CN116919535A - 一种超声手术刀头 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种超声手术刀头，包括刀头主体、第一切割部和第二切割部，其中：第一切割部与第二切割部分别设置在刀头主体的两个对侧面上；第一切割部与第二切割部沿刀头主体近端至远端方向上厚度渐薄；第一切割部与第二切割部的长度为λ/8～λ/4；λ为所述超声手术刀头工作时超声波的波长。本申请的超声手术刀头能够对刀杆的振动状态进行稳定；并能分别切割两侧的组织，方便进行操作。同时由于第一切割部与第二切割部沿刀头主体近端至远端方向上厚度渐薄，使刀头主体的远端形成一个极细的尖端，以实现对细薄组织进行切割。

Description

一种超声手术刀头

本申请是分案申请，原申请的申请号是202211253189.6，原申请日是2022年10月13日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，特别涉及一种超声手术刀头。

背景技术

超声手术刀是指能够通过超声换能器获得超声振动波进而驱动刀头对人体组织进行切割和凝闭的外科手术器械。

超声手术刀作为一种腔镜微创手术器械，在使用过程中需要与穿刺器配合进行手术，超声手术刀的刀杆最大外径在5.5毫米左右，限制了穿刺器直径的大小，使得针对儿科这样小的体征、小的器官组织进行腔镜手术时，手术创面依旧过大。而为了在手术过程中减小穿刺的伤口，以缩短手术恢复时间，需要更细的超声手术刀实现微创手术。

但超声手术刀需要利用高振幅的高频振动波实现对组织的切割，超声手术刀在实际使用过程中需要传导高频振动波，而超声手术刀杆上非线性的存在、发热引起的材料特性偏移、加工和装配的误差等都容易激发起工作频率以外的其它振动模式，从而导致超声手术刀振动不稳定，并且刀杆越细，刀头的功能特征越多，这种不稳定倾向越严重。

发明内容

本申请提供了一种超声手术刀，以解决超细刀杆导致超声手术刀振动模式不稳定的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种超声手术刀，所述超声手术刀包括刀杆和刀头，其中所述刀杆的远端与所述刀头连接；所述刀杆包括刀杆主体、第一过渡台阶和第二过渡台阶；所述第一过渡台阶与所述刀杆主体的近端连接，所述第一过渡台阶由近端至远端方向上截面直径渐小；所述第二过渡台阶与所述刀杆主体的远端连接，所述第二过渡台阶由近端至远端方向上截面直径渐小；所述第二过渡台阶位于远端节点的远端方向，所述第二过渡台阶与所述远端节点之间的距离在λ/8±5mm范围内；所述λ为所述超声手术刀工作时超声波的波长；所述远端节点为所述刀杆由远端至近端方向上的首个振动节点；所述振动节点为在所述超声手术刀工作时，所述刀杆上纵向振动幅度最小的位置。

通过在所述刀杆上设置第一过渡台阶和第二过渡台阶，能够使刀杆在逐渐变细，同时所述第二过渡台阶设置在所述刀避免细长的刀杆可能产生弯曲不稳定的超声振动，使刀头始终保持纵振动，能够有效减少所述刀杆带动刀头乱振，增加刀杆的稳定性。

可选的，所述第一过渡台阶位于近端节点的远端方向，所述第一过渡台阶与所述近端节点之间的间距小于或等于λ/8；所述近端节点为所述刀杆由近端至远端方向上的首个振动节点。所述第一过渡台阶设置在距近端节点八分之一波长内的位置，能够优化系统的增益同时辅助所述第二过渡台阶限制所述刀杆产生不稳定振动。

可选的，所述刀杆的长度大于或等于200mm，所述刀杆主体的截面直径为2mm～3mm。刀杆设置为大于等于200mm，能够满足大部分术式需求，而主体截面直径为2mm～3mm，能够将创面缩到更小，避免创面过大带来的风险。

可选的，所述刀杆还包括连接杆，所述连接杆与所述刀杆主体为圆柱形杆，所述第一过渡台阶为圆台形结构；所述连接杆通过所述第一过渡台阶与所述刀杆主体连接，所述近端节点位于所述连接杆上。连接杆能够将刀杆连接到超声换能器上，使所述超声手术刀通过超声换能器提供的特定频率的超声振动波工作。

所述第一过渡台阶包括第一连接端和第一过渡端，所述第一连接端和第一过渡端为圆形端面结构，且所述第一连接端与第一过渡端同轴设置；所述第一过渡端的直径小于所述第一连接端；所述第一过渡台阶通过所述第一连接端与所述连接杆连接，所述第一过渡台阶通过所述第一过渡端与所述刀杆主体连接。圆台形结构的第一过渡台阶能够使刀杆主体相对于连接杆来说更细，使所述超声手术刀能够适用于需要缩小创面的术式中。

所述第一过渡端的直径与所述刀杆主体的截面直径相等，所述第一连接端的直径与所述连接杆相等；所述第一连接端的直径大于1.5倍所述第一过渡端的直径。连接杆的大直径保证其能够更好的与超声换能器进行连接，从而为所述刀杆及刀头提供稳定的高频振动波。

