[实用新型]一种超声刀传导杆及超声刀

说明书

本实用新型公开了一种超声刀传导杆及超声刀，该传导杆包括依次连接的近部杆体、中部杆体及远部杆体，近部杆体一端连接超声换能器、另一端连接中部杆体，远部杆体一端连接中部杆体、另一端连接刀头，声波自与超声换能器连接的近部杆体一端传入；近部杆体的外表面沿周向设置有凸起结构；中部杆体和/或远部杆体的外表面沿周向设置有增益台阶；该超声刀包括上述传导杆。与现有技术相比，本实用新型能够显著提高谐振的相位容限和振幅、降低声波能量损失，而且本实用新型提供的传导杆阻抗更小，从而使超声刀具有更稳定的工作状态以及更高效率的输出，所以本实用新型不仅能适用于一般场合，还能够适用于复杂的工作环境中，具有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及超声手术刀技术领域，更为具体地，本实用新型为一种超声刀传导杆及超声刀。

背景技术

超声刀(即超声手术刀)是一种新型的外科器械，与传统电刀相比，其具有明显的优势，比如，精确的切割、止血、热损伤小、手术时间短、可用于重要器官、极少烟雾及焦化、保证手术过程视野清晰、无电流通过人体、可切除骨组织以外的任何实质性组织等。随着超声刀被越来越多的使用，对超声刀的性能要求也越来越高。

超声刀振动系统的谐振特性，具体包括谐振频率、谐振阻抗及谐振振幅，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。一般而言，超声刀振动系统的串联谐振点(Fs)与并联谐振点(Fp)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。

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，现有的超声刀的传导杆部分，在相较于刀头较远的刀杆的近端首个半波长节点处设置了增益台阶。而在该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，如何有效地优化超声刀传导杆结构，以提高谐振的相位容限、降低声波能量损失，已成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型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首个半波长节点处设置增益台阶的现有结构，通过在该首个半波长节点处引入一个形象称之为“竹节”的凸起型增强结构(在下文中可以简称为“凸起结构”)，并且在刀杆轴向上不同位置处设置不同增益比的增益台阶，使得本实用新型的超声刀具有更优的频率特性、阻抗特性以及振幅特性，从而改进了本实用新型的超声刀的刀杆谐振的相位容限，减少了声波损耗，提高了电能声能转化比率，增强了超声刀的刀杆强度，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。

根据本实用新型的实施例，提供了一种超声刀传导杆，该传导杆包括依次连接的近部杆体、中部杆体及远部杆体，该近部杆体一端连接超声换能器、另一端连接中部杆体，该远部杆体一端连接中部杆体、另一端连接刀头，声波自与超声换能器连接的近部杆体一端传入；近部杆体的外表面沿周向设置有凸起结构，在轴向方向上，该凸起结构处于声波传入的首个半波长的长度范围内；中部杆体和/或远部杆体的外表面沿周向设置有增益台阶。

基于上述的技术方案，通过凸起结构和增益台阶双重设计，本实用新型所提供的超声刀传导杆具有相位容限更大、振幅更大、阻抗更小、工作状态更稳定、输出效率更高等优点；另外，凸起结构还能起到加强局部强度、支撑传导杆、加长传导杆的作用，以满足复杂环境的工作需要。

进一步地，凸起结构的几何中心处于声波传入的首个半波长的波节处。