超声波手术刀头的制作方法

1.本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种超声波手术刀的刀头。


背景技术：

2.超声波手术刀(简称超声刀)，是指将通过压电转换器(通过能量发生器将电能传递至压电转换器，由压电转换器将电能转换为超声机械能)获得的超声振动进一步放大，并由手术刀的头部将放大后的超声振动用于对软组织的切割和凝闭的器械。临床用这种器械可在较低温度和较少出血的情况下实现病灶切除，并能确保最小的组织侧向热损伤。随着微创外科手术的普及，超声波手术刀已经成为一种常规手术器械。
3.目前超声波手术刀普遍夹持长度(及工作长度)较短，单次切割长度绝大多数都在13mm左右，造成术中组织分离操作频次过高且手术时间也较长；夹持长度偏短也导致血管直径超过3mm，封闭可靠性大大下降，对于直径超过5mm的血管更是无能为力。并且由于振动幅度偏小，也导致手术时间过长。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述现有技术的问题，提供了一种能提高止血效果、增加有效工作长度的超声波手术刀头。
5.为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
6.一种超声波手术刀头，包括位于近端的刀尾和位于远端的刀尖，所述刀头与超声波手术刀的爪垫的结合面为剪切面，所述超声波手术刀头在所述剪切面上的投影为香蕉形弯曲状，从刀尾和刀尖形成厚度变化，厚度依次分别为t1，t2，t3，t4，t1>t3>t2>t4，且t1＝t2+t3+t4、误差
±
10％。
7.一种超声波手术刀头，包括位于近端的刀尾和位于远端的刀尖，所述刀头与超声波手术刀的爪垫的结合面为剪切面，所述超声波手术刀头在所述剪切面上的投影为香蕉形弯曲状，包括前凹面和后凸面，所述前凹面的长度为l1、弧度半径为r2，所述后凸面的长度为l2，且包括靠近所述刀尾的第一凸面和靠近所述刀尖的第二凸面，两者圆滑过渡，所述第一凸面的半径为r4，所述第二凸面的半径为r3,所述刀尾的厚度为t1，所述刀尖的厚度为t4，所述刀尖处中心线与水平线的夹角为α，满足如下公式：
8.误差
±
10％。
9.优选的，所述前凹面的长度l1在15mm至19mm之间，优选的为17.5mm。
10.优选的，所述前凹面的弧度半径r2在19mm至25mm之间，优选的为22mm。
11.优选的，所述后凸面的长度l2在13mm至17mm之间，优选的为14.5mm。
12.优选的，所述后凸面的第一凸面的半径r4在3mm至7mm之间，优选的为5mm，所述第二凸面的半径r3在12mm至16mm之间，优选的为14mm。
13.优选的，所述位于近端的刀尾101具有一向近端延伸的圆柱段。
14.优选的，在所述剪切面上的投影上，所述刀尖的最高点高于所述圆柱段的最高点，所述第二凸面的最低点低于所述圆柱段的最低点。
15.一种超声波手术刀头，包括位于近端的刀尾和位于远端的刀尖，所述刀头与超声波手术刀的爪垫的结合面为剪切面，所述超声波手术刀头在所述剪切面上的投影为香蕉形弯曲状，在垂直于所述剪切面上的投影为水果刀形状，从所述刀尾向所述刀尖高度逐步递减，并在靠近所述刀尾处设置有一圆弧状切槽。
16.所述圆弧状切槽的半径为r1，优选7mm。
17.优选的，所述刀头上端设有一个弧形切面，下端设有一个v型切槽。
18.优选的，所述超声波手术刀头在垂直于所述剪切面方向上远端的宽度为近端直径的一半。