可选的，所述第二过渡台阶为圆台形结构，所述刀杆通过所述第二过渡台阶与所述刀头连接；所述第二过渡台阶设有第二连接端和第二过渡端，所述第二连接端和第二过渡端为圆形端面结构，且所述第二连接端与第二过渡端同轴设置；所述第二过渡端的直径小于所述第二连接端；所述第二过渡台阶通过所述第二连接端与所述刀杆主体连接，所述第二过渡台阶通过所述第二过渡端与所述刀头连接。所述第二连接端的直径与所述刀杆主体的截面直径相等，所述第二连接端的直径为2mm～3mm；所述第二过渡端的直径为1mm～2mm。第二过渡台阶位于刀杆与刀头之间，圆台形结构的第二过渡台阶使得所述刀头相对于所述刀杆更加纤细，方便进行操作。

可选的，所述刀头包括刀头主体、第一切割部与第二切割部，所述第一切割部与第二切割部分别设置在所述刀头主体的两个对侧面上；所述第一切割部与第二切割部沿所述刀头主体近端至远端方向上厚度渐薄；所述第一切割部与第二切割部的长度为λ/8～λ/4。在刀头主体的两侧分别设置一个切割部，使得刀头在两个方向上都具有切割能力，同时长度设置为八分之一波长至四分之一波长，能够减少刀头导致的振动不稳定情况的发生，同时也能够方便辅助件进行安装。

可选的，所述刀头为弧形，所述第一切割部为凸面弧形结构，所述第二切割部为凹面弧形结构；所述第二切割部的半径小于所述第一切割部的半径。

可选的，所述第一切割部的凸面弧形结构的半径在λ/2±5mm范围内。第一切割部的半径处于λ/2±5mm范围内，能够在刀杆产生一定程度的形变时，维持切割功能并减少刀杆产生的不稳定振动。

可选的，所述刀头为直型，所述第一切割部与所述第二切割部都为直刃结构。直刃能够使刀头形状更加对称，减少刀杆产生不稳定振动的情况。

可选的，所述第一切割部与所述第二切割部沿所述刀头主体近端至远端方向的长度为10mm～17mm。所述第一切割部和第二切割部的长度设置为10mm～17mm便于与辅助件，例如夹持件进行配合安装。

可选的，所述刀头还包括第三切割部，所述第三切割部为V型结构，所述第三切割部设置在所述刀头主体的远端，且所述第三切割部位于所述刀头主体上未设置所述第一切割部与所述第二切割部的一侧。设置第三切割部能够丰富刀头的功能，使所述超声手术刀能够多功能使用，减少术中更换操作器械的次数。

可选的，所述第三切割部的长度小于或等于预设长度，所述预设长度为所述第一切割部与所述第二切割部中长度较短的切割部长度的1/2；所述第三切割部沿近端至远端方向厚度渐薄。所述第三切割部的设计能够使刀头的远端渐薄，以使刀头能够拥有更多的功能，限制第三切割部的长度及角度能够减弱刀头增设第三切割部所带来的振动不稳定。

可选的，所述V型结构夹角为60°～100°。

本申请还提供另一种超声手术刀，包括刀杆和上述任意一项所述的刀头，其中：

所述刀杆的远端与所述刀头连接；

所述刀杆包括刀杆主体、第一过渡台阶和第二过渡台阶；

所述第一过渡台阶与所述刀杆主体的近端连接，所述第一过渡台阶由近端至远端方向上截面直径渐小；

所述第二过渡台阶与所述刀杆主体的远端连接，所述第二过渡台阶由近端至远端方向上截面直径渐小。

可选的，所述刀杆主体上设有切槽。

可选的，所述切槽与所述第三切割部同侧设置，所述切槽设置在所述远端节点与所述第二过渡台阶间。在第三切割部同侧的刀杆上设置切槽，能够改善单侧设置第三切割部带来的振动不稳定问题。

可选的，所述切槽的近端至所述远端节点的距离为4～9mm；所述切槽的长度为2mm～5mm，所述切槽的深度为0.15mm～0.35mm。切槽的尺寸与布设位置能够更好的与第三切割部进行配合，以达到更好的限制刀杆产生其他振动的目的。

可选的，所述刀杆还包括多个法兰，所述法兰套接在所述刀杆上；所述法兰设置在所述刀杆的安装节点处，所述安装节点为所述刀杆上除所述近端节点外的其他振动节点。法兰能够提升刀杆的支撑强度，同时降低刀杆远端的一部分刚性，使所述超声手术刀进行辅助夹持过程中，夹持力分布更均匀。

