[发明专利]超声刀

说明书

本发明提供了一种用于外科手术的超声刀。在本发明的实施例中提供的一种超声刀，包括：刀杆和刀头，所述刀杆包括远离所述刀头的刀杆近端、刀杆中端和刀杆远端，其中所述刀杆远端与所述刀头连接；所述刀杆中端和/或所述刀杆远端设置有增益台阶，其中所述刀杆中端的第一节点至中端增益台阶的距离为半波长的10％～20％；以及所述刀头为弧形的切割刀锋。本发明公开的超声刀具有更宽的频率带宽，工作谐振点具有更低阻抗，刀尖具有更大、更均匀的振幅输出。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种超声刀。

背景技术

超声刀是外科的一种新型的能源型清洁器械。与传统电刀相比，超声刀具有非常明显的优势：精确的切割、止血以及最小的热损伤，减少手术时间并可用于重要器官；极少的烟雾及焦化，保证手术中的视野清晰；无电流通过人体；可切割除骨组织之外的任何实质性组织。

随着超声刀技术的发展，其越来越多的应用于临床，超声刀器械制造商也在不断对超声刀的性能进行优化。

而超声刀振动系统的谐振特性，简明扼要的说，就是谐振频率、谐振阻抗以及谐振振幅，这直接决定超声刀的工作状态，并影响超声刀的电声转换效率。超声刀振动系统一般有2个谐振点，即串联谐振点(Fs)与并联谐振点(Fp)。一般而言，对于2个谐振点，2个谐振点之间的间距(也即频宽)越大说明超声振动系统的谐振特性越好。超声刀的谐振振幅、阻抗等由刀身结构决定，尤其是增益台阶的设置与分布，同时这也影响超声刀的频率特性。进一步说，超声刀这三个谐振特性是紧密相关的，如何在三者之间协同优化使超声刀达到更优的谐振状态则是现在需要关注的核心点。

更具体地，在现有技术中，刀杆工作的相位容限基本位于80Hz以内，这样的容限对于维持刀杆在复杂的工作环境下始终保持良好的谐振状态是不够的。就现有的方案来看，造成这种容限很窄的根本原因在于现有的超声刀刀杆传导部分的结构设计。图1例示了现有技术中的超声刀。如图1所示，现有的超声刀的刀杆传导部分，在相较于刀头较远的刀杆的近端第一半波长节点处设置了第一增益台阶。而在第一半波长节点处设置增益台阶，就增大了刀杆输入超声波的振动幅度，而振动幅度越大，声波在传播过程中与固体介质内部的摩擦就越大，声波能量损失就越明显，从而也就导致声波传导的不稳定，牺牲了谐振的相位容限。因此，现有的这种结构布局，不仅限制了刀杆谐振的相位容限，而且不利于声波的传导，损耗了能量。

此外，在刀头部分也存在很大的问题，例如刀头更有效的振幅输出，刀头的热效应控制等，也亟需解决。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种技术解决方案，该技术方案摈弃了在刀杆的近端第一半波长节点处设置第一增益台阶的现有结构，通过在刀杆长度方向上不同位置处设置不同增益比的增益台阶，使得本发明的超声刀具有更优的频率特性、阻抗特性以及振幅特性，从而改进了本发明的超声刀的刀杆谐振的相位容限，提高了电能声能转化比率，使得超声刀具有更稳定的工作状态，并从整体上提高了超声刀的工作效率。

根据本发明的实施例，提供了一种超声刀，其特征在于，包括：刀杆和刀头，所述刀杆包括远离所述刀头的刀杆近端、刀杆中端和刀杆远端，其中所述刀杆远端与所述刀头连接；所述刀杆中端和/或所述刀杆远端设置有增益台阶，其中所述刀杆中端的第一节点至中端增益台阶的距离为半波长的10％～20％；以及所述刀头为弧形的切割刀锋。

在本发明的实施例中，所述刀杆中端和/或所述刀杆远端的增益台阶的增益可以大于1，从而超声刀的谐振系统能够实现更大更均匀的振幅输出。

在本发明的实施例中，所述刀杆远端增益台阶远离所述刀头侧的刀杆上设置有锥形结构，所述锥形结构的起始面与终止面的直径之比可以大于0.9。

在本发明的实施例中，所述锥形结构的近侧起始面与远侧终止面的直径之比可以大于0.9且小于1。

在本发明的实施例中，所述中端第一节点至中端增益台阶的距离可以为半波长的13％～17％。