CN216173919U - 一种医用超声刀换能器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种医用超声刀换能器，包括预应力螺杆后匹配块、第一电极片、第二电极片、第一压电晶体、第二压电晶体、前匹配块、固定法兰和绝缘套管，所述绝缘套管嵌设于所述第一压电晶体、第二电极片、固定法兰和第二压电晶体中，所述预应力螺杆从上至下依次穿过所述后匹配块、第一电极片和绝缘套管并与所述前匹配块螺纹连接。本实用新型采用的医用超声刀换能器仅仅采用两片压电晶体,且通过一根螺栓实现所有部件的连接，结构简单、安装方便，尺寸小，成本低，适应现有大多数超声刀杆应用；该医用超声刀换能器为一次性使用的换能器，与现有大多数超声刀杆相匹配，解决了现有一次性换能器不能与市场现有产品主机通配的问题。

Description

一种医用超声刀换能器

技术领域

本实用新型涉及超声技术领域，特别涉及一种医用超声刀换能器。

背景技术

超声换能器，是一种实现电能与声能(即高频机械振动能)相互转换的器件。医用超声刀原理及组成：它由主机超声发生器、手柄、刀杆(刀头)、脚踏开关等主要部件组成。手柄为带有塑料外壳的换能器，把主机发生器提供的高频电能转化成超声机械动能，并将它传递至刀头，产生高频机械共振。这个机械振动能(即超声振动)对接触到的人体组织会产生机械效应、温度效应、空化效应等功效。大功率超声波，能够使与刀头接触的组织细胞在瞬间水分气化，蛋白质氢键断裂细胞崩解从而切开组织，由机械振动引起的摩擦热能在切开组织的同时进行凝固止血。正是这一系例功效的综合效能，对组织起到了止血、切割或凝固作用。不同形状和不同参数的刀头可完成不同的手术。

目前的手术刀换能器主要有两种，一种是与市场通配的且能重复使用的，但其成本高，稳定性差。另一种是可一次性使用的，但不能通配市场已有产品。

对于现有的可重复使用的换能器来说，每次高温消毒(133度30分钟)对其性能都会造成一定的衰减，影响后续的使用效果。同时为了尽可能控制并减少高温消毒造成的影响，这就要求换能器的性能控制要求很高，导致其成本也高。现有可重复使用的超声刀手柄里的换能器(频率为55.5KHz)主要采用4片压电晶体安装方式，由于压电晶体数量多，因而输入功率大，匹配材料性能要求高，生产成本高，造成了一定的浪费。

同时因为要与细长刀杆的频率匹配，这就对一次性使用的刀杆生产过程具有高要求，进而导致良率低，成本也是居高不下。此外，对于现有可一次性使用的，作为一个独有的系列产品，其频率(50KHz)和其它电参数都是不相同的，不能与市场通用的手术刀主机(55.5kHz)匹配。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型公开了一种医用超声刀换能器。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型公开了一种医用超声刀换能器，包括预应力螺杆后匹配块、第一电极片、第二电极片、第一压电晶体、第二压电晶体、前匹配块、固定法兰和绝缘套管，所述后匹配块、第一电极片、第一压电晶体、第二电极片、固定法兰和第二压电晶体从上至下依次设置，所述绝缘套管嵌设于所述第一压电晶体、第二电极片、固定法兰和第二压电晶体中，所述预应力螺杆从上至下依次穿过所述后匹配块、第一电极片和绝缘套管并与所述前匹配块螺纹连接。

优选的，该医用超声刀换能器包括预应力螺杆、后匹配块、第一电极片、第二电极片、第一压电晶体、第二压电晶体、前匹配块、固定法兰和绝缘套管，所述后匹配块、第一电极片、第一压电晶体、第二电极片、第二压电晶体和固定法兰从上至下依次设置，所述预应力螺杆从上至下依次穿过所述后匹配块、第一电极片、绝缘套管和固定法兰并与所述前匹配块螺纹连接。

进一步优选的，所述固定法兰与所述前匹配块一体设置。

更进一步优选的，所述固定法兰至少采用阶梯法兰、凹槽法兰、单回心槽法兰和双回心槽法兰中的任一种。

优选的，所述压电晶体采用压电陶瓷片。

优选的，所述第一电极片和第二电极片分别为L型结构。

优选的，所述前匹配块包括连接部和工作端部，所述连接部与所述工作端部至少通过圆弧/圆锥/阶梯过渡。

优选的，所述前匹配块的工作端设置有用以连接变幅杆的螺纹孔。

与现有技术相比，本实用新型的至少具有以下优点：

本实用新型提供的医用超声刀换能器仅仅采用两片压电晶体且频率范围为55.5±2KHz，通过优化设计，在达到相同性能的情况下，结构更简单，尺寸更小，成本更低；

本实用新型提供的医用超声刀换能器的频率等参数与可重复使用款型的换能器的参数相同，实现相同的功能和产品通配互换，适应现有大多数超声刀杆应用，通配现有市场通用主机产品(55.5KHz)，解决现有可通配重复性使用的超声刀换能器因高温消毒性能衰减的问题，且降低刀杆性能要求和生产成本；