可选的，所述法兰的数量至少为三个，各个所述法兰分别设置在所述远端节点和与所述远端节点间距为λ/2×N的安装节点处，所述N为正整数。设置法兰能够改善超声手术刀进行夹持过程中，刀杆产生的形变现象，使刀杆主体的形变量减小，将刀杆主体的最大形变量进行限制。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种超声手术刀杆，包括刀杆主体、第一过渡台阶和第二过渡台阶，其中：所述第一过渡台阶与所述刀杆主体的近端连接，所述第一过渡台阶由近端至远端方向上截面直径渐小；所述第二过渡台阶与所述刀杆主体的远端连接，所述第二过渡台阶由近端至远端方向上截面直径渐小；所述第二过渡台阶位于远端节点的远端方向，所述第二过渡台阶与所述远端节点之间的距离在λ/8±5mm范围内；所述λ为所述超声手术刀工作时超声波的波长；所述远端节点为所述刀杆由远端至近端方向上的首个振动节点；所述振动节点为在所述超声手术刀工作时，所述刀杆上纵向振动幅度最小的位置。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种超声手术刀头，包括刀头主体、第一切割部和第二切割部，其中：所述第一切割部与第二切割部分别设置在所述刀头主体的两个对侧面上；所述第一切割部与第二切割部沿所述刀头主体近端至远端方向上厚度渐薄；所述第一切割部与第二切割部的长度为λ/8～λ/4；所述λ为所述超声手术刀头工作时超声波的波长。

由以上技术方案可知，本申请提供一种超声手术刀，包括刀杆和刀头，所述刀杆的远端连接所述刀头，所述刀杆包括刀杆主体、第一过渡台阶和第二过渡台阶；所述第一过渡台阶与所述刀杆主体的近端连接，所述第一过渡台阶由近端至远端方向上截面直径渐小；所述第二过渡台阶与所述刀杆主体的远端连接，所述第二过渡台阶由近端至远端方向上截面直径渐小；所述第二过渡台阶位于远端节点的远端方向，且第二过渡台阶距所述远端节点的距离λ/8±5mm的范围内，所述λ为所述超声手术刀工作时超声波的波长；所述远端节点为所述刀杆由远端至近端方向上的首个振动节点；所述振动节点为在所述超声手术刀工作时，所述刀杆上纵向振幅最小的位置。本申请中的超声手术刀通过所述第一过渡台阶、第二过渡台阶及刀杆主体，使所述刀杆更为纤细的同时，保证所述刀杆维持纵振动，以缓解超声手术刀出现振动模式不稳定的问题。

本申请的超声手术刀头，第一切割部与第二切割部沿刀头主体近端至远端方向上厚度渐薄，使得刀头主体的远端更加纤薄，以使超声手术刀头达到更好的切割效果。第一切割部与第二切割部的长度为λ/8～λ/4，λ为超声手术刀头工作时超声波的波长，对切割部的长度进行限制可减少刀头对刀杆的影响，减少超声手术刀振动的不稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中一种超声手术刀的结构示意图；

图2为本申请实施例中一种刀头及刀杆远端的结构示意图；

图3为本申请实施例中一种刀头及刀杆远端的俯视示意图；

图4为本申请实施例中一种刀头及刀杆远端的侧视示意图；

图5为本申请实施例中另一种刀头及刀杆远端的结构示意图；

图6为本申请实施例中一种刀杆的结构示意图；

图7为本申请实施例中一种刀头、刀杆远端及切槽的结构示意图；

图8为本申请实施例中另一种刀头、刀杆远端及切槽的结构示意图。

图示说明：1-刀杆；2-刀头；10-刀杆主体；11-第一过渡台阶；12-第二过渡台阶；13-连接杆；14-法兰；20-刀头主体；21-第一切割部；22-第二切割部；23-第三切割部；100-切槽；101-远端节点；102-近端节点；111-第一连接端；112-第一过渡端；121-第二连接端；122-第二过渡端。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的示例。

在本申请的实施例中，所述超声手术刀是一种能够将超声换能器发出的高频超声振动波作为驱动的外科手术器械，应用于腔镜微创外科手术中。所述超声换能器发出的超声振动波为机械波，而机械波具有波速随介质变化而变化的特性，而波长又是由波速与频率决定的，因此机械波的波长与超声手术刀的材质及机械波频率有关。超声手术刀所使用的超声换能器为手柄状，设置有控制键和刀杆接口，超声手术刀通过刀杆的近端可以与超声换能器的刀杆接口进行连接，从而获取超声换能器发出的超声波，在本申请的实施例中，超声换能器发出的超声波为纵波。

超声手术刀在术中常与穿刺器、内窥镜等设备共同使用，穿刺器主要用于穿刺患者体腔，为超声手术刀进入体腔提供通道；内窥镜主要用于在外部观测患者体腔内部情况，便于使用超声手术刀对患处进行切割、止血等操作。

在一些实施例中，超声手术刀刀杆的最大外径在5.5mm左右，所述超声手术刀刀杆的最大外径限制了穿刺器的使用，使得手术创面依旧过大。特别是针对儿科及其他对体征较小或较小器官进行微创手术时，需要更小的创面来保证手术安全及术后恢复，因此需要具有更加细长刀杆的超声手术刀搭配更细的穿刺器进行微创手术。但细长的刀杆存在因刀杆表面非线性的存在、发热引起的材料特性偏移、加工和装配的误差等都容易激发起工作频率以外的其它振动模式，进而导致超声手术刀振动不稳定。

