一种超声手术刀手柄连接机构的制作方法

1.本实用新型属于医疗器械技术领域，涉及一种超声手术刀手柄连接机构。


背景技术：

2.超声手术刀采用超声能量在各种腔镜手术和常规手术中，用于软组织的止血性分离及组织凝结。随着微创外科手术的普及，超声手术刀已经成为一种常规手术器械，应用广泛。
3.现在市场上超声刀系统是由主机(超声波发生器)、手柄、刀具、换能器组成刀具需要借助外置的扭矩扳手完成安装(有线脚踏为可选项)，在手术前需要对手柄、刀具、换能器进行组装，并安装在主机上后使用。体积大，安装繁琐，主机、换能器、刀系统匹配离散度大，造成超声刀性能的一致性差、故障率高。
4.具体地，现有超声刀安装十分繁琐，需要使用扭矩扳手，有六步操作：1.换能器插入手柄；2.旋转刀具；3.插入扭矩扳手；4.旋转扭矩扳手；5.退出扭矩扳手；6.主机通电、开机。
5.具体地，现有刀具性能一致性差、电磁干扰大、系统故障率高。市场上的常见超声刀系统的架构要求刀具/手柄、换能器和主机可以实现盲配/完全互换。这个要求对生产的各个环节质量控制要求极高，造成手术中普遍一致性差(无故障时，刀具之间性能差异极大)、故障率偏高(一把刀完不成手术)。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术的不足，本实用新型提供一种超声手术刀手柄连接机构。
7.本实用新型的手柄集成主机(超声波发生器)换能器、手柄(握柄)为一体、与刀具快速连接即可用于手术，实现快速安装。
8.本实用新型设计了全新的系统架构，系统基本上是由一体手柄、刀具和电源适配器构成(无线控制脚踏为可选项)。其中，一体手柄集成了主机(超声波发生器)、换能器、手柄(握柄)和扭矩扳手。手术前只需把刀具简单快速安装到手柄上即可。这一新的系统架构从设计上大幅提高了系统的一致性，为降低产品的故障率提供了保障。
9.本实用新型提出了一种低电磁干扰的超声手术刀手柄，包括：手柄外壳、档位按键、手把；所述手柄外壳头部设置有手柄连接机构，其用于与刀具连接；所述手把设置在所述手柄外壳的前部，其用于控制刀具钳夹的开合。
10.本实用新型中，所述手柄外壳内设置有空腔，所述空腔内设置有显示屏、nfc线圈、变压器、换能器、控制板、功率板、弹性接触子；
11.所述手柄外壳内，换能器与手柄通过弹性接触子保持电连接。
12.所述弹性接触子装配在手柄上，所述弹性接触子与所述换能器尾端的电路板保持接触，实现电的传送；弹性接触子的设计保证换能器前移至极限位置时，触点的压力为20-200g。保证弹性接触子与电路板之间有效连接，换能器旋转时尾端电路板与弹性接触子的
摩擦不会太大。
13.换能器中壳左端与前壳过盈配合通过胶环和/或胶垫固定变幅杆；换能器中壳右端与电路板通过螺钉固定。电路板上有两个小孔，导线与变幅杆导电片的导线连接，变幅杆导线穿过电路板上的小孔后与电路板焊接，穿孔后焊接是为了方便安装。
14.所述手柄内的显示屏与控制板之间通过显示屏fpc线连接，显示屏fpc集成了显示屏线，按键控制线，喇叭线，nfc天线；
15.所述控制板与功率板之间通过控制板fpc线连接，其集成了电源线与控制信号线；
16.所述显示屏fpc线和所述控制板fpc线贴合手柄外壳内表面；
17.所述变压器与弹性接触子通过功率线连接，导线路径短，电磁辐射低；
18.所述手柄尾端设置为连接插座，方便插拔，进行消毒。
19.本实用新型还提出了一种手柄连接机构，所述手柄连接机构包括：连接器、滑块、球帽、弹簧或波簧、调节螺母、滚珠；
20.所述连接器为套形零件结构，连接器的头部有多个沉孔，中间设置有一个接台，尾部设有螺纹；所述连接器的头部还设置有具有导向作用的倒角；
21.所述滑块具有一个凸缘，所述凸缘设置有一孔；
22.所述孔与连接器配合，可带动滑块向右轴向移动从而压迫弹簧右移；
23.滑块凸缘内孔与连接器右侧轴间隙配合，滑块可沿着连接器轴向滑动，在滑块凸缘右端安装有波簧或弹簧；
24.在波簧或弹簧右侧面安装所述调节螺母，其用于调节预紧压力；
25.球帽内孔与连接器左端轴间隙配合，球帽右端与滑块凸缘左端中间安装有弹簧；连接器左端头部的多个沉孔内装有滚珠，保证刀具安装后内管与滚珠连接不脱开。优选地，所述沉孔为3-6个。
