[发明专利]用于整形外科手术的扭转超声波发生器

说明书

一种用于例如在手术工具中生成扭转模式超声波振动的装置(20)包括超声换能器(27)，其通常产生纵向模式超声波振动，其中长的中空圆柱形模式转换器(29，59)同轴安装到其远端(13)。穿过模式转换器(29，59)的壁(16)形成多个孔(11，61)。这些孔(11，61)布置在沿着圆柱形模式转换器(29，59)并围绕圆柱形模式转换器(29，59)延伸的多个平行的螺旋排(7)中。与排(7)之间的间隔相比，同一排(7)内的孔(11，61)相对紧密地间隔开。在孔直径(d)、排间距(W)、同一行中的孔之间的间距(1)、相邻行中各个孔之间的间距(L)和模式转换器(D)的总直径之间建立了关系。在优选形式中，与第一模式转换器(29)中的圆柱形孔(11)不同，穿过第二模式转换器(59)的壁(16)的孔(61)向内逐渐变细。

技术领域

本发明涉及用于生成扭转模式超声波振动的装置，用于激活诸如手术工具的超声波振动工具。更具体但非排他地，本发明涉及用于生成扭转模式超声波振动的装置，其适于结合到手术工具(尤其是用于整形外科手术的手术工具)的手持件中。

背景技术

已知在先进的整形外科修正器械中使用扭转模式超声波，并且用于专科创伤植入物移除。与使用纵向模式超声波振动或甚至冲击驱动的切割工具的早期技术相比，采用扭转模式振动的装置的设计提供了增强的安全性，同时显著降低了损坏骨骼开窗的风险(参见Young等人的国际专利申请No.WO2015/198005和美国专利No.8836200)。在一些情况下，在波导周围需要保护罩，其将超声波生成换能器连接到工具的末端效应器。然而，在可以安全地部署工具而没有这种保护罩的情况下，通过使用组合的纵向和扭转模式可以显著提高振荡系统的效率。实现该目的的若干技术实例是已知的，诸如Wuchinich等人在美国专利申请No.US2001/0047166，Boukhny等人在美国专利申请No.US2005/0277869和Easley等人在美国专利申请No.US2006/0004396中公开的那些技术。在每个示例中，产生从纵向模式到扭转模式的比例模式转换的基本物理特征，即横截面不均匀性，涉及在工具的波导或喇叭的选定区域中加工螺旋槽。然而，为了创造声学有效的系统，在工具的钛合金中加工这些特征是困难的，这限制了该技术的使用。

发明内容

因此，本发明的目的是提供产生扭转模式超声波振动的装置，特别是适于激励可超声激活的整形外科手术工具的装置，其消除了现有系统的缺点，但提供了如上所述的可比较的益处。

根据本发明的第一方面，提供了一种适于产生扭转模式超声波振动的装置，包括同轴对准的压电陶瓷元件阵列，其具有从阵列的远端延伸的中空细长转换元件，其中多个孔延伸穿过中空细长转换元件的壁，所述多个孔布置成形成一排或多排孔，其中所述一排或每排孔沿着转换元件并围绕转换元件螺旋地延伸。

优选地，每个所述孔彼此相同。

有利地，每个所述孔具有中心线，该中心线与中空细长转换元件的纵向中心线相交。

优选地，存在围绕转换元件螺旋地延伸的多个所述多排孔。

有利地，每排孔平行于彼此延伸。

每排孔可以相隔其他排孔间隔开恒定距离。

优选地，每个所述孔朝向中空细长转换元件的内部逐渐变细。

有利地，每个所述孔还是圆锥形的或截头圆锥形的。

可替代地，每个所述孔是圆柱形的。

可替代地，每个所述孔具有椭圆形横截面。

可替代地，每个所述孔具有大致方形的横截面。

优选地，中空细长转换元件是圆柱形的。

有利地，细长转换元件的中空内部包括沿细长转换元件的纵向轴线延伸的细长内腔。

中空细长转换元件沿其长度可具有恒定的横截面轮廓。