超声手术刀的其他振动模式均为刀杆产生的乱振，而乱振产生的主要原因为细长的超声刀杆会使其存在多个谐振频率接近超声手术刀的工作频率或工作频率的倍频、分频的谐振模式，在此基础上超声手术刀进行工作时，工作频率的超声振动波会激发超声刀杆中的其他谐振模式，从而导致刀杆进行乱振。

为了缓解超细刀杆导致超声手术刀振动模式不稳定的问题，本申请部分实施例提供一种超声手术刀。参见图1，为本申请实施例中一种超声手术刀的结构示意图。如图1所示，本申请提供的超声手术刀，包括刀杆1和刀头2，刀杆1的远端与刀头2连接。需要说明的是，所述远端与近端，是根据所述超声手术刀在使用过程中，距使用者的距离决定，更靠近使用者的一端为刀杆1的近端，另一端则为刀杆1的远端，而在所述刀头2上，更靠近使用者的一端为刀头2的近端，另一端则为刀头2的远端。进一步的，在刀杆1与刀头2的连接过程中，刀杆1的远端与刀头2的近端连接。

如图1所示，所述刀杆1包括刀杆主体10、第一过渡台阶11和第二过渡台阶12，第一过渡台阶11与刀杆主体10的近端连接，第一过渡台阶11由近端至远端方向上截面直径渐小。刀杆1内部组件的近端及远端方向与刀杆1相同，第一过渡台阶11由近端至远端方向上截面直径渐小的目的是为了从超声换能器与超声手术刀的接口过渡到刀杆主体10，以使刀杆主体10足够纤细。

第二过渡台阶12与刀杆主体10的远端连接，第二过渡台阶12由近端至远端方向上截面直径渐小。第二过渡台阶12的截面直径渐小的目的是限制刀头的大小，使得超声手术刀能够实施更加精细的操作。

第二过渡台阶12位于远端节点101的远端方向，且距远端节点101的距离大于λ/8。其中，λ为所述超声手术刀工作时超声波的波长，即超声换能器输出的超声波波长。远端节点101为刀杆1由远端至近端方向上的首个振动节点，振动节点为在超声手术刀工作时，刀杆1上纵向振幅最小的位置。

需要说明的是，λ及远端节点101的位置据需要根据超声手术刀的材质及工作频率进行确定。在本申请的部分实施例中，超声手术刀的工作频率为55kHz～56.5kHz，由于材料的差异，λ、即刀杆1上的超声波波长为87～95mm。

例如，在部分实施例中，刀杆1的长度可为240mm，其中刀杆主体10的长度为210mm，刀杆主体10的最大外径为2.3mm，第一过渡台阶11的长度为10mm，第二过渡台阶12的长度为3mm，刀杆1与超声换能器连接处的长度为17mm；刀头2的长度可为25mm。在此基础上，所述超声手术刀的整体长度为265mm。

由于远端节点101是超声手术刀在工作时纵向振幅最小的位置，以此作为锚点设置第二过渡台阶12的位置，能够更好的控制所述刀杆1和刀头2产生的振动，避免刀杆1因与所述刀头2连接出现接近工作频率或其谐频的位置。进而可以使刀杆1减少乱振，维持纵振动进行切割等工作。

如图1所示，第一过渡台阶11位于近端节点102的远端方向，且第一过渡台阶11与近端节点102之间的间距小于或等于λ/8。其中近端节点102为刀杆1由近端至远端方向上的首个振动节点。在部分实施例中，由于λ处于87～95mm范围内，λ/8约为11～12mm，即第一过渡台阶11与近端节点102的间距小于或等于12mm。但在其他一些实施例中，为了使刀杆1更加稳定和调整增益的需要，第一过渡台阶11与近端节点102的间距控制在1mm～5mm的范围内。

具体的，在本申请的部分实施例中，第二过渡台阶12位于远端节点101的远端方向的λ/8±5mm范围内，由于对整体增益的考虑和对刀头2其它谐振模式的约束，对第二过渡台阶12距远端节点101的最远距离进行限制，即第二过渡台阶12位于远端节点101的远端方向的λ/8～λ/8±5mm范围内。因此在部分实施例中，第二过渡台阶12与远端节点101的间距范围在6mm～17mm之间。

在本申请的部分实施例中，为了将刀杆1及刀头2安装至超声换能器接口，刀杆1还包括连接杆13，刀杆1通过连接杆13固定在超声换能器上从而进行工作。连接杆13与刀杆主体10为圆柱形杆，避免棱角造成刀杆1产生振动不稳定的情况，第一过渡台阶11为圆台形结构也是为了配合对连接杆13与刀杆主体10进行连接。连接杆13通过第一过渡台阶11与刀杆主体10连接，近端节点102位于连接杆13上。因第一过渡台阶11设置在近端节点102的远端方向，近端节点102位于连接杆13上，因此在部分实施例中，近端节点102和连接杆13的远端间距，与近端节点102和第一过渡台阶11的间距相等，即近端节点102和连接杆13的远端间距小于或等于λ/8。

