[发明专利]操作超声机头的方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声设备，并且更具体地，涉及用于控制眼科晶状体乳化机头的设备。

背景技术

适于眼科手术的典型超声外科手术设备包括：超声驱动的机头、附接的空心切割尖端、冲洗套管和电子控制台。机头组件通过电缆和柔性管附接到控制台。通过该电缆，控制台改变通过机头传输到附接的切割尖端的功率水平，并且通过机头组件，柔性管提供冲洗液体到眼睛以及从眼睛抽取吸出液体。

机头的操作部分是直接附接到一组压电晶体的位于中央的空心共振杆或变幅杆(horn)。该晶体提供在晶状体乳化期间驱动变幅杆和附接的切割尖端所需的必要超声振动且由控制台控制。通过相对固定的支架，晶体/变幅杆组件在其节点悬挂在机头的空心体或壳内。机头体终止于体远端处的直径减少部分或头锥。头锥外部刻有螺纹以接受冲洗套管。同样，变幅杆孔在其远端内部刻有螺纹以容纳切割尖端的外部螺纹。冲洗套管也具有内部刻有螺纹的孔，其拧到头锥的外部螺纹上。调整切割尖端，使得该尖端仅凸出超过冲洗套管的开口端预定量。超声机头和切割尖端在美国专利No.3,589,363；4,223,676；4,246,902；4,493,694；4,515,583；4,589,415；4,609,368；4,869,715；以及4,922,902中更全面地描述，在此通过引用并入其全部内容。

当用于执行晶状体乳化时，切割尖端和冲洗套管的末端被插入眼组织的角膜、巩膜或其它位置的预定宽度的小切口中，以便获得访问眼睛的前腔室。切割尖端通过晶体驱动的超声变幅杆(ultrasonic horn)在冲洗套管内沿其纵轴超声地振动，由此通过接触在原处选择的组织而使其乳化。切割尖端的空心孔与变幅杆中的接口，该变幅杆中的孔再与从机头到控制台的吸出线接口。控制台中减少的压力或真空源通过切割尖端的开口端、切割尖端的孔、变幅杆孔、以及抽吸线，从眼睛中汲取或抽吸乳化的组织，并收集到收集设备中。由通过冲洗套管的内表面和切割尖端的外表面之间的小环形缝隙注入手术点的盐冲洗液或冲洗剂，来帮助乳化组织的抽吸。该冲洗剂还维持眼睛中的液体平衡并且帮助眼睛保持其形状。

已经有之前的尝试来组合切割尖端的超声纵向运动与尖端的旋转运动，见美国专利No.5,222,959(Anis)、5,722,945(Anis等人)和4,504,264(Kelman)，在此通过引用并入其全部内容。这些之前的尝试已经使用了电动马达来提供尖端的旋转，这要求O环或其它封装，其除了增加的复杂性和可能的马达故障外，还可能出现故障。

还已经有之前的尝试来产生纵向和扭转运动而不使用电动马达。例如，在美国专利No.6,028,387、6,077,285和6,402,769(Boukhny)中，描述了具有两对压电晶体的机头。一对被极化来产生纵向运动。另一对被极化来产生扭转运动。两个分开的驱动信号被用于驱动两对晶体。在实际实践中，制造使用在纵向和扭转方向上共振的两对晶体的机头难以实现。一种可能的解决方案在美国专利公开No.US 2001/0011176 A1(Boukhny)中描述。该引用文献公开了一种机头，具有产生纵向运动的单组压电晶体，以及在机头的变幅杆或尖端上的一系列对角裂缝，其在变幅杆或尖端以压电晶体的共振频率驱动时产生扭转运动。再次，在实践中，压电晶体和变幅杆或尖端的共振频率不一致，因此同时的纵向和扭转运动难以实现。

因此，持续存在对将同时或分开地在纵向和扭转上振动的可靠超声机头的需要。

发明内容

本发明通过提供一种具有至少一组在以相关共振频率激励时被极化来产生纵向运动的压电元件的机头，改进了现有技术超声机头操作方法。压电晶体连接到附接有切割尖端的超声变幅杆。该变幅杆和/或切割尖端包含多个对角裂缝或凹槽。该裂缝或凹槽在压电晶体被以第二共振频率激励时在切割尖端中产生优化的扭转运动。当处于扭转模式时，物质可能阻塞切割尖端。本方法包括在检测到阻塞时提供尖端的纵向运动的脉冲的步骤。

因此，本发明的一个目地是，提供一种具有纵向和扭转运动两者的超声机头。

本发明的另一目地是，提供一种具有变幅杆的超声机头，该变幅杆具有一系列对角裂缝来产生扭转运动。

参照附图以及附图的以下描述和权利要求，本发明的其它目的、特征和优点将变得明显。

附图说明

图1是可用于本发明的方法的、移除了外壳的机头的透视图。

图2是可用于本发明的方法的超声变幅杆的透视图。

图3是可用于本发明的驱动电路的方块图。

图4是可用于本发明的机头和控制台的透视图。