19.一种超声波手术刀头，包括位于近端的刀尾和位于远端的刀尖，所述刀头与超声波手术刀的爪垫的结合面为剪切面，所述超声波手术刀头在所述剪切面上的投影为香蕉形弯曲状，所述刀尾与超声波手术刀的第一节点间设置有至少一个平衡槽。
20.优选的，所述平衡槽在所述剪切面上的投影为船型结构，或为圆弧结构，或为船型结构与圆弧结构的组合。
21.本发明的有益效果主要体现在：本发明的超声波手术刀头在剪切面的投影为香蕉形弯曲状，从近段至远端，刀头厚度由厚变薄，再变厚再变薄，在垂直剪切面的投影为水果刀形状，刀头高度由高变低，再逐步递减，并在中间位置有一个圆弧状切槽，可以导致刀头的弯曲方向摆振幅度以及有效工作长度的增加；该超声波手术刀头的最远端节点至刀头尖端之间有船型或圆弧型平衡切槽，用以提高超声波振动的稳定性。
附图说明
22.图1是本发明超声波手术刀头用于腔镜手术器械的示意图；
23.图2是本发明超声波手术刀头的用于腔镜手术器械的详细装配示意图；
24.图3和图4是本发明超声波手术刀头在剪切面上的投影示意图；
25.图5是本发明超声波手术刀头在垂直于剪切面上的投影示意图；
26.图6是本发明超声波手术刀头的刀尖的结构示意图；
27.图7是本发明超声波手术刀头的平衡槽的第一实施例的示意图；
28.图8是本发明超声波手术刀头的平衡槽的第二实施例的示意图。
具体实施方式
29.以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
30.如图1和图2所示，本发明揭示了一种超声波手术刀头100，应用于腔镜手术器械110或者开放式手术器械。所述超声波手术刀头100设置在所述手术器械的远端，与相对枢轴设置的爪垫配合进行组织的切割和/或缝合。
31.结合图3至图6所示，本发明优选实施例的超声波手术刀头100包括位于近端的刀尾101和位于远端的刀尖102，所述刀头与超声波手术刀的爪垫的结合面为剪切面。
32.所述超声波手术刀头在所述剪切面上的投影为香蕉形弯曲状，从刀尾101和刀尖102形成厚度变化，厚度依次分别为t1，t2，t3，t4，t1>t3>t2>t4，且t1＝t2+t3+t4、误差
±
10％。
33.由于本发明的超声波手术刀头在实际使用中其近端为支撑端，为保持整体的刚性与稳定性，须尺寸最大值。远端的尖端为了实现更好的分离与更精细的操作，须为尺寸最小值。对于弯曲形状的刀头，刀头本身会产生弯曲振动，进而引起杆身的横向振动，造成乱振异响发热等异常。因此本发明通过刀头各部位的尺寸控制来保证整体的平衡性。
34.具体的，本发明所述超声波手术刀头在所述剪切面上的投影的香蕉形弯曲状包括前凹面和后凸面，所述前凹面的长度114为l1、弧度半径113为r2，所述后凸面的长度117为l2，且包括靠近所述刀尾101的第一凸面和靠近所述刀尖102的第二凸面，两者圆滑过渡，所述第一凸面的半径118为r4，所述第二凸面的半径116为r3,所述刀尾101的厚度为t1，所述刀尖102的厚度为t4，所述刀尖处中心线与水平线的夹角119为α，满足如下公式：
35.误差
±
10％。
36.所述位于近端的刀尾101具有一向近端延伸的圆柱段111。在所述剪切面上的投影上，所述刀尖102的最高点115高于所述圆柱段111的最高点，所述所述第二凸面116的最低点低于所述圆柱段111的最低点。
37.前凹面与后凸面弧线长度的差值，受后端支撑段直径t1与尖端厚度t4共同作用来决定，满足上述公式设计的刀杆可以最大程度的保证弯曲刀头形状的整体设计重心位于杆身的中心线上，从而保证振型的稳定性。且可以实现刀头尖端的最高点高于圆柱段111的最高点，所述所述第二凸面116的最低点低于所述圆柱段111的最低点。这种设计可以保证振动形态稳定的基础上，最大程度得实现弯曲刀头的弯曲曲率。这样，可以显著地增加沿弯曲方向的摆振幅度，也可以产生更快的热量积累速度，有助于血管壁之间凝结的更牢固，从而实现更可靠的血管闭合效果。
