超聲骨刀刀頭及使用該刀頭的機器人輔助超聲骨動力系統技術方案

本公開涉及一種超聲骨刀刀頭以及使用該刀頭的機器人輔助超聲骨動力系統。所述超聲骨刀刀頭包括位于刀頭遠端的刀頭端部，所述刀頭端部形成為扁形結構且設置有切割部，所述切割部包括遠端部、第一側部和第二側部，所述第一側部和所述第二側部在所述刀頭端部的寬度方向上相對于所述刀頭端部的縱向軸線對稱布置；所述切割部還包括在所述遠端部附近形成的多個突起，所述多個突起在所述刀頭端部的寬度方向上相對于所述縱向軸線對稱地從所述第一側部和所述第二側部向外凸出；在所述遠端部上形成有向所述刀頭端部的近端方向內凹的凹部。

【技術實現步驟摘要】
超聲骨刀刀頭及使用該刀頭的機器人輔助超聲骨動力系統
本公開涉及一種超聲骨刀刀頭，尤其是適合手術機器人使用的超聲骨刀刀頭，以及使用該超聲骨刀刀頭的機器人輔助超聲骨動力系統。
技術介紹
超聲骨科手術技術以超聲頻率啟動或者激勵換能器，將電能轉換為機械能，并驅動刀頭完成骨組織切割。超聲骨刀具有“切硬不切軟”的獨特優勢，大大提高了骨科手術的安全性，目前已經被大量應用于外科手術。通過手術機器人在醫生的規劃下自動完成手術是當前的研究熱點，在骨科手術中的發展亦是如此。人的手部具有操作相對靈活，能夠準確地控制切割方向、角度等并根據實際情況及時進行調整的優點，但與此同時也具有對切割深度和切割速度等控制精度不高的缺點，特別是存在縱向方向上控制能力差的難題。當人手操作超聲骨動力系統切透骨骼時容易因縱向施力過大而導致骨骼下方的其他組織的損傷，存在一定風險。因此，需要通過機器人輔助進行骨科手術以提高手術精度，進而提高手術安全性。現有的超聲骨刀刀頭都是基于人手的結構特性和操作習慣而專利技術的，因此刀頭大多數以易于手部握持、施力和控制的形狀為主，如接近普通手術刀的片形結構。這樣的刀頭并非基于手術機器人的結構和操作特性而開發出的，并不適合于手術機器人的使用。特別是，由于手術機器人的操作存在動作相對呆板、靈活度相對較差的問題，如使用現有的適合人手操作的超聲骨刀刀頭則不利于充分發揮手術機器人在力度、重復精度等方面的優勢。而且，手術機器人對于刀頭的可重復操作性以及快速冷卻、及時排出骨屑等方面的性能存在更高的要求。因此，設計一種符合手術機器人操作特性的超聲骨刀刀頭具有非常重要的意義。
技術實現思路
本公開的目的是提供一種超聲骨刀刀頭，所述超聲骨刀刀頭基于手術機器人的結構、操作特性而設計，因而適合手術機器人使用。根據本公開的第一方面，提供一種超聲骨刀刀頭，所述超聲骨刀刀頭包括位于刀頭遠端的刀頭端部，所述刀頭端部形成為扁形結構且設置有切割部，所述切割部包括遠端部、第一側部和第二側部，所述第一側部和所述第二側部在所述刀頭端部的寬度方向上相對于所述刀頭端部的縱向軸線對稱布置；所述切割部還包括在所述遠端部附近形成的多個突起，所述多個突起在所述刀頭端部的寬度方向上相對于所述縱向軸線對稱地從所述第一側部和所述第二側部向外凸出；在所述遠端部上形成有向所述刀頭端部的近端方向內凹的凹部。在本公開的上述第一方面中，所述凹部相對于所述刀頭端部的縱向軸線對稱。在本公開的上述第一方面中，所述凹部具有恒定的曲率半徑或漸變的曲率半徑。在本公開的上述第一方面中，所述多個突起包括第一突起和第二突起，所述第一突起位于所述遠端部與所述第一側部的交界處，所述第二突起位于所述遠端部與所述第二側部的交界處。