因在部分实施例中，第一过渡台阶11为圆台状结构，所以第一过渡台阶11包括两个圆形端面结构，即第一连接端111和第一过渡端112。且第一连接端111与第一过渡端112同轴设置，第一过渡端112的直径小于第一连接端111。第一过渡台阶11通过第一连接端111与连接杆13连接，第一过渡台阶11通过第一过渡端112与刀杆主体10连接。由于第一连接端111与第一过渡端112同轴设置，且连接杆13通过第一过渡台阶11与刀杆主体10连接，连接杆13与刀杆主体10也为同轴设置。进一步加强刀杆1整体的强度，同时避免存在非线性位置影响刀杆1的振动。

在本实施例中，因第一过渡台阶11为圆台形结构，第一过渡台阶11的过轴截面为等腰梯形，但在部分实施例中，第一过渡台阶11过轴截面的两个侧边可为曲线。在保证第一连接端111与第一过渡端112的直径大小关系不变的情况下，侧边为曲线同样能够实现对刀杆主体10的截面直径进行限制的目的。

具体的，在部分实施例中，刀杆1的整体长度大于或等于200mm，刀杆主体10的截面直径为2mm～3mm。细长的刀杆1能够使超声手术刀进行手术过程中的创面更小，更方便患者术后恢复。第一过渡端112的直径与刀杆主体10的截面直径相等，能够避免第一过渡台阶11与刀杆主体10大小不匹配，进而影响超声手术刀整体的振动情况。第一连接端111的直径与连接杆13相等，第一连接端111的直径大于1.5倍第一过渡端112的直径，即连接杆13的截面直径大于1.5倍刀杆主体10的截面直径，连接杆13能够稳定安装在超声换能器上，以为超声手术刀提供高频超声波。在部分实施例中，为使刀杆1具有足够的长度进行操作，超声手术刀的整体长度可为265mm～275mm。

需要说明的是，在刀杆主体10、第一过渡台阶11和连接杆13进行连接的过程中，刀杆主体10、第一过渡台阶11和连接杆13可通过螺纹连接或一体成型实现，但由于螺纹连接存在一定空隙，可能会导致刀杆1的振动不稳定的情况加剧，在本申请的部分实施例中，可采用一体成型的方式实现刀杆主体10、第一过渡台阶11和连接杆13间的连接。

在本申请的部分实施例中，第二过渡台阶12也为圆台形结构，刀杆1通过第二过渡台阶12与刀头2连接。圆台形结构的第二过渡台阶12能够限制刀头2的直径小于刀杆1的直径。第二过渡台阶12设有第二连接端121和第二过渡端122，第二连接端121和第二过渡端122为圆形端面结构，且第二连接端121与第二过渡端122同轴设置，第二过渡端122的直径小于第二连接端121。

在刀杆1与刀头2的连接过程中，第二过渡台阶12通过第二连接端121与刀杆主体10连接，第二过渡台阶12通过第二过渡端122与刀头2连接。

具体的，第二过渡台阶12通过第二连接端121与刀杆主体10的远端连接，第二过渡台阶12通过第二过渡端122与刀头2的近端连接。又因为在部分实施例中，第二连接端121的直径与刀杆主体10的截面直径相等，第二连接端121的直径为2mm～3mm，第二过渡端122的直径为1mm～2mm。因此，刀头2的近端直径为1mm～2mm。同时，在部分实施例中，为了到达更好的缩小创面、保证振动稳定的目标，刀杆主体10的直径可选为2.1mm～2.6mm。

为了使超声手术刀的刀头2具有切割功能的同时，能够对刀杆1的振动状态进行稳定，如图2至图4，以及图7所示，刀头2包括刀头主体20、第一切割部21与第二切割部22。第一切割部21与第二切割部22分别设置在刀头主体20的两个对侧面上，即第一切割部21与第二切割部22相背设置，由于超声手术刀由高频超声振动波驱动，且超声振动波为纵波，在部分实施例中，第一切割部21与第二切割部22通常设置在超声振动波传播方向的左右两侧。第一切割部21与第二切割部22能够分别切割两侧的组织，方便进行操作。同时第一切割部21与第二切割部22沿刀头主体20近端至远端方向上厚度渐薄，使刀头主体20的远端形成一个极细的尖端，以实现对细薄组织进行切割。

需要说明的是，切割常用的切割部形状有直形刃与弧形刃，直形刃的近端及远端间为一条直线，无角度变化；弧形刃的近端与远端位于一条圆弧上，有一定的角度变化。弧形刃相对于直形刃功能较多。在本申请的部分实施例中，如图2至图4所示，刀头2为弧形，第一切割部21为凸面弧形结构，第二切割部22为凹面弧形结构，在此基础上，刀头主体20为带有一定弧度的圆柱形杆，刀头主体20的长度大于第一切割部21与第二切割部22中较长切割部的长度。同时由于第一切割部21为凸面弧形结构、第二切割部22为凹面弧形结构、以及第一切割部21与第二切割部22间存在刀头主体20，在第一切割部21与第二切割部22弧度的曲率近似时，第二切割部22的弧形半径小于第一切割部21的弧形半径。

在部分实施例中，由于第一切割部21与第二切割部22沿近端至远端的方向渐薄，因此刀头2的远端相应变薄，刀头主体20的远端相对于近端较细，在本实施例中，刀头主体20可为带有一定弧度的圆台形杆，刀头主体20的远端直径小于刀头主体20的近端直径。