38.本优选实施例中，所述前凹面的长度l1在15mm至19mm之间，优选的为17.5mm。该长度决定了最终产品的剪切长度，过长会导致谐振频率的下降，加工难度的提高以及谐振应力的提高，综合选择17.5mm是比较理想的参数。
39.本优选实施例中，所述前凹面的弧度半径r2在19mm至25mm之间，优选的为22mm。
40.本优选实施例中，所述后凸面的长度l2在13mm至17mm之间，优选的为14.5mm。
41.本优选实施例中，所述后凸面的第一凸面的半径r4在3mm至7mm之间，优选的为5mm
42.本优选实施例中，所述第二凸面的半径r3在12mm至16mm之间，优选的为14mm。
43.本优选实施例中，所述刀尾的厚度t1在2.2mm至2.8mm之间，优选的为2.6mm。
44.本优选实施例中，所述刀尖的厚度t4在0.8mm至1.2mm之间，优选的为0.9mm。尖端厚度过厚会导致剪切面过宽，不利于精细操作；过窄会出现强度下降，且刀头易变形，尖端过于尖锐会提高手术过程中对健康组织误伤的风险程度，因此本优选实施例优选的0.9mm是较理想的参数。
45.本优选实施例中，所述刀尖处中心线与水平线的夹角α约30
°
左右。
46.具体如图5所示，本发明中，所述超声波手术刀头在垂直于所述剪切面上的投影为水果刀形状，从所述刀尾101向所述刀尖102高度逐步递减，并在靠近所述刀尾101处设置有
一圆弧状切槽112。这种渐进形态的锥形结构设计可以实现有效工作长度的增加。更长的工作长度可以实现对大直径血管进行更好的闭合，也可以实现更快的组织分离速度，有效地减少单次手术时长和操作频次，降低医务人员的疲劳强度。
47.本优选实施例中，所述圆弧状切槽112的半径为r1，优选7mm。最远端宽度t5为近端直径t1的一半。该尺寸的设计可以保证刀头尖端的最低点恰好位于杆身的中心线上，所述圆弧状切槽112去除的空间体积恰好可以补偿远端渐进锥形结构带来的不稳定振动，在保证稳定的前提下，最大程度地实现渐进锥形结构对于有效长度的提升幅度。
48.具体如图6所示，沿刀头尖端的中轴线方向投影来看，所述刀头上端设有一个弧形切面120，下端设有一个v型切槽121。所述v型切槽121两侧斜面形成的夹角优选的为100
°
。所述弧形切面120与爪垫共同作用，可以实现对软组织的切割、凝血的效果。所述v型切槽121形成的锋利刃口，有助于对薄膜组织进行更好的分离。
49.如图7和图8所示，所述超声波手术刀头在所述刀尾101与超声波手术刀的第一节点122之间设置有至少一个平衡槽。所述平衡槽在所述剪切面上的投影可以为图7所示的船型结构123，或为图8所示的圆弧结构124，或为船型结构与圆弧结构的组合。这样的结构用以提高超声波振动的稳定性。如前文所述的刀头形状设计，弯曲的非对称刀头结构设计，本身容易导致刀头工作不稳定。考虑到加工本身的偏差，以及长直刀杆的弯曲等实际情况，最终产品可能会产生非常大的弯振，扭振或其他形态的振动。这会降低系统稳定性，产生异常噪音，降低超声传输效率，产生异常发热等不利结果。鉴于此，本发明提出增加一个及以上的平衡切槽，优选的，补偿位置位于最远端节点与刀头中部位置之间。
50.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。