超声刀具换能器及超声波手术器械的制作方法

1.本技术实施例涉及医疗器械技术领域，具体涉及超声刀具换能器及超声波手术器械。


背景技术：

2.医用超声换能器用于将超声主机输出的电能量转换为超声能量和机械振动能量，再结合超声刀具作用于人体骨骼组织或软组织，达到手术治疗疾病的目的，是医用超声手术系统中的关键部件。医用超声换能器主要由前盖板202、产生超声波的晶堆、后盖板203等组成。
3.如图1所示，现有的分体式超声刀具换能器，将一个法兰盘101 设置在换能器包括的放大器102的节点处，利用法兰盘101，将换能器固定在驱动柄的外壳上，在使用时需要将驱动柄安装在分体式的超声刀具上来驱动刀杆振动。上述节点是指超声波经过放大器传播时，振幅为零的点，即超声波在传播时的波长的一半处为节点。由于晶堆 103与第一个节点之间有一定的距离，因此，需要将放大器102的长度设置为至少一个半波长度，造成换能器的轴向体积较大。
4.此外，在实际工作中因负载的变化或换能器自身频率的变化会导致节点前后飘移，所以法兰盘101的位置并非是固定的节点，利用此法兰盘101固定换能器时会因此处的伸缩振动而导致换能器的能量损耗，还可能在工作中使得一部分机械振动能量转换成热能量从而对换能器造成损坏，从而会影响超声换能器的寿命，或导致超声刀系统无法正常工作，造成手术风险。