在本公開的上述第一方面中，所述第一突起與所述凹部以及所述第二突起平滑地連續形成。在本公開的上述第一方面中，所述切割部的所述遠端部、所述第一側部、所述第二側部和所述突起中的至少一個的至少一部分的厚度大于所述刀頭端部的與所述切割部相鄰的非切割部的厚度。在本公開的上述第一方面中，所述切割部的所述遠端部、所述第一側部、所述第二側部和所述突起的厚度大于所述刀頭端部的與所述切割部相鄰的非切割部的厚度。在本公開的上述第一方面中，所述切割部的所述遠端部、所述第一側部、所述第二側部和所述突起中的至少一個具有交替排列的厚度不同的第一厚度部和第二厚度部，所述第一厚度部的厚度大于所述第二厚度部的厚度。在本公開的上述第一方面中，所述第二厚度部的厚度大于所述刀頭端部的與所述切割部相鄰的非切割部的厚度。在本公開的上述第一方面中，所述切割部至少部分地設置有齒狀結構和/或滾花結構。在本公開的上述第一方面中，所述切割部的齒狀結構和/或滾花結構遍布整個所述切割部地設置。在本公開的上述第一方面中，所述突起具有鉤形、梯形、方形、三角形、圓弧形等形狀或這些形狀的任意組合。在本公開的上述第一方面中，所述超聲骨刀刀頭端部為扁平片形結構。在本公開的上述第一方面中，所述超聲骨刀刀頭設置有用于將液體引導到所述切割部的至少一條引導槽。在本公開的上述第一方面中，所述至少一條引導槽將液體引導到所述切割部的所述遠端部、第一側部和第二側部、突起中的至少一個。在本公開的上述第一方面中，所述超聲骨刀刀頭形成有沿所述刀頭端部的厚度方向貫穿的至少一個通孔。在本公開的上述第一方面中，所述超聲骨刀刀頭形成為在所述刀頭端部的內部沿所述刀頭端部的長度方向延伸至所述遠端部的通孔。在本公開的上述第一方面中，所述超聲骨刀刀頭包括與所述刀頭端部相連的刀桿，所述刀頭端部和所述刀桿一體成形而成。在本公開的上述第一方面中，所述第一側部和所述第二側部在所述刀頭端部的寬度方向上的距離朝向所述遠端部減小。在本公開的上述第一方面中，多個突起沿著所述刀頭端部的寬度方向限定的最大寬度大于或等于所述超聲骨刀刀頭的組織接觸部的沿著所述刀頭端部的寬度方向的最大寬度。在本公開的上述第一方面中，所述切割部的厚度大于或等于所述超聲骨刀刀頭的組織接觸部的最大厚度。在本公開的上述第二方面中，提供一種機器人輔助超聲骨動力系統，包括超聲骨動力系統和機器人輔助手術系統，所述超聲骨動力系統包括：用于將電能轉換為機械能的超聲換能器；用于將所述機械能傳遞至待切割的骨骼的超聲骨刀；以及用于輔助完成手術操作的機器人輔助手術系統，其中，所述超聲骨刀具有上述超聲骨刀刀頭。附圖說明下面，結合附圖和具體實施方式，對本公開的技術方案進行進一步的詳細描述。附圖示例性示出了實施例并且構成說明書的一部分，與說明書的文字描述一起用于講解實施例的示例性實施方式。所示出的實施例僅出于例示的目的，并不限制權利要求的保護范圍。在所有附圖中，相同的附圖標記指代相同或類似的要素。在附圖中：圖1是本公開的第一實施方式的超聲骨刀刀頭的立體圖；圖2是本公開的第一實施方式的超聲骨刀刀頭的主視圖；圖3A是本公開的第一實施方式的超聲骨刀刀頭的刀頭端部的局部放大主視圖，圖3B是圖3A的A-A剖面圖，圖3C是圖3A的B-B剖面圖；圖4是本公開的第二實施方式的超聲骨刀刀頭的立體圖；圖5是本公開的第二實施方式的超聲骨刀刀頭的主視圖；圖6是本公開的第三實施方式的超聲骨刀刀頭的刀頭端部的立體圖；圖7是本公開的第三實施方式的超聲骨刀刀頭的刀頭端部的主視圖；圖8是本公開的第四實施方式的超聲骨刀刀頭的刀頭端部的立體圖；圖9是本公開的第四實施方式的超聲骨刀刀頭的刀頭端部的主視圖；圖10是本公開的第五實施方式的超聲骨刀刀頭的刀頭端部的立體圖；圖11是本公開的第六實施方式的超聲骨刀刀頭的立體圖；圖12是本公開的機器人輔助超聲骨動力系統的示意圖。