为了使超声手术刀不会因增设刀头2影响振动的稳定性，第一切割部21与第二切割部22应尽量对称设置，第一切割部21与第二切割部22的轴向长度差小于1.5mm。轴向长度指的是第一切割部21与第二切割部22沿刀杆1近端至远端方向上的长度。因第一切割部21与第二切割部22为弧形，两个切割部间的实际长度测量较为困难，同时由于驱动超声手术刀进行工作的高频超声波为沿刀杆1近端至远端方向传递的纵波，所以控制第一切割部21与第二切割部22间轴向长度的差距不超过1.5mm，即可使刀头2对刀杆1振动稳定性的影响降到最低。

具体的，第一切割部21的凸面弧形结构的半径处在λ/2±5mm的范围内，半径处于上述范围内的第一切割部21可以在保证有一定弧度的情况下，不会大幅增加刀头2的活动半径，使得刀头2使用时形成的创面保持在较小的状态，同时能够在刀杆1产生一定程度的形变时，维持切割功能并减少刀杆1产生的不稳定振动。

在本申请的另一部分实施例中，如图5所示，刀头2为直型，第一切割部21与第二切割部22都为直刃结构。在此基础上，刀头主体20可为圆柱形杆，刀头主体20通过第二过渡台阶12与刀杆1连接。直型结构的刀头2上的第一切割部21与第二切割部22的对称设置在刀头主体20的两侧。同时为了减少对刀杆1振动状态的影响，第一切割部21与第二切割部22的长度差小于1.5mm。需要说明的是，由于刀头2由近端至远端方向渐薄，刀头主体20可为圆台形杆，刀头主体20的远端截面直径小于刀头主体20近端截面直径，在部分实施例中，刀头主体20的远端截面直径小于1mm。

同时为了保持整体上的对称、以及稳定刀杆1，第一切割部21与第二切割部22的长度为λ/8～λ/4，根据超声手术刀常用的波长计算，第一切割部21与第二切割部22的长度范围为10mm～20mm。具体的，在本申请的部分实施例中，第一切割部21与第二切割部22沿刀头主体20近端至远端方向的长度可选为10mm～17mm。

需要说明的是，在部分实施例中，刀头2为弧形，第一切割部21与第二切割部22的长度为沿刀头主体20近端至远端方向的轴向长度；在另一部分实施例中，刀头2为直型，第一切割部21与第二切割部22的长度为第一切割部21和第二切割部22的实际长度。

为了使超声手术刀适应更多场景，减少术中更换器械的次数，可通过增加刀头2的功能进行实现。如图2至图5所示，刀头2还包括第三切割部23，第三切割部23为V型结构，设置在刀头主体20的远端，V型结构的第三切割部23能够使刀头2的远端更加纤细，同时第三切割部23还具有切割功能，能够实现对细薄组织进行插入和切割。

第三切割部23为增加刀头2的功能以及使刀头2更纤细，第三切割部23不能与其他切割部重合设置，即第三切割部23位于刀头主体20上未设置第一切割部21与第二切割部22的一侧，例如第一切割部21与第二切割部22设置在刀头主体20的左右两侧，第三切割部23需设置在刀头主体20上侧或下侧。

为了使刀杆1不受刀头2影响，保证刀杆1上振动的稳定性，需要对刀头2上增设的第三切割部23的尺寸进行限制。在部分实施例中，第三切割部23的长度小于或等于预设长度，预设长度为第一切割部21与第二切割部22中长度较短的切割部长度的1/2。

由于第一切割部21与第二切割部22的长度为λ/8～λ/4，第三切割部23的预设长度为λ/16～λ/8，具体的，预设长度可为5mm～10mm。因第三切割部23的长度小于或等于预设长度，在部分实施例中，第三切割部23的长度可选为4mm～7mm。

需要说明的是，第三切割部23的尺寸不能大于第一切割部21与第二切割部22中长度较短的切割部长度的1/2，即第一切割部21与第二切割部22的长度均大于或等于2倍第三切割部23的长度。如果第一切割部21或第二切割部22的长度小于2倍第三切割部23的长度，会加剧刀杆1的不稳定振动情况。因此，在第一切割部21与第二切割部22的长度均大于或等于14mm时，第三切割部23的长度才可设置为7mm，第三切割部23的长度取其他值时同理，本申请中不做赘述。

第三切割部23沿近端至远端方向厚度渐薄，可使刀头主体20的远端更加纤细，从而能够使超声手术刀更好的对人体细薄组织进行插入和切割。为实现第三切割部23的切割功能，在部分实施例中，V型结构夹角为60°～100°，上述夹角的V型结构同时具有插入和切割功能，增加超声手术刀的功能。

