响或金属内部晶体结构撕裂。

结合图1、图3所示，所述的输出结构9包括设置于第四中心杆段5上的第二悬链结构状体20，所述的第二悬链结构状体20位于第五圆锥状体19和手术刀主体1之间。

本实施例中，X=4时，第四中心杆段5为确保能量的稳定输出，在中心杆末端，通过设置第二悬链结构状体20，形成半波长阶梯设计和大比例放大悬链设计，使中心杆得到高振幅的能量输出，高纵波和低横波的稳定输出，从而实现对软组织的切割和凝闭效果，其中X=1、X=2、X=3、X=4均和图3中的振幅曲线分布图中的X=1、X=2、X=3、X=4段相对应。

本发明的工作原理是：

依据所需要的工作频率、振幅输出、尺寸控制、水平维各发射响应等需求确定中心杆模型，选用整体各种形态（锥形、指数、悬链、高斯等）的抛物线结构，其中x表示模型的横坐标，y表示模型的纵坐标，A表示模型参数，决定了模型的纵横比例关系，中心杆由多个（X半波长, X＞0且X为整数）振幅放大或缩小结构组成，多种结构组成达到最终整体结构设计要求，是多种结构形式相互融合而成，

X=1时，第一中心杆段2在确保能量充分由换能器传递到中心杆，对连接的第一半波长，进行较大直径变化，为了消除应力问题，通过设置第一圆锥状体10、第一悬链结构状体11和指数结构状体12，选用圆锥、指数和悬链三种结构变化设计，既充分传递能量不外溢，同时也放大了能量振幅，也是振幅第一级放大，

X=2时，第二中心杆段3确保能量充分由换能器传递到中心杆，有效的控制横波比例的放大，此段还需考虑中心杆为微型中心杆，为了保证输出终端的最大振幅，每段都要考虑振幅放大比例，此段在半波长的尾端使用哑铃型的变比设计，有效的增大的上一节的振幅，同时保证了纵波和横波有效比例，

X=3时，第三中心杆段4确保振幅有效的增长，同时设计时，还考虑到能量外溢产生较大的横波，此段半波长采用前后推挽设计，通过设置第一阶梯状体15和第二阶梯状体16，即半波长前段采用双段不同比例的阶梯设计，保证继承前一节的能量，同时消除横波，在半波长的后半段通过设置第四圆锥状体18和第五圆锥状体19，形成哑铃型设计放大振幅同时在节点和哑铃型之间设计一个特有的抛物线设计，即为高斯抛物线结构体17，达到振幅的增大，且低横波的产生，避免中心杆在工作时，造成的异响或金属内部晶体结构撕裂，

X=4时，第四中心杆段5为确保能量的稳定输出，在中心杆末端，通过设置第二悬链结构状体20，形成半波长阶梯设计和大比例放大悬链设计，使中心杆得到高振幅的能量输出，高纵波和低横波的稳定输出，从而实现对软组织的切割和凝闭效果，其中X=1、X=2、X=3、X=4均和图3中的振幅曲线分布图中的X=1、X=2、X=3、X=4段相对应，

此结构应用于浅表手术，采用微型中心杆，实现了中心杆发射响应降低8～10dB的效果，从而大幅度降低中心静态阻抗，达到组织瞬间脱水和凝闭，

实现了成品中心杆能量和应力分布近似均匀分布，从而改善了纵波和横波比例传递的均匀性，达到稳定的切割和止血，

实现了中心杆在针对同种材料不同批次差异的，根据设计的两个窗口，灵活的调节，加强了生产效率，

实现了中心杆振幅、频率和应力一体化算法设计，大幅缩减了在实际应用中外界干扰问题，大幅缩减加工次品率，提高生产成品率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神。

尽管本文较多地使用手术刀主体1、第一中心杆段2、第二中心杆段3、第三中心杆段4、第四中心杆段5、应力消除结构6、振幅控制结构7、防撕裂结构8、输出结构9、第一圆锥状体10、第一悬链结构状体11、指数结构状体12、第二圆锥状体13、第三圆锥状体14、第一阶梯状体15、第二阶梯状体16、高斯抛物线结构体17、第四圆锥状体18、第五圆锥状体19、第二悬链结构状体20等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种微型开放超声手术刀中心杆，包括手术刀主体（1），其特征在于，所述的手术刀主体（1）上设有第一中心杆段（2）、第二中心杆段（3）、第三中心杆段（4）、第四中心杆段（5），所述的第四中心杆段（5）与手术刀主体（1）相连，所述的第一中心杆段（2）上设有应力消除结构（6），所述的第二中心杆段（3）上设有振幅控制结构（7），所述的第三中心杆段（4）上设有防撕裂结构（8），所述的第四中心杆段（5）上设有输出结构（9）。

2.根据权利要求1所述的一种微型开放超声手术刀中心杆，其特征在于，所述的应力消除结构（6）包括设置于第一中心杆段（2）上的第一圆锥状体（10），所述的第一圆锥状体（10）的外径由远离向靠近手术刀主体（1）一端逐渐变大。

3.根据权利要求2所述的一种微型开放超声手术刀中心杆，其特征在于，所述的第一中心杆段（2）上还设有第一悬链结构状体（11）和指数结构状体（12），所述的第一悬链结构状体（11）位于第一圆锥状体（10）和指数结构状体（12）之间。

4.根据权利要求3所述的一种微型开放超声手术刀中心杆，其特征在于，所述的振幅控制结构（7）包括设置于第二中心杆段（3）上的第二圆锥状体（13）和第三圆锥状体（14），所述的第二圆锥状体（13）的外径由远离向靠近手术刀主体（1）一端逐渐变小，所述的第三圆锥状体（14）的外径由远离向靠近手术刀主体（1）一端逐渐变大。

5.根据权利要求4所述的一种微型开放超声手术刀中心杆，其特征在于，所述的第二圆锥状体（13）和第三圆锥状体（14）相连形成哑铃型结构。

6.根据权利要求5所述的一种微型开放超声手术刀中心杆，其特征在于，所述的防撕裂结构（8）包括设置于第三中心杆段（4）上的第一阶梯状体（15）和第二阶梯状体（16），所述的第一阶梯状体（15）和第二阶梯状体（16）位于第三圆锥状体（14）和手术刀主体（1）之间。

7.根据权利要求6所述的一种微型开放超声手术刀中心杆，其特征在于，所述的第三中心杆段（4）上还设有高斯抛物线结构体（17）。

8.根据权利要求7所述的一种微型开放超声手术刀中心杆，其特征在于，所述的第三中心杆段（4）上还设有第四圆锥状体（18）和第五圆锥状体（19），所述的高斯抛物线结构体（17）位于第二阶梯状体（16）和第四圆锥状体（18）之间。

9.根据权利要求8所述的一种微型开放超声手术刀中心杆，其特征在于，所述的输出结构（9）包括设置于第四中心杆段（5）上的第二悬链结构状体（20）。

10.根据权利要求9所述的一种微型开放超声手术刀中心杆，其特征在于，所述的第二悬链结构状体（20）位于第五圆锥状体（19）和手术刀主体（1）之间。

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