一种确定超声手术器械驻波节点位置的方法技术

一种确定超声手术器械驻波节点位置的方法，包括以下步骤：(1)提供需要被测试的刀杆、超声刀主机、超声刀换能器、静电粉末和静电喷枪；(2)将换能器与主机连接，被测试刀杆装到换能器上；(3)静电喷枪中装入静电粉末，使用静电喷枪将静电粉末喷涂在刀杆上，形成静电粉末吸附层；(4)主机通电，激发刀杆，换能器产生超声波，超声波在刀杆上形成驻波场，在驻波场的作用下，非波节位置区的静电粉末，会随着震动脱落，波节位置点的静电粉末，由于节点振幅为零，会继续吸附在刀杆上；主机断电后，刀杆上仍然吸附静电粉末的位置即为驻波节点位置。该方法操作简单、且十分准确，成本相较于已公开的技术方案具有成本极大降低的优点。术方案具有成本极大降低的优点。术方案具有成本极大降低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种确定超声手术器械驻波节点位置的方法


[0001]本专利技术总体涉及医疗器械领域，具体涉及一种确定超声手术器械驻波节点位置的方法。

技术介绍

[0002]超声刀是一种兼有凝固和切割功能的手术器械，广泛应用于各类开放和微创手术。其原理是通过超声波换能器将电能转换为机械能，推动手术刀刀头产生超声频率为55.5kHz的机械震荡，带动组织振动，继而使组织水汽化，蛋白氢键断裂、分解、重组，组织被凝固后切开，并达到可靠的止血效果。对于市场上主流的超声刀来说，刀杆是其核心部件之一，刀杆的振幅与频率，直接决定了超声刀的性能。
[0003]超声刀在使用时，超声波在刀杆中会形成驻波场，驻波有波腹和波节等位置点，其中波节是比较关键的位置点，在该位置点时，刀杆振幅为零，应力最大。因此刀杆上的节点位置应做响应式设计，不应有过细、弯曲等易造成应力集中的结构。参见图1，是横波产生驻波场时波节波腹示意图，纵波产生的驻波场与横波原理一致。
[0004]同时，超声刀在使用时，刀杆会产生高频震动，会与内套管之间发生触碰摩擦，因此需要在刀杆上包上硅胶圈，以确保振动时不会接触到内套管，同时硅胶圈也可以吸收掉横向的杂波。但刀杆包上硅胶圈后，硅胶圈也会吸收有需要的纵波，减弱超声波的传递，从而影响刀杆振幅，降低刀杆性能。而刀杆上的波节位置，刀杆振幅为零，在此处包上硅胶圈，既能吸收横向杂波，又不会对需要的纵波产生影响。
[0005]综上，刀杆上的波节位置十分关键的，在不同规格的刀杆研发阶段，就要找到刀杆的波节位置。目前通常的做法是，刀杆在建模设计阶段，进行有限元分析，具体为在Ansys中建立刀杆模型，输入物理参数，划分网格，进行模态求解，得到波节位置点。但由于模拟软件分析时，是以材质均匀为前提，进行有限元分析，但实际中，材料不可能是完全均匀的，而且受加工工艺和能力的限制，刀杆实物与设计总有一定差异，因此使用软件模拟的波节位置，与实际存在一定差异。
[0006]通过刀杆实物来寻找波节位置，目前通常做法是使用激光测振仪，对激发状态下的超声刀进行测量。若使用二维激光测振仪(市场价80万元左右)，则需要在刀杆上测量几十个点位来寻找所有波节位置；使用3D激光测振仪，虽可一次测量寻找到所有波节位置，但设备价格昂贵，市场价300万元左右，且操作要求高。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种确定超声手术器械驻波节点位置的方法。该方法操作简单、且十分准确，成本相较于已公开的技术方案具有成本极大降低的优点。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供一种确定超声手术器械驻波节点位置的方法，包括以下步骤：
[0009](1)提供需要被测试的刀杆、超声刀主机、超声刀换能器、静电粉末和静电喷枪；
[0010](2)将换能器与主机连接，被测试刀杆装到换能器上；
[0011](3)静电喷枪中装入静电粉末，使用静电喷枪将静电粉末喷涂在刀杆上，形成静电粉末吸附层；
[0012](4)主机通电，激发刀杆，换能器产生超声波，超声波在刀杆上形成驻波场，在驻波场的作用下，非波节位置区的静电粉末，会随着震动脱落，波节位置点的静电粉末，由于节点振幅为零，会继续吸附在刀杆上；主机断电后，刀杆上仍然吸附静电粉末的位置即为驻波节点位置。
[0013]具体情况下，静电粉末为可以携带单一电荷的任意粉末，优选情况下为塑料粉末。
[0014]优选情况下，所述静电粉末吸附层的厚度为0.05
‑
0.1mm。
[0015]优选情况下，步骤(4)中，主机通电时间为15
‑
30s。
[0016]根据本专利技术的第二方面，提供一种在超声刀刀杆上包覆胶圈的方法，包括以下步骤：