在本申请的部分实施例中，提供一种超声手术刀，包括刀杆1和上述任意一项实施例所述的刀头2，其中：

所述刀杆1的远端与所述刀头2连接；

所述刀杆1包括刀杆主体10、第一过渡台阶11和第二过渡台阶12；

所述第一过渡台阶11与所述刀杆主体10的近端连接，所述第一过渡台阶11由近端至远端方向上截面直径渐小；

所述第二过渡台阶12与所述刀杆主体10的远端连接，所述第二过渡台阶12由近端至远端方向上截面直径渐小。

在本申请的部分实施例中，刀杆主体10上设有切槽100。

在本申请的部分实施例中，为避免设置第三切割部23使刀头2破坏刀杆1的振动稳定性，如图1所示，刀杆主体10上设有切槽100，设置切槽100能够减少增设第三切割部23带来的刀杆1产生弯曲不稳定的超声振动。

切槽100需要与第三切割部23同侧设置，以此来达到平衡第三切割部23带来的不稳定振动的目的。同时，切槽100设置在远端节点101与第二过渡台阶12间，同时切槽100距远端节点101的距离不超过λ/8，例如切槽100可设置在远端节点101于第二过渡台阶12的中点。

因切槽100的设置目的为减少单独设置第三切割部23带来的不稳定振动，没有形状的要求，因此切槽100可设置为多种形状，如图3、5、7、8所示，切槽100可为腰形槽、矩形槽、椭圆形槽等形状，其中腰形槽为两侧为半圆弧形、中部为矩形的浅槽，切槽100的具体形状本申请中不做限制。

具体的，为减少刀杆1弯曲不稳定振动的发生，切槽100的设置位置及尺寸与第三切割部23的尺寸存在关联。在一些实施例中，切槽100的近端与远端节点101的间距可设置为4～9mm。第三切割部23的尺寸越大，切槽100相应的尺寸也会增大，切槽100的长度范围为2mm～5mm，切槽100的深度范围为0.15mm～0.35mm。

如图7所示，在本申请的部分实施例中，切槽100可贯穿第二过渡台阶12，从而使切槽100的远端与刀头2接触。由于单独在刀头2一侧设置第三切割部23会使刀头2的单侧产生的质量和形状变化，进而使刀头2的不稳定振动增加，而切槽100就是用于平衡第三切割部23带来的变化，以使刀头2维持稳定的纵振动，因此在本实施例中，切槽100的长度可大于5mm，相对的切槽100的深度可小于0.15mm，切槽100能够用于平衡第三切割部23带来的影响即可。同时在本实施例中，贯通式的切槽100便于加工，同时在所述超声手术刀实际应用过程中，贯通式的切槽100还可以增加刀杆1远端与配套器件的间隙，避免刀杆1与其他器件接触。

在本申请的部分实施例中，为增加刀杆1的支撑强度，如图1、图6所示，刀杆1还包括多个法兰14，法兰14套接在刀杆1上。需要说明的是，法兰14可与刀杆1一体成型；另外法兰14还可为独立的零件，法兰14通过焊接、铆接或粘接等方式套接在刀杆1上，具体连接方式本申请中不做限制。同时，法兰14除设置在近端节点102外，还需设置在刀杆1沿轴向延伸的安装节点处，安装节点为刀杆1上除近端节点102外的其他振动节点，由于相邻的振动节点间通常间距λ/2，因此法兰14不会设置在第一过渡台阶11和第二过渡台阶12上。

在部分实施例中，为了在增加刀杆1的支撑强度的同时，在刀杆1的远端降低局部的结构刚性，使刀杆1自远端至近端逐步提高刚性，提高在刀头2施加夹持力的均匀性，法兰14的数量需要进行一定限制，在部分实施例中，法兰14的个数需要大于或等于三个，各个法兰14分别设置在远端节点101和距远端节点101的距离为λ/2×N的安装节点处，所述N为正整数。具体的，所述N的具体数值为法兰14的个数减一，即当设置三个法兰14时，N的值为2；当设置四个法兰14时，N的值为3。

例如，法兰14的数量可设置为三个，三个法兰14分别设置在远端节点101和距远端节点101的距离为λ/2及λ的两个安装节点处，即法兰14间的最大间距不超过λ，而远端节点101为刀杆1远端至近端方向的首个振动节点。由于大部分实施例中，刀杆1的长度均大于或等于200mm，刀杆1上的纵波波长约为87mm～95mm，因此在本实施例中刀杆1中设置法兰14的区域小于刀杆1长度的一半，既起到降低刀杆1的远端局部结构刚性的目的，又不会使刀杆1的整体刚性过低。

需要说明的是，法兰14的宽度需要小于或等于1mm，同时法兰14对刀杆1远端的最大外径的增加应小于1mm。以此来避免对刀杆1的振动稳定性及最大外径造成较大影响。

基于上述一种超声手术刀，如图1及图6所示，本申请还提供了一种超声手术刀杆，包括刀杆主体10、第一过渡台阶11和第二过渡台阶12，其中第一过渡台阶11与刀杆主体10的近端连接，第一过渡台阶11由近端至远端方向上截面直径渐小，第二过渡台阶12与刀杆主体10的远端连接，第二过渡台阶12由近端至远端方向上截面直径渐小。第一过渡台阶11和第二过渡台阶12能够使刀杆主体10更加纤细，使得刀杆主体10的直径能够满足进行创面更小的微创手术。同时第二过渡台阶12位于远端节点101的远端方向，且第二过渡台阶12与远端节点101的距离处在λ/8±5mm的范围内，其中λ为刀杆工作时超声波的波长，远端节点101为刀杆1由远端至近端方向上的首个纵向振幅最小的位置。第二过渡台阶12通过位置的设置，可以减少刀杆1连接刀头2时刀杆1上非纵振动的产生，增加刀杆1的稳定性，使得纤细的超声手术刀杆能够稳定的在工作频率超声波的驱动下进行纵振动。

