[发明专利]一种用于骨骼手术的超声刀装置

说明书

技术领域

本发明属于外科手术中骨骼切割技术领域，具体涉及一种用于骨骼手术的超声刀装置。

背景技术

许多骨骼切割手术要求使用精密的切割器械，如传统的骨骼电锯、电钻、以及气动的锯和钻等，分别以电或者压缩气体作为动力进行骨骼切割。这种器械切割时，刀头一般做高速旋转或者摆动，手术者不易操作，容易对患者造成意外伤害。

专利US4188952和专利ZL200410070138.5公开了两种利用功率超声技术进行人体骨骼切割的装置。专利US4188952公开的装置只能进行骨骼的切割，对于大块骨骼去除的效率明显降低。专利ZL200410070138.5公开的装置利用电机旋转带动超声振动系统实现复合超声振动，虽然去除大块骨骼的效率有所提高，但是电机旋转及控制装置结构复杂，增加了手术者手持器械的体积和重量，使其容易产生疲劳和手术中的误操作，伤及患者正常组织。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于骨骼手术的超声刀装置，可以方便、高效的进行骨骼切割。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于骨骼手术的超声刀装置，包括控制单元、纵向超声驱动器、横向超声驱动器、超声换能器和刀具，所述刀具连接所述超声换能器，所述纵向超声驱动器、所述横向超声驱动器在所述控制单元控制下驱动所述超声换能器进行纵向和横向复合振动，并将产生的超声波能量传递至所述刀具。

进一步地，所述超声驱动器包括依次连接的鉴相器、压控振荡器、信号发生器、功率放大器和匹配器，以及一电流电压检测单元，所述匹配器连接所述超声换能器，所述电流电压检测单元对由匹配器输出的电流和电压进行检测并输入所述鉴相器。

进一步地，所述控制单元包括一单片机，以及连接该单片机的纵向振动开关、横向振动开关和复合振动开关。

进一步地，所述超声换能器包括依次连接的前体、压电陶瓷堆和后体。更进一步地，所述前体和后体采用金属材料。

进一步地，还包括一手柄，所述超声换能器置于该手柄内。

进一步地，所述刀具与所述超声换能器通过螺纹连接。

进一步地，所述刀具的刀刃部分设有锯齿。

进一步地，所述锯齿的形状为三角形。

本发明公开的超声骨骼切割装置，利用超声换能器的纵向和横向复合振动，提高了超声骨刀切削骨骼的效率；纵向和横向超声振动分别由各自的驱动器驱动，使手术者的手持部分的器械结构简化，体积减小，可靠性大大提高。

附图说明

图1是实施例中用于骨骼手术的超声刀装置的组成示意图。

图2是实施例中超声驱动器的组成示意图。

图3是实施例中控制单元的结构示意图。

图4a为实施例中刀具和手柄连接的示意图；

图4b为实施例中刀具和手柄内的超声换能器连接的示意图。

图5是实施例中超声换能器进行纵向和横向振动的示意图，其中图5a为纵向振动模式，图5b为横向振动模式。

图6是实施例中带三角形锯齿的刀具示意图。

图中标号说明：1-刀具；2-手柄；3-超声换能器；4-锯齿；A-纵向振动开关；B-横向振动开关；C-复合振动开关。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图，对本发明做详细的说明。

图1是本实施例的用于骨骼手术的超声刀装置的组成示意图，包括控制单元、纵向超声驱动器、横向超声驱动器、超声换能器和刀具，其中控制单元分别连接纵向超声驱动器、横向超声驱动器，两个驱动器共同连接超声换能器，超声换能器连接刀具。

图2是横向或者纵向超声驱动器的结构示意图，包括信号发生器、功率放大器、匹配器、电流电压检测单元、鉴相器和压控振荡器(VCO)，鉴相器、压控振荡器、信号发生器、功率放大器和匹配器依次连接，匹配器连接超声换能器，用于匹配功率放大器和超声换能器间的信号。如该图所示，信号发生器用于产生超声小功率电信号，经功率放大器放大后输入匹配器，由匹配器将放大后的大功率超声电信号输出给超声换能器，驱动换能器工作；电流电压检测单元对由匹配器输出的电流和电压进行检测，然后由鉴相器进行电流和电压信号的相位比较，当电流和电压同相时，鉴相器向压控振荡器输出零电压信号，此时压控振荡器便成功锁定超声换能器的工作频率；压控振荡器将锁定的超声换能器的横向或者纵向振动频率输入信号发生器；再经功率放大器、匹配器输入超声换能器，驱动其进行横向或者纵向振动。