[0017](1)按本专利技术第一方面所述的方法确定所述超声刀刀杆的驻波节点位置；
[0018](2)提供包胶模具，模具由上模和下模组成，上模和下模中央形成中间腔体，中间腔体根据所述超声刀刀杆形状进行仿形加工，并在若干个驻波节点位置设置相应的包胶腔体；
[0019](3)将所述超声刀刀杆至于下模中，随后在各个包胶腔体中加入固态胶，将上模与下模相合，固态胶被压合成固定形状，然后再加温烘烤，使胶彻底固化；脱模后，则在相应的驻波节点形成胶圈。
[0020]本专利技术相对于现有技术具有以下优势：
[0021](1)为不同规格刀杆在研发过程中，寻找波节位置提供了一种简便且准确的方法。
[0022](2)相对于已公开的实施方案具有成本低、效率高、操作简单的优点。
[0023](3)对波节位置进行包胶处理后的优点：
①
隔绝器械使用时刀杆的震动；
②
吸收横向杂波；
③
保持套管内密封(刀杆包胶后，外层装配套管)。
附图说明
[0024]图1为驻波场的波形特点图。
[0025]图2为本专利技术测试时超声手术器械总体示意图。
[0026]图3为本专利技术的超声刀刀杆包胶模具结构示意图。
[0027]图4为本专利技术的超声刀刀杆包胶后结构示意图。
[0028]图中各标号分别代表：1
‑
主机，2
‑
换能器，3
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刀杆，4
‑
上模，5
‑
下模，6
‑
中间腔体，7
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包胶腔体，8
‑
胶圈。
具体实施方式
[0029]下面通过具体实施例并结合附图对本专利技术进行详细描述。
[0030]参见图2，根据本专利技术的一种确定超声手术器械驻波节点位置的方法，包括以下步骤：
[0031](1)提供需要被测试的刀杆3(无套管)、超声刀主机1、超声刀换能器2、静电粉末和静电喷枪；静电粉末采用可通过静电喷枪被赋予单一电荷的任意粉末，优选采用塑料粉末，
例如尼龙12粉末、全氟乙烯丙烯共聚物粉末、聚四氟乙烯粉末等；
[0032](2)将换能器2与主机1连接，被测试刀杆3装到换能器2上；
[0033](3)静电喷枪中装入静电粉末，使用静电喷枪将静电粉末喷涂在刀杆3上，由于静电粉末在静电喷枪喷出时，会带静电(单一电荷)，因此静电粉末会吸附在刀杆上，形成0.05
‑
0.1mm厚的粉末吸附层，由于单一电荷相斥，粉末吸附层不会继续变厚；
[0034](4)主机1通电15
‑
30s，激发刀杆3，换能器2产生超声波，超声波在刀杆3上形成驻波场，在驻波场的作用下，非波节位置区的静电粉末，会随着震动脱落，波节位置点的静电粉末，由于节点振幅为零，会继续吸附在刀杆3上；主机1断电后，刀杆3上仍然吸附静电粉末的位置即为驻波节点位置(波节位置)。
[0035]通过上述方法确定好刀杆3上的波节位置后，本专利技术进一步在这些波节位置中选择若干个进行包覆胶圈。以36厘米刀杆为例，节点位置约8
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9个，一般选取4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定超声手术器械驻波节点位置的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)提供需要被测试的刀杆、超声刀主机、超声刀换能器、静电粉末和静电喷枪；(2)将换能器与主机连接，被测试刀杆装到换能器上；(3)静电喷枪中装入静电粉末，使用静电喷枪将静电粉末喷涂在刀杆上，形成静电粉末吸附层；(4)主机通电，激发刀杆，换能器产生超声波，超声波在刀杆上形成驻波场，在驻波场的作用下，非波节位置区的静电粉末，会随着震动脱落，波节位置点的静电粉末，由于节点振幅为零，会继续吸附在刀杆上；主机断电后，刀杆上仍然吸附静电粉末的位置即为驻波节点位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静电粉末为塑料粉末。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静电粉末吸附层的厚度为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昌江，邵国森，崔海坡，李咏凯，
申请(专利权)人：上海睿速创生医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：