技术实现要素：

5.本技术实施例提出了超声刀具换能器和超声波手术器械，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种超声刀具换能器，该超声刀具换能器包括：超声波发生组件201、前盖板202、后盖板203、固定装置204，其中，超声波发生组件201位于前盖板202和后盖板203 之间，超声波发生组件201包括至少一个超声波振动片2011、正电极片2012、负电极片2013和法兰盘2014，至少一个超声波振动片2011 和法兰盘2014包括位于中心的通孔，固定装置204利用通孔将前盖板 202、超声波发生组件201和后盖板203固定在一起。
7.在一些实施例中，前盖板202包括位于中心的螺纹孔，固定装置 204为螺栓，螺栓与螺纹孔连接，将前盖板202、超声波发生组件201 和后盖板203固定在一起。
8.在一些实施例中，前盖板202包括位于中心的螺柱，固定装置204 为螺母，螺母与螺柱连接，将前盖板202、超声波发生组件201和后盖板203固定在一起。
9.在一些实施例中，超声刀具换能器包括的各个组件中，相邻的组件之间设置有中心为通孔的垫片。
10.在一些实施例中，垫片为金属垫片。
11.在一些实施例中，超声波发生组件201的数量为至少两组，至少两组超声波发生组件通过中心为通孔的超声波传导块分隔开。
12.在一些实施例中，法兰盘2014的厚度为0.1mm
‑
8mm。
13.在一些实施例中，超声刀具换能器还包括隔离管，隔离管穿过后盖板203和超声波发生组件201中心的通孔。
14.在一些实施例中，超声刀具换能器还包括刀杆，刀杆与前盖板一体成型，或刀杆与前盖板可拆卸地连接。
15.第二方面，本技术实施例提供了一种超声波手术器械，该超声波手术器械包括：超声波手术刀主机801、激发开关802和超声刀手柄 803，其中，超声刀手柄包括上述第一方面中任一实施例描述的超声刀具换能器8031，超声波手术刀主机分别与激发开关和超声刀手柄连接。
16.本技术实施例提供的超声刀具换能器及超声波手术器械，通过将法兰盘和至少一个超声波振动片组合为超声波发生组件，相比于现有技术，无需将法兰盘设置在超声波的传输节点处，可以使换能器的长度缩短，从而减小了换能器的体积，降低了重量，有助于节约成本。此外，由于无需将法兰盘设置在节点处，因此，可以避免在换能器工作时因法兰盘的安装位置不精准而造成的将超声波能量传导到驱动柄的外壳上，从而可以提高能量传输效率，降低能量损失造成的对换能器的损坏，提高换能器的使用寿命以及提高手术安全性。
附图说明
17.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
18.图1是现有的现有的分体式超声刀具换能器的结构示意图；
19.图2是根据本技术的超声刀具换能器的一个实施例的结构示意图；
20.图3是根据本技术的超声刀具换能器的一个实施例的立体图和爆炸图；
21.图4是根据本技术的超声刀具换能器的另一个实施例的结构示意图；
22.图5是根据本技术的超声刀具换能器的另一个实施例的立体图和爆炸图；
23.图6是根据本技术的包括至少两组超声波发生组件的超声刀具换能器的结构示意图；
24.图7是根据本技术的包括刀杆的超声刀具换能器的示例性示意图；
25.图8是根据本技术的超声波手术器械的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
28.图2示出了本技术的超声刀具换能器的一个实施例的结构示意图。如图2所示，超
声刀具换能器200包括：超声波发生组件201、前盖板202、后盖板203、固定装置204。其中，超声波发生组件201 位于前盖板202和后盖板203之间，超声波发生组件201包括至少一个超声波振动片2011、正电极片2012、负电极片2013和法兰盘2014，至少一个超声波振动片2011和法兰盘2014包括位于中心的通孔，固定装置204利用通孔将前盖板202、超声波发生组件201和后盖板203 固定在一起。
29.上述至少一个超声波振动片2011中的每组超声波振动片可以包括任意数量的超声波振动片，从而可以根据需要，调节所需的超声波能量的上限。超声波振动片与上述正电极片2012、负电极片2013连接，当超声波振动片通电后，在主控制器的控制下，产生相应频率的机械振动，从而将超声波能量传输给前盖板202。
30.通常，超声波振动片可以为压电陶瓷。超声波振动片的形状为中心为通孔的圆盘形。
31.上述法兰盘2014用于将超声刀具换能器固定在超声波驱动柄的外壳内。上述法兰盘2014可以设置在如图1所示的两个超声波振动片之间，也可以是设置在前盖板202与上述至少一个超声波振动片2011 之间，或者设置在后盖板203与上述至少一个超声波振动片2011之间。法兰盘2014的形状可以任意设置，例如圆形、椭圆形、多边形或其他不规则形状等。
32.在本实施例的一些可选的实现方式中，法兰盘2014的厚度为 0.1mm
‑
8mm。厚度在该范围内法兰盘2014，可以在保证可以将超声刀具换能器稳定地安装在驱动柄内，并且不会因厚度过大造成超声波能量的损失。
33.上述固定装置204用于将前盖板202、超声波发生组件201和后盖板203固定在一起。固定装置204的结构可以包括多种。
34.在本实施例的一些可选的实现方式中，如图2所示，前盖板202 包括位于中心的螺纹孔2021，固定装置204为如图2所示螺栓，螺栓与螺纹孔2021连接，将前盖板202、超声波发生组件201和后盖板203 固定在一起。如图3所示，其示出了固定装置204为螺栓的超声刀具换能器的立体图和爆炸图。其中，3021为螺栓。
35.在本实施例的一些可选的实现方式中，如图4所示，前盖板包括位于中心的螺柱2022，固定装置204为螺母，螺母与螺柱连接，将前盖板、超声波发生组件和后盖板固定在一起。如图5所示，其示出了固定装置为螺母的超声刀具换能器的立体图和爆炸图。其中，5021为螺母。
36.通过上述两种实现方式，可以将固定装置设置为不同的形式，使其实现方式更加灵活多样。
37.在本实施例的一些可选的实现方式中，超声刀具换能器包括的各个组件中，相邻的组件之间设置有中心为通孔的垫片。如图3和图5 所示，3022和5022分别表示垫片。通过设置垫片，可以增加相邻组件的接触面积，并且可以减少在安装过程中对超声波振动片的摩擦，从而可以降低因超声波振动片受到挤压造成损坏的风险。
38.在本实施例的一些可选的实现方式中，垫片为金属垫片。金属垫片的韧性更大，从而可以进一步保护超声波振动片，使其不易被挤压损坏。
39.在本实施例的一些可选的实现方式中，超声波发生组件201的数量为至少两组，至少两组超声波发生组件通过中心为通孔的超声波传导块分隔开。如图6所示，2011和2022为
两组超声波发生组件，通过超声波传导块205分隔开。当各组超声波振动片通电启动时，第一组超声波振动片2011将超声波能量传递给超声波传导块205，超声波传导块205再将超声波能量经由第二组超声波振动片2022传递给前盖板202。同时，第二组超声波振动片2022产生的超声波能量传递给前盖板202。从而可以得到两组叠加后的超声波能量，提高产生超声波的能量，提高手术效果。
40.在本实施例的一些可选的实现方式中，超声刀具换能器还包括隔离管，隔离管穿过后盖板和超声波发生组件中心的通孔。如图3所示，隔离管3023穿过各个通孔，螺栓3021插入隔离管，与前盖板202连接。如图5所示，隔离管5023穿过各个通孔，前盖板202上的螺柱插入隔离管，与螺母5021连接。隔离管可以避免螺柱或螺栓与超声波振动片接触，避免正负极电压导通而使得超声波换能器损坏。
41.在本实施例的一些可选的实现方式中，如图7所示，超声刀具换能器还包括刀杆701，刀杆与前盖板一体成型。一体成型的刀杆和前盖板，可以避免因将两者连接后在连接面处造成的超声波能量的损失，提高超声波能量的传输效率。
42.或者，刀杆701与前盖板可拆卸地连接。例如可以为螺纹连接，前盖板的顶端为螺纹孔。通过将刀杆与前盖板设置为可拆卸地连接，可以使操作者方便地对刀杆进行安装和拆卸，有利于更换和清洗刀杆，降低超声波手术刀具的使用成本。
43.本技术的上述实施例提供的超声刀具换能器，通过将法兰盘和至少一个超声波振动片组合为超声波发生组件，相比于现有技术，无需将法兰盘设置在超声波的传输节点处，可以使换能器的长度缩短，从而减小了换能器的体积，降低了重量，有助于节约成本。此外，由于无需将法兰盘设置在节点处，因此，可以避免在换能器工作时因法兰盘的安装位置不精准而造成的将超声波能量传导到驱动柄的外壳上，从而可以提高能量传输效率，降低能量损失造成的对换能器的损坏，提高换能器的使用寿命以及提高手术安全性。
44.进一步参考图8，其示出了本技术的超声波手术器械800的一个实施例的结构示意图。该超声波手术器械800包括：超声波手术刀主机801、激发开关802和超声刀手柄803，其中，超声刀手柄包括上述图1实施例中描述的超声刀具换能器8031，超声波手术刀主机分别与激发开关和/或超声刀手柄连接。超声波手术刀主机可以对超声刀手柄 803进行功能配置例如设置输出能量等。超声刀激发开关可以包括但不限于以下至少一种：脚踏开关、手动开关等。
45.本技术的上述实施例提供的超声波手术器械，通过引入如图2所示的实施例描述的超声刀具换能器，可以在使用超声波手术器械进行手术的过程中，减少超声波的传导过程中的能量损失，提高超声波的传输效率，还可以降低能量损失造成的对换能器的损坏，提高换能器的使用寿命以及提高手术安全性。
46.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。