[實(shí)用新型]一種超聲振動輔助生物軟組織切削試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420044686.X
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203672763U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勤河;高立營;宋磊;秦雪梅;李丹;辛青
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，涉及一種超聲振動輔助生物軟組織切削試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

外科手術(shù)是一種通過對組織或器官部分或全部切除、修復(fù)、重建來治療疾病的一種醫(yī)療手段，廣泛應(yīng)用于臨床。外科手術(shù)離不開手術(shù)刀具，手術(shù)刀具是切除或修復(fù)組織或器官的工具，手術(shù)刀具切削組織的性能決定了其對周圍組織的損害。超聲手術(shù)刀技術(shù)是把超聲波振動施加到手術(shù)刀具上，能明顯降低手術(shù)過程中的組織切削力，減少對周圍組織的損傷。目前超聲振動與軟組織的相互作用機(jī)理還不十分明確，沒有人進(jìn)行過相關(guān)研究，缺少研究超聲振動與軟組織的相互作用機(jī)理的試驗(yàn)手段，因此迫切需要開發(fā)新的超聲振動輔助軟組織切削試驗(yàn)裝置，以研究清楚組織切削過程中超聲波與組織間作用機(jī)理，進(jìn)而開發(fā)新型高效手術(shù)刀具。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對組織切削試驗(yàn)提供一種超聲振動輔助生物軟組織切削試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：

一種超聲振動輔助生物軟組織切削試驗(yàn)裝置，包括底座、計(jì)算機(jī)、切削刀具、軟組織固定臺、刀具夾持器、力傳感器、氣缸、橫向?qū)к墸?jì)算機(jī)內(nèi)裝有數(shù)據(jù)采集卡；其特征是還包括信號發(fā)生器、信號放大器、定向?qū)U、推板、超聲換能器，推板固定在定向?qū)U前端；力傳感器、超聲換能器、刀具夾持器、切削刀具依次安裝在定向?qū)U前端推板上組成超聲振動切削刀具頭集成；信號發(fā)生器、信號放大器、超聲換能器組成超聲振動輔助系統(tǒng)，信號發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號，并通過信號放大器放大后施加在超聲換能器上，帶動切削刀具振動；氣缸、定向?qū)U、計(jì)算機(jī)組成直線進(jìn)給系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)控制氣缸壓強(qiáng)調(diào)整切削速度，驅(qū)動定向?qū)U及前端推板，帶動固定在刀具夾持器上的切削刀具實(shí)現(xiàn)對軟組織的切削；力傳感器、計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)采集卡組成測力系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集卡采集力信號并通過PCI接口存儲至計(jì)算機(jī)；力傳感器可實(shí)時測量切削力，從而實(shí)現(xiàn)了對軟組織切削的定量研究。

上述一種超聲振動輔助生物軟組織切削試驗(yàn)裝置，其特征是力傳感器采用六分量動態(tài)測力傳感器。

本實(shí)用新型一種超聲振動輔助生物軟組織切削裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對軟組織切削的超聲振動輔助，并在計(jì)算機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)對整個切削過程的自動測量，測試速度快，精度高，可以為研究組織切削過程中超聲波與組織間的作用機(jī)理提供完善的試驗(yàn)平臺。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型超聲振動切削刀具頭集成示意圖；

圖中：1-底座；2-橫向?qū)к墸?-軟組織固定臺；4-超聲振動切削刀具頭集成；5-氣缸；6-定向?qū)U；7-支架；8-計(jì)算機(jī)；9-信號放大器；10-信號發(fā)生器、11-推板；12-力傳感器；13-超聲換能器；14-刀具夾持器；15-切削刀具

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的三個最佳實(shí)施例：

實(shí)施例一：

如圖1、2所示，本實(shí)用新型是一種超聲振動輔助生物軟組織切削試驗(yàn)裝置，包括底座1、橫向?qū)к?、軟組織固定臺3、氣缸5、定向?qū)U6、支架7、計(jì)算機(jī)8、信號放大器9、信號發(fā)生器10，計(jì)算機(jī)8內(nèi)裝有數(shù)據(jù)采集卡；還包括由推板11、力傳感器12、超聲換能器13、刀具夾持器14、切削刀具15組成的超聲振動切削刀具頭集成4。橫向?qū)к?、軟組織固定臺3、支架7、計(jì)算機(jī)8、信號放大器9、信號發(fā)生器10固定在底座1上。氣缸5、定向?qū)U6、計(jì)算機(jī)8組成直線進(jìn)給系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)8控制氣缸5的壓強(qiáng)調(diào)整切削速度。力傳感器12采用六分量動態(tài)測力傳感器，其最高數(shù)據(jù)采樣頻率為250KHz，可同時測量x、y、z三個方向的力的大小和a、b、c三個方向扭矩的大小。力傳感器12、超聲換能器13、刀具夾持器14、切削刀具15依次安裝在定向?qū)U6前端推板11上。信號發(fā)生器10產(chǎn)生超聲脈沖信號，并通過信號放大器9放大后施加在超聲換能器13上，實(shí)現(xiàn)對超聲振動頻率與振幅的控制。切削試驗(yàn)時控制氣缸5驅(qū)動超聲振動切削刀具頭集成4切削固定在軟組織固定臺3上的軟組織。力傳感器12的信號輸出端口與計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)采集卡8中的數(shù)據(jù)采集端口相連。