且，本实用新型提供的医用超声刀换能器为一次性使用的换能器，与现有大多数超声刀杆相匹配，解决了现有一次性换能器不能与市场现有产品主机通配的问题；

此外，本实用新型提供的医用超声刀换能器通过一根螺栓实现所有部件的连接方式，安装方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例1所公开的一种医用超声刀换能器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2所公开的一种医用超声刀换能器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3所公开的一种医用超声刀换能器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1-3所公开的换能器与变幅杆的连接方式示意图；

图5为本实用新型实施例4所公开的一种医用超声刀换能器的结构示意图；

图6为本实用新型实施例5所公开的一种医用超声刀换能器的结构示意图；

图7为本实用新型实施例6所公开的一种医用超声刀换能器的结构示意图；

图8为本实用新型实施例5-6所公开的换能器与变幅杆的连接方式示意图；

图9为本实用新型实施例7所公开的一种医用超声刀换能器的结构示意图；

图10为本实用新型实施例7所公开的阶梯固定法兰与前匹配块一体设置的示意图；

图11为本实用新型实施例7所公开的凹槽固定法兰与前匹配块一体设置的示意图；

图12为本实用新型实施例7所公开的单回心槽固定法兰与前匹配块一体设置的示意图；

图13为本实用新型实施例7所公开的双回心槽固定法兰与前匹配块一体设置的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1：

参见图1所示，本实用新型实施例1公开了一种医用超声刀换能器，包括预应力螺杆1、后匹配块2、第一电极片3、第二电极片4、第一压电晶体5、第二压电晶体6、前匹配块7、固定法兰8和绝缘套管9，后匹配块2、第一电极片3、第一压电晶体5、第二电极片4、固定法兰8和第二压电晶体6从上至下依次设置，绝缘套管9嵌设于所述第一压电晶体5、第二电极片4、固定法兰8和第二压电晶体6中，预应力螺杆1从上至下依次穿过后匹配块2、第一电极片3和绝缘套管9并与前匹配块7螺纹连接。该医用超声刀换能器的频率范围为55.5±2KHz。其中，前匹配块7包括连接部71和工作端部72，连接部71与工作端部72通过圆弧过渡，通过圆弧a1过渡可以放大超声波振幅。其中，压电晶体外径尺寸范围为Φ15-Φ25mm，前匹配块7输出端直径尺寸范围为Φ4-Φ10mm。

优选的，第一压电晶体5、第二压电晶体6分别采用压电陶瓷片。

优选的，第一电极片3和第二电极片4分别为L型结构，L型结构为相互垂直的横板和竖板，第一电极片3的横板贴于第一压电晶体5的上方，第一压电晶体的竖板位于第一压电晶体5的一侧，第二电极片4的横板贴于第一压电晶体5的下方，第二电极片4的竖板位于第一压电晶体5的另一侧。第一电极片3和第二电极片4采用L型结构，不但结构简单，且方便组装。

优选的，前匹配块7的工作端设置有用以连接变幅杆10的螺纹孔73。前匹配块7的工作端设置设置螺纹孔方便与变幅杆10(如图4，图中显示了换能器与变幅杆的连接方式)组装。

实施例2：

参见图2所示，本实用新型实施例2公开了一种医用超声刀换能器，本实施例2所公开的医用超声刀换能器与实施例1相似，不同在于前匹配块的结构，本实施例2中，前匹配块7包括连接部71和工作端部72，连接部71与工作端部72通过圆锥过渡，通过圆锥过渡也可以放大超声波振幅。

实施例3：

参见图3所示，本实用新型实施例3公开了一种医用超声刀换能器，本实施例3所公开的医用超声刀换能器与实施例1相似，不同在于前匹配块的结构，本实施例3中，前匹配块7包括连接部71和工作端部72，连接部71与工作端部72通过阶梯过渡，阶梯方便加工。