26.所述调节螺母具有外径滚花和/或六角形，其用于调节波簧或弹簧的预紧力。
27.所述调节螺母其上开有1-3个均布小孔，其用于在安装调整完成后点胶，用来防松。
28.本实用新型还提出了一种超声手术刀具，所述刀具内管的尾端为收口结构，方便刀具连接本实用新型超声手术刀手柄时导向及快速定位。
29.本实用新型还提出了一种刀具与手柄稳定连接的超声手术刀系统，包括本实用新型提出的刀具、低电磁干扰的超声手术刀手柄、电源适配器；所述低电磁干扰的超声手术刀手柄尾端的连接插座与所述电源适配器可拆卸的连接。
30.基于以上超声手术刀系统，本实用新型还提出了一种超声手术刀系统的使用方法，所述方法包括以下步骤：
31.步骤1：将刀具的套管插入弹片式旋钮，当有阻力时按压弹性压片；
32.步骤2：顺时针旋转刀具或旋钮外圈，刀杆螺孔顺时针拧入换能器螺钉上，刀具内管推动滚珠抬起，直到滚珠卡入内管沟槽内；刀杆端面与与换能器变幅杆端面相抵，继续顺时针旋转扭矩钮外圈，当达到预设的力矩，外圈齿圈与内圈的弹片相对滑动，弹片凸缘抬起又落下，完成扭矩传递；松开弹片式旋钮，手柄与刀具安装完毕；
33.步骤3：手柄插头插入电源适配器接通电源，按压功能键，此时手柄nfc与刀具nfc芯片通讯，对刀具进行编码识别，根据刀的编码，匹配输出功率，通讯匹配完成后，可进行手
术操作；
34.步骤4：操作者通过功能键选择工作模式；按压手把，激发前按键实现组织切割，切割完毕后，停止激发前按键，释放手把；
35.步骤5：断开适配器电源，手柄线缆插头从适配器取下，按压弹性压片，逆时针旋转旋钮外圈，刀具刀杆与换能器螺钉松开，刀杆螺孔与换能器变幅杆螺钉完全脱开后，手握刀具外管拉出刀具；待刀具与手柄脱离后手指停止按压弹性压片。
36.所述步骤1之前包括：将手柄保护套装在手柄上；所述步骤5之后包括：拆下手柄保护套；和/或，
37.所述步骤3之前包括：将保护套装在弹片式旋钮上；所述步骤5中，手柄线缆插头从适配器取下后拉出保护套，使保护套脱离弹片式旋钮。
38.本实用新型提出的一体手柄，自带超声发生器+换能器+扭矩扳手，体积小重量轻，仅100g～400g。
39.本实用新型提出的超声手术刀手柄，装配简单、稳定性好，并减少了功率线的长度，降低电磁辐射及电磁干扰。
40.本实用新型提出的连接机构，连接稳定，刀具与手柄连接后不易脱出，且安装方便。
附图说明
41.图1是本实用新型超声手术刀系统的结构示意图。
42.图2是本实用新型超声手术刀手柄的爆炸图。
43.图3是本实用新型去除外壳后的超声手术刀手柄局部结构示意图。
44.图4是本实用新型连接器的结构示意图。
45.图5是本实用新型连接器的结构示意图。
46.图6是本实用新型刀具内管收口的结构示意图。
47.图7是本实用新型换能器与手柄连接结构示意图。
48.图8是本实用新型换能器的结构示意图。
49.图9是本实用新型换能器的结构示意图。
50.图10是本实用新型内部电路板的走线方式。
51.图11是本实用新型滑块的结构示意图。
具体实施方式
52.结合以下具体实施例和附图，对实用新型作进一步的详细说明。实施本实用新型的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本实用新型没有特别限制内容。
53.图1-10中，1000.手柄、10.变压器、20.换能器、30.调节螺母、40.波簧、50.球帽、60.弹簧、70.弹簧、80.滑块、90.滚珠、100.连接器、110.右壳体、120.胶盖-右、130.pcb组(功率板)、140.顶盖、150.透窗、160.功能键、170.显示屏、180.旋钮外圈、200.弹片、201.前壳、202.胶环、203.胶垫、204.螺钉、205.变幅杆芯、206.中壳、207.后密封圈、208.换能器后电路板、209.螺丝、210.旋钮内套、211.弹性接触子、220.nfc支架组、230.喇叭、240.销轴、