基于上述一种超声手术刀，如图2所示，本申请还提供了一种超声手术刀头，包括刀头主体20、第一切割部21和第二切割部22，其中第一切割部21与第二切割部22分别设置在刀头主体20的两个对侧面上，在部分实施例中，由于驱动超声手术刀头的超声波为纵波，第一切割部21与第二切割部22可设置在刀头主体20的左右两侧，即超声波传播方向的左右两侧，以实现对组织进行切割。第一切割部21与第二切割部22沿刀头主体20近端至远端方向上厚度渐薄，使得刀头主体20的远端更加纤薄，以使超声手术刀头达到更好的切割效果。第一切割部21与第二切割部22的长度为λ/8～λ/4，λ为超声手术刀头工作时超声波的波长，对切割部的长度进行限制可减少刀头对刀杆1的影响，减少超声手术刀振动的不稳定性。

由以上技术方案可知，本申请提供一种超声手术刀，包括刀杆1和刀头2，刀杆1的远端连接刀头2，刀杆1包括刀杆主体10、第一过渡台阶11和第二过渡台阶12；第一过渡台阶11与刀杆主体10的近端连接，第二过渡台阶12与刀杆主体10的远端连接，第一过渡台阶11与第二过渡台阶12由近端至远端方向上截面直径渐小。第二过渡台阶12位于远端节点101的远端方向，且第二过渡台阶12距远端节点101的距离处于λ/8±5mm的范围内，其中λ为刀杆1工作时超声波的波长。远端节点101为刀杆1由远端至近端方向上的首个在超声手术刀工作时刀杆1上纵向振幅最小的位置。本申请中的超声手术刀通过第一过渡台阶11、第二过渡台阶12及刀杆主体10，使刀杆更为纤细的同时，保证刀杆1维持纵振动，以缓解超声手术刀出现振动模式不稳定的问题。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声手术刀头，其特征在于，包括刀头主体(20)、第一切割部(21)和第二切割部(22)，其中：

所述第一切割部(21)与第二切割部(22)分别设置在所述刀头主体(20)的两个对侧面上；所述第一切割部(21)与第二切割部(22)沿所述刀头主体(20)近端至远端方向上厚度渐薄；所述第一切割部(21)与第二切割部(22)的长度为λ/8～λ/4；所述λ为所述超声手术刀头工作时超声波的波长。

2.根据权利要求1所述的超声手术刀头，其特征在于，所述刀头(2)为弧形，所述第一切割部(21)为凸面弧形结构，所述第二切割部(22)为凹面弧形结构；所述第二切割部(22)的半径小于所述第一切割部(21)的半径。

3.根据权利要求2所述的超声手术刀头，其特征在于，所述第一切割部(21)的凸面弧形结构的半径在λ/2±5mm范围内。

4.根据权利要求1所述的超声手术刀头，其特征在于，所述刀头(2)为直型，所述第一切割部(21)与所述第二切割部(22)都为直刃结构。

5.根据权利要求1所述的超声手术刀头，其特征在于，所述第一切割部(21)与所述第二切割部(22)沿所述刀头主体(20)近端至远端方向的长度为10mm～17mm。

6.根据权利要求1所述的超声手术刀头，其特征在于，所述刀头(2)还包括第三切割部(23)，所述第三切割部(23)为V型结构，所述第三切割部(23)设置在所述刀头主体(20)的远端，且所述第三切割部(23)位于所述刀头主体(20)上未设置所述第一切割部(21)与所述第二切割部(22)的一侧。

7.根据权利要求6所述的超声手术刀头，其特征在于，所述第三切割部(23)的长度小于或等于预设长度，所述预设长度为所述第一切割部(21)与所述第二切割部(22)中长度较短的切割部长度的1/2；所述第三切割部(23)沿近端至远端方向厚度渐薄。

8.根据权利要求6所述的超声手术刀头，其特征在于，所述V型结构夹角为60°～100°。

9.一种超声手术刀，其特征在于，包括刀杆(1)和如权利要求1～8任意一项所述的刀头(2)，其中：

所述刀杆(1)的远端与所述刀头(2)连接；

所述刀杆(1)包括刀杆主体(10)、第一过渡台阶(11)和第二过渡台阶(12)；

所述第一过渡台阶(11)与所述刀杆主体(10)的近端连接，所述第一过渡台阶(11)由近端至远端方向上截面直径渐小；

所述第二过渡台阶(12)与所述刀杆主体(10)的远端连接，所述第二过渡台阶(12)由近端至远端方向上截面直径渐小。

10.根据权利要求9所述的超声手术刀，其特征在于，所述刀杆主体(10)上设有切槽(100)。