[发明专利]超声骨刀刀头及使用该刀头的机器人辅助超声骨动力系统

说明书

本公开涉及一种超声骨刀刀头以及使用该刀头的机器人辅助超声骨动力系统。所述超声骨刀刀头包括位于刀头远端的刀头端部，所述刀头端部形成为扁形结构且设置有切割部，所述切割部包括远端部、第一侧部和第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧部在所述刀头端部的宽度方向上相对于所述刀头端部的纵向轴线对称布置；所述切割部还包括在所述远端部附近形成的多个突起，所述多个突起在所述刀头端部的宽度方向上相对于所述纵向轴线对称地从所述第一侧部和所述第二侧部向外凸出；在所述远端部上形成有向所述刀头端部的近端方向内凹的凹部。

技术领域

本公开涉及一种超声骨刀刀头，尤其是适合手术机器人使用的超声骨刀刀头，以及使用该超声骨刀刀头的机器人辅助超声骨动力系统。

背景技术

超声骨科手术技术以超声频率启动或者激励换能器，将电能转换为机械能，并驱动刀头完成骨组织切割。超声骨刀具有“切硬不切软”的独特优势，大大提高了骨科手术的安全性，目前已经被大量应用于外科手术。

通过手术机器人在医生的规划下自动完成手术是当前的研究热点，在骨科手术中的发展亦是如此。人的手部具有操作相对灵活，能够准确地控制切割方向、角度等并根据实际情况及时进行调整的优点，但与此同时也具有对切割深度和切割速度等控制精度不高的缺点，特别是存在纵向方向上控制能力差的难题。当人手操作超声骨动力系统切透骨骼时容易因纵向施力过大而导致骨骼下方的其他组织的损伤，存在一定风险。因此，需要通过机器人辅助进行骨科手术以提高手术精度，进而提高手术安全性。

现有的超声骨刀刀头都是基于人手的结构特性和操作习惯而发明的，因此刀头大多数以易于手部握持、施力和控制的形状为主，如接近普通手术刀的片形结构。这样的刀头并非基于手术机器人的结构和操作特性而开发出的，并不适合于手术机器人的使用。特别是，由于手术机器人的操作存在动作相对呆板、灵活度相对较差的问题，如使用现有的适合人手操作的超声骨刀刀头则不利于充分发挥手术机器人在力度、重复精度等方面的优势。而且，手术机器人对于刀头的可重复操作性以及快速冷却、及时排出骨屑等方面的性能存在更高的要求。因此，设计一种符合手术机器人操作特性的超声骨刀刀头具有非常重要的意义。

发明内容

本公开的目的是提供一种超声骨刀刀头，所述超声骨刀刀头基于手术机器人的结构、操作特性而设计，因而适合手术机器人使用。

根据本公开的第一方面，提供一种超声骨刀刀头，所述超声骨刀刀头包括位于刀头远端的刀头端部，所述刀头端部形成为扁形结构且设置有切割部，所述切割部包括远端部、第一侧部和第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧部在所述刀头端部的宽度方向上相对于所述刀头端部的纵向轴线对称布置；所述切割部还包括在所述远端部附近形成的多个突起，所述多个突起在所述刀头端部的宽度方向上相对于所述纵向轴线对称地从所述第一侧部和所述第二侧部向外凸出；在所述远端部上形成有向所述刀头端部的近端方向内凹的凹部。

在本公开的上述第一方面中，所述凹部相对于所述刀头端部的纵向轴线对称。

在本公开的上述第一方面中，所述凹部具有恒定的曲率半径或渐变的曲率半径。

在本公开的上述第一方面中，所述多个突起包括第一突起和第二突起，所述第一突起位于所述远端部与所述第一侧部的交界处，所述第二突起位于所述远端部与所述第二侧部的交界处。

在本公开的上述第一方面中，所述第一突起与所述凹部以及所述第二突起平滑地连续形成。

在本公开的上述第一方面中，所述切割部的所述远端部、所述第一侧部、所述第二侧部和所述突起中的至少一个的至少一部分的厚度大于所述刀头端部的与所述切割部相邻的非切割部的厚度。

在本公开的上述第一方面中，所述切割部的所述远端部、所述第一侧部、所述第二侧部和所述突起的厚度大于所述刀头端部的与所述切割部相邻的非切割部的厚度。