250.扭簧、260.压杆、270.销轴、280.前按键fpc组、290.前按键、300.手把、310.压架、320.扭簧、330.压架销、340.胶盖-左、350.左壳体、360.销轴、370.铰链、380.pcb组(控制板)、400.接插座保护套、410.接插座、500.刀具组成套管、505-刀杆、507-钳夹组、510-内管、600.控制板fpc、610.显示屏fpc、620.变压器功率线。
54.本实用新型手柄与刀具的连接机构
55.手柄与刀具可靠连接是实现系统正常工作必要条件，本实用新型公开了一种可靠连接的机构，能够保证刀具与手柄可靠连接，如图4所示。
56.具体地，手柄连接器100是手柄与刀具500连接的关键零件，连接器100安装在滑块80凸缘孔内，刀具通过连接器前端沉孔内的滚珠与刀具内管510沟槽嵌入连接，当把手300以轴240为心逆时针转动，带动铰链370，通过销轴240，克服复位弹簧60压力，带动滑块80向右移动，滑块经波簧到螺母，带动连接器右移，连接器内的滚珠带动刀具内管右移，刀具内管带动刀具钳夹使其与刀杆头接触上，此为第一阶段实现钳夹闭合。第二阶段，此时钳夹已经与刀头接触，当手把继续转动，滑块右移压迫弹簧，弹簧此时被压缩，并形成弹簧压力，压力经螺母传递到连接器，连接器通过刀具内管传递给钳夹，钳夹把力传递给刀杆，在刀杆与钳夹间就形成了压力，这个力就是夹持力。复位：把手张开，弹簧60推动滑块复位。球帽右端与滑块凸缘左端设有一弹簧，保证连接器沉孔内的滚珠与内管沟槽可靠地连接，工作时不脱出，拆刀具时按动胶片120压杆的齿嵌入换能器的滚花齿内，旋转旋钮，连接器在弹簧的推力下复位，此时滚珠可脱离刀具内管沟槽。刀具内管约束释放，拧开与换能器螺钉，连接刀具可以从手柄上取下。本实施例中，刀具内管收口直径为6.7mm。
57.本实用新型连接器及相关零件
58.连接器：本实用新型中的连接器设计为套形零件结构，如图5所示，具有四个沉孔(可以是三到六个)100c，中间有一个接台100b，尾部有螺纹100a，倒角100e导向作用，凸台100d左侧是弹簧的限位面，右侧与滑块80接触。(图4)具体地连接器100右侧安装上一个滑块80，滑块具有一个凸缘80a，凸缘有一个孔80b，孔80b与与连接器右侧小径间隙配合，可带动滑块向右轴向移动从而压迫弹簧40右移，并提供一个压迫力，在滑块右端安装有波簧40也可普通弹簧，抵在滑块右端面，在弹簧右侧面安装有调节螺母30，螺母可调节弹簧预紧压力，该螺母可同时满足手调节或扳手调弹簧40预紧力。
59.刀具安装完成后，滚珠压入刀具内管510沟槽，球帽与滑块凸缘左端中间设有一弹簧，防止滚珠脱出。
60.换能器尾部弹性接触子：换能器通过两根线缆,传递电信号激发压电陶瓷片，本实用新型手柄设计两个弹性接触子211装配在手柄上，接触子与换能器尾部电路板保持接触，实现电的传送，本设计优点是装配简单，稳定性好。减少功率线的长度，降低电磁辐射及电磁干扰。
61.具体地：如图8所示，中壳207左与前壳过盈配合把变幅杆固定。导线与变幅杆导线焊接，变幅杆导线需穿过电路板208的小孔208a与208b后与电路板焊接；孔与导线焊接密封后电路板通过螺钉与中壳固定装配。
62.手柄内的电路板分布及接线：如图10所示，显示屏fpc线610连接到控制板380上，显示屏fpc集成了显示屏线，按键控制线，喇叭线，nfc天线；
63.控制板与功率板之间通过控制板fpc线600连接，集成了电源线与控制信号线；
64.变压器10与弹性接触子211通过变压器功率线620连接，导线路径短，电磁辐射低；
65.本实用新型提出的超声刀使用方法包括以下步骤：
66.刀具500的套管(连接器)插入扭矩钮(弹片式旋钮)内，套管的8个凸棱插入扭矩钮内套的8个槽内，当有阻力时候说明刀具刀杆505与换能器螺钉204端面相触，此时拇指、食指同时压橡胶片120、340。
67.胶片120/340滚花齿与换能器前壳201滚花齿相触，换能器20转动被约束，胶片变形同时压住压杆260尾部，压杆260以轴270为心转动。