具體實施方式首先需要說明的是，以下將以示例方式來具體說明本超聲骨刀刀頭的基本結構、功能和優點，但全部的描述僅用來進行說明而不應將其理解為對本公開形成任何的限制。另外，在本公開的描述中，術語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“內”、“外”“縱向”、“橫向”、“水平”、“垂直”、“寬度方向”、“長度方向”、“厚度方向”等指示的方位或位置關系是基于附圖及說明書描述所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本公開和簡化描述，而不是明示或暗示其所涉及的裝置或部件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不應將其理解為對本公開形本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種超聲骨刀刀頭，所述超聲骨刀刀頭包括位于刀頭遠端的刀頭端部，所述刀頭端部形成為扁形結構且設置有切割部，其特征在于，所述切割部包括遠端部、第一側部和第二側部，所述第一側部和所述第二側部在所述刀頭端部的寬度方向上相對于所述刀頭端部的縱向軸線對稱布置；所述切割部還包括在所述遠端部附近形成的多個突起，所述多個突起在所述刀頭端部的寬度方向上相對于所述縱向軸線對稱地從所述第一側部和所述第二側部向外凸出；在所述遠端部上形成有向所述刀頭端部的近端方向內凹的凹部。

【技術特征摘要】
1.一種超聲骨刀刀頭，所述超聲骨刀刀頭包括位于刀頭遠端的刀頭端部，所述刀頭端部形成為扁形結構且設置有切割部，其特征在于，所述切割部包括遠端部、第一側部和第二側部，所述第一側部和所述第二側部在所述刀頭端部的寬度方向上相對于所述刀頭端部的縱向軸線對稱布置；所述切割部還包括在所述遠端部附近形成的多個突起，所述多個突起在所述刀頭端部的寬度方向上相對于所述縱向軸線對稱地從所述第一側部和所述第二側部向外凸出；在所述遠端部上形成有向所述刀頭端部的近端方向內凹的凹部。2.根據權利要求1所述的超聲骨刀刀頭，其特征在于，所述凹部相對于所述刀頭端部的縱向軸線對稱。3.根據權利要求1所述的超聲骨刀刀頭，其特征在于，所述凹部具有恒定的曲率半徑或漸變的曲率半徑。4.根據權利要求1所述的超聲骨刀刀頭，其特征在于，所述多個突起包括第一突起和第二突起，所述第一突起位于所述遠端部與所述第一側部的交界處，所述第二突起位于所述遠端部與所述第二側部的交界處。5.根據權利要求4的超聲骨刀刀頭，其特征在于，所述第一突起與所述凹部以及所述第二突起平滑地連續形成。6.根據權利要求1所述的超聲骨刀刀頭，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹群，戰松濤，戴志凌，
申請(專利權)人：北京水木天蓬醫療技術有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11