[发明专利]一种超声换能器芯及包括其的枪式超声外科器械

说明书

本发明公开了一种超声换能器芯，包括沿着超声换能器芯的纵向轴线设置的前金属块、两个及以上的压电堆叠、将每相邻两个压电堆叠连接在一起的中间金属块、以及后金属块，该中间金属块的两个末端各设有一个凸缘并且这些凸缘同与该中间金属块前后相邻的压电堆叠相连接，该中间金属块还设有一个法兰，该法兰位于两个凸缘之间并且通过法兰两侧的环形凹槽与这两个凸缘间隔开。本发明还公开了一种枪式超声外科器械，包括上述的超声换能器芯。本发明克服了枪式超声外科器械的超声能量从器械的后端传递到器械的前端时器械的功率损耗大、换能器大而重、振动耦合器成本高、以及器械的使用不太灵活等问题。

技术领域

本发明涉及微创医疗技术领域，尤其是一种枪式超声外科器械。

背景技术

超声器械用于各种外科手术中，例如内窥镜或腹腔镜手术，在组织中进行解剖、切割、结扎、实现凝结和/或实现止血。通常，枪式超声外科器械(例如，超声软组织切割止血刀)包括用于抓握器械的手柄组件，附接到手柄组件后端的换能器，以及从超声换能器穿过器械的主体延伸到器械的端部执行器的振动耦合器。换能器产生在超声频率范围内的振动，这些振动通过振动耦合器从器械的手柄组件传递到端部执行器。这种配置有几个缺点，例如，当超声能量从器械的后端传递到器械的前端时，器械的功率衰减。此外，在器械的联接和密封处增加了功率损耗。因此，需要大而重的换能器来驱动已知的外科器械。大体积的换能器放在最靠近端部执行器的位置处，因此需要延长的并且通常是相对不可挠曲的细长振动耦合器，难以或不可能使端部执行器与刀片接合，这就限制了现有超声器械在内窥镜和腹腔镜外科手术中的可用性。

另外，振动耦合器成本高，因振动耦合器材质一般为钛合金，原料费用比一般金属材料要高一些，再者钛合金加工难度大，进一步增加振动耦合器的成本。

发明内容

为了克服现有技术中枪式超声外科器械的超声能量从器械的后端传递到器械的前端时器械功率损耗大、换能器大而重、以及振动耦合器成本高等问题，本发明提供一种超声换能器芯，具有一条纵向轴线并且沿着所述纵向轴线按预定频率产生振动，所述超声换能器芯包括：沿着所述纵向轴线设置的前金属块、两个及以上的压电堆叠、将每相邻两个压电堆叠连接在一起的中间金属块、以及后金属块；所述中间金属块的两个末端各设有一个凸缘并且这两个凸缘同与所述中间金属块前后相邻的压电堆叠相连接，所述中间金属块还设有一个法兰，所述法兰位于所述两个凸缘之间并且通过所述法兰两侧的环形凹槽与所述两个凸缘间隔开。

优选地，所述中间金属块及设在其上的法兰、两个凸缘、和法兰两侧的环形凹槽是一体成型的。

优选地，所述超声换能器芯包括的两个及以上的压电堆叠中每个压电堆叠包括一个或多个压电元件，当其中一个压电堆叠包括的压电元件的数量为两个及以上时，这个压电堆叠所包括的这些压电元件的正极通过介于压电元件之间或端部的多个电极片串联在一起和/或这些压电元件的负极通过介于压电元件之间或端部的多个电极片串联在一起，串联正极的每相邻两个电极片之间设有与这相邻两个电极片一体成型的连接部，和/或串联负极的每相邻两个电极片之间设有与这相邻两个电极片一体成型的连接部，串联正极的多个电极片与串联负极的多个电极片穿插交错放置并且串联正极的连接部与串联负极的连接部互不接触。

优选地，在所述超声换能器芯包括两个压电堆叠时，每个压电堆叠的压电元件均为六个，在串联正极电极片的连接部的数量为三个时串联负极电极片的连接部的数量为两个，或者在串联正极电极片的连接部的数量为两个时串联负极电极片的连接部的数量为三个。

优选地，串联正极电极片的每个连接部和/或串联负极电极片中的每个连接部的两个表面上均设置有绝缘物质，这些绝缘物质是塑料、树脂、橡胶、涂料、或镀膜中的任一种。