68.顺时针旋转刀具500或手柄扭矩钮外圈180，刀杆505螺孔顺时针拧入换能器螺钉204上，刀具内管510推动手柄连接器沉孔内的滚珠抬起，当内管与连接器内壁的连接台100b相抵时，滚珠落下卡入内管510沟槽内，继续旋转刀具带动滑块整体向右移，球帽在弹簧作用下位置不变抵住钮芯右端面，滚珠卡进球帽的槽内，此时，刀杆505端面与与换能器变幅杆端面205相抵，顺时针旋转扭矩钮外圈180，钮扭矩的扭矩功能工作，扭矩钮带动刀具500与换能器螺钉拧紧，力矩传递到刀杆和换能器端面，实现了规定力矩螺纹连接，这个力矩保证刀具与换能器可靠连接，松开拇指食指，胶片脱离换能器前壳滚花齿，换能器恢复可旋转，手柄与刀具安装完毕，套上保护套，最后把手柄插头插入适配器，接通适配器电源，以上准备完毕后，激发前按键290、功能键160检查系统状况，激发前按键290喇叭230会发出激发提示音，按压功能键160，此时手柄nfc220与刀具nfc芯片通讯，对刀具进行编码识别，根据刀的编码，匹配输出功率，通讯匹配完成后(刀具安装后，手柄内主控芯片与刀具nfc芯片成功握手建立通信，读取nfc芯片内各种刀头信息，包括但不限于产品id、已使用次数、刀头工作功率、刀头工作频率等信息后，成功读取信息且信息有效后，手柄内主控芯片判定刀头为有效刀头，认为匹配程序完成，可进入待机等待激发工作。)，系统可进行手术操作。操作者可通过功能键160选择工作模式，工作模式可在显示屏150观看到。当系统发生故障时，喇叭230会发出报警提示音，同时显示屏150会提示故障代码。
69.系统工作时，按压手把300，手把以销轴240为心，带动铰链370，通过销轴270带动滑块80克服复位弹簧60弹力右移，滑块80经波簧40带动螺母30，螺母30与连接器100连接一体，连接器100右移，连接器内的滚珠带动刀具内管510，内管510带动钳夹507绕销轴逆时针转转，钳夹与刀杆505接触，继续按压手把300，由于钳夹507受到刀杆510阻力停止旋转，内管510停止移动，滑块80继续右移压迫波簧40(弹簧)波簧40被压缩并把压缩力传递到螺母30，螺母30连接器100把波簧40压迫力传递到刀具内管510，内管510把力传递给钳夹507，钳夹把力压向刀杆505，这样刀杆505与钳夹507间就形成压力，此力即为为夹持力。如果组织在钳夹507与刀杆505间，此时就可激发按键290，通过控制板380把功率板的电经弹性接触子211传递给换能器变幅杆205陶瓷片，陶瓷片产生高频超声振动，超声振动通过变幅杆放大传到刀具刀头，从而实现对于组织的切割，(前按键290上按键为大功率键主要用来切割组织，下按键为小功率键，主要用来血管凝闭)当组织被切断或血管凝闭后，停止激发按键290，释放手把300，此时在复位弹簧60作用下，滑块80左移波簧40复位，滑块80继续左移并带动连接器100经刀具内管510到达钳夹507，钳夹507张开，完成此次闭合、张开循环。多次重复以上过程，即可完成手术(也有不闭合钳夹507，激发按键290切割的情况，不单独介绍)。
70.刀具拆卸：断开适配器电源，手柄线缆插头从适配器取下，拉出保护套，使保护套
脱离旋钮，按压胶片120、340，逆时针旋转扭矩钮外圈180，刀具刀杆505与换能器螺钉204松开，刀杆螺孔与换能器变幅杆螺钉204完全脱开后，手握刀具500外管拉出刀具，待刀具与手柄脱离，手指停止按压胶片，拆下手柄保护套，拆卸完毕。刀具，保护套，手柄保护套一次性使用，手柄擦拭经灭菌消毒，重复使用。
71.应当理解，本实用新型中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
72.需要说明的是，在本实用新型中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
73.本实用新型中的上、下、前、后、内均以附图为参考，为清楚地描述本实用新型而使用的相对概念，并不构成对权利要求范围的限制。例如图6内管角度45度及沟槽尺寸，不限于45度，图3沉孔直径2.8mm，不限于2.8mm，图4内的滚珠数量不限于4个。
74.本实用新型的保护内容不局限于以上实施例。在不背离实用新型构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本实用新型中，并且以所附的权利要求书为保护范围。