实施例4：

参见图5所示，本实用新型实施例4公开了一种医用超声刀换能器，包括预应力螺杆1、后匹配块2、第一电极片3、第二电极片4、第一压电晶体5、第二压电晶体6、前匹配块7、固定法兰8和绝缘套管9，后匹配块2、第一电极片3、第一压电晶体5、第二电极片4、第二压电晶体6和固定法兰8从上至下依次设置，预应力螺杆1从上至下依次穿过后匹配块2、第一电极片3、绝缘套管9和固定法兰8并与前匹配块7螺纹连接。该医用超声刀换能器的频率范围为55.5±2KHz。其中，前匹配块7包括连接部71和工作端部72，连接部71与工作端部72通过圆弧过渡。其中，压电晶体外径尺寸范围为Φ15-Φ25mm，前匹配块7输出端直径尺寸范围为Φ4-Φ10mm。

优选的，压电晶体采用压电陶瓷片。

优选的，第一电极片3和第二电极片4分别为L型结构，L型结构为相互垂直的横板和竖板，第一电极片3的横板贴于第一压电晶体5的上方，第一压电晶体的竖板位于第一压电晶体5的一侧，第二电极片4的横板贴于第一压电晶体5的下方，第二电极片4的竖板位于第一压电晶体5的另一侧。第一电极片3和第二电极片4采用L型结构，不但结构简单，且方便组装。

优选的，前匹配块7的工作端设置有用以连接变幅杆10的螺纹孔。设置螺纹孔方便与变幅杆10(如图8，图中显示了换能器与变幅杆的连接方式)组装。

实施例5：

参见图6所示，本实用新型实施例5公开了一种医用超声刀换能器，本实施例5所公开的医用超声刀换能器与实施例4相似，不同在于前匹配块的结构，本实施例5中，前匹配块7包括连接部71和工作端部72，连接部71与工作端部72通过圆锥过渡，通过圆锥过渡也可以放大超声波振幅。

实施例6：

参见图7所示，本实用新型实施例6公开了一种医用超声刀换能器，本实施例6所公开的医用超声刀换能器与实施例4相似，不同在于前匹配块的结构，本实施例6中，前匹配块7包括连接部71和工作端部72，连接部71与工作端部72通过阶梯过渡，阶梯方便加工。

实施例7：

本实用新型实施例7公开了一种医用超声刀换能器，本实施例7所公开的医用超声刀换能器与实施例4或5或6相似，不同的在于，本实施例7中的固定法兰8与前匹配块7一体设置，简化了机构的零件数量，其中，实施例7中的固定法兰的结构可以采用多种方式，比如阶梯法兰(如图9-10所示)、凹槽法兰(如图11所示)、单回心法兰(如图12所示)、双回心法兰(如图13所示)。

通过以上技术方案，本实用新型实施例1-7采用的医用超声刀换能器仅仅采用两片压电晶体，且通过一根螺栓实现所有部件的连接且频率范围55.5±2KHz，结构简单、安装方便，尺寸小，成本低，适应现有大多数超声刀杆应用，通配现有市场通用主机产品(55.5KHz)，适用范围广。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种医用超声刀换能器，其特征在于：包括预应力螺杆、后匹配块、第一电极片、第二电极片、第一压电晶体、第二压电晶体、前匹配块、固定法兰和绝缘套管，所述后匹配块、第一电极片、第一压电晶体、第二电极片、固定法兰和第二压电晶体从上至下依次设置，所述绝缘套管嵌设于所述第一压电晶体、第二电极片、固定法兰和第二压电晶体中，所述预应力螺杆从上至下依次穿过所述后匹配块、第一电极片和绝缘套管并与所述前匹配块螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种医用超声刀换能器，其特征在于：该医用超声刀换能器包括预应力螺杆、后匹配块、第一电极片、第二电极片、第一压电晶体、第二压电晶体、前匹配块、固定法兰和绝缘套管，所述后匹配块、第一电极片、第一压电晶体、第二电极片、第二压电晶体和固定法兰从上至下依次设置，所述预应力螺杆从上至下依次穿过所述后匹配块、第一电极片、绝缘套管和固定法兰并与所述前匹配块螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种医用超声刀换能器，其特征在于：所述固定法兰与所述前匹配块一体设置。

4.根据权利要求3所述的一种医用超声刀换能器，其特征在于：所述固定法兰至少采用阶梯法兰、凹槽法兰、单回心槽法兰和双回心槽法兰中的任一种。

5.根据权利要求1或2所述的一种医用超声刀换能器，其特征在于：所述压电晶体采用压电陶瓷片。

6.根据权利要求1或2所述的一种医用超声刀换能器，其特征在于：所述第一电极片和第二电极片分别为L型结构。

7.根据权利要求1或2所述的一种医用超声刀换能器，其特征在于：所述前匹配块包括连接部和工作端部，所述连接部与所述工作端部至少通过圆弧/圆锥/阶梯过渡。

8.根据权利要求1或2所述的一种医用超声刀换能器，其特征在于：所述前匹配块的工作端设置有用以连接变幅杆的螺纹孔。

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