超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置包括工控機(jī)、實(shí)驗(yàn)臺、X軸伺服控制滑臺、Y軸伺服控制滑臺、Z軸伺服控制滑臺、固定支架、換能器和推壓力傳感器。本實(shí)用新型由工控機(jī)輸出位移指令控制X軸伺服控制滑臺、Y軸伺服控制滑臺、Z軸伺服控制滑臺根據(jù)預(yù)先設(shè)定的路徑運(yùn)動而使得所述超聲刀在待測試樣表面移動，待測試樣作用于超聲刀的反作用力通過所述換能器和固定支架作用于所述推壓力傳感器，推壓力傳感器產(chǎn)生形變而測量超聲刀作用于待測試樣的壓力，方便超聲手術(shù)刀的作用機(jī)理的研究，而且，測量精度高。
【專利說明】超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及手術(shù)刀實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲刀是利用聲能的機(jī)械和熱效應(yīng)來完成組織的切割和止血的一種手術(shù)器械，相對于高頻電刀、激光刀具有它具有刀口整齊、止血快、熱損傷區(qū)域小、產(chǎn)生煙霧少等優(yōu)點(diǎn)，也正迅速發(fā)展成為超聲外科臨床介入治療的重要手段。
[0003]微創(chuàng)手術(shù)的迅速發(fā)展和推廣應(yīng)用，不僅為超聲手術(shù)刀的發(fā)展開拓了廣闊空間，同時也對超聲手術(shù)刀提出了新的挑戰(zhàn)。作為外科醫(yī)生也必需對他們直接控制的、影響手術(shù)成敗的關(guān)鍵變量有清晰的理解，以便通過儀器參數(shù)的選擇(如:刀頭振幅，刀頭尺寸和形狀，刀身直徑，振動能量提供的方式是脈沖或連續(xù)等)，來控制手術(shù)的效果。因此，開展超聲刀與生物組織相互作用機(jī)理和生物效應(yīng)的研究，不僅對研發(fā)新穎髙效超聲手術(shù)刀，而且對指導(dǎo)臨床手術(shù)都是非常必要的。因此，在為了方便超聲手術(shù)刀的作用機(jī)理的研究，需要開發(fā)一種超聲手術(shù)刀測量的實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)@些關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中無法測量超聲手術(shù)刀壓力的問題。
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置，:該裝置包括工控機(jī)、實(shí)驗(yàn)臺、X軸伺服控制滑臺、Y軸伺服控制滑臺、Z軸伺服控制滑臺、固定支架、換能器和推壓力傳感器，其中，所述X軸伺服控制滑臺固定于實(shí)驗(yàn)臺上，與Y軸伺服控制滑臺和Z軸伺服控制滑臺按照X、Y、Z方向分布，它們之間通過滑動支架進(jìn)行固定連接，以垂直于實(shí)驗(yàn)臺方向?yàn)閆方向；所述固定支架固定于Z軸伺服控制滑臺上,該固定支架上安裝有推壓力傳感器和連接有超聲刀的所述換能器；所述工控機(jī)輸出位移指令控制X軸伺服控制滑臺、Y軸伺服控制滑臺、Z軸伺服控制滑臺根據(jù)預(yù)先設(shè)定的路徑運(yùn)動而使得所述超聲刀在待測試樣表面移動，待測試樣作用于超聲刀的反作用力通過所述換能器和固定支架作用于所述推壓力傳感器，推壓力傳感器產(chǎn)生形變而測量超聲刀作用于待測試樣的壓力，所述工控機(jī)記錄超聲刀的坐標(biāo)及該坐標(biāo)下的作用于待測試樣的壓力值。
[0006]在進(jìn)一步方案中，所述固定支架包括固定座和套筒，其中，所述固定座由豎直部和與豎直部連接的水平部構(gòu)成L狀，其中，豎直部上設(shè)置有安裝孔，固定座通過螺栓配合該安裝孔而安裝于所述Z軸伺服控制滑臺；所述套筒的頂端安裝有所述推壓力傳感器，換能器安裝于套筒內(nèi)并伸出套筒而與超聲刀連接。
[0007]在進(jìn)一步方案中，所述實(shí)驗(yàn)臺上設(shè)置有用于固定待測試樣的安裝孔，所述超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置包括設(shè)置于安裝孔的溫度傳感器，工控機(jī)控制超聲刀運(yùn)動至預(yù)設(shè)坐標(biāo)后采集該坐標(biāo)點(diǎn)的溫度傳感器的溫度并存儲該溫度。
[0008]在進(jìn)一步方案中，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括紅外測溫儀，該紅外測溫儀包括紅外探測器，光學(xué)系統(tǒng)和紅外傳感器，其中，所述紅外探測器接收工控機(jī)的與預(yù)先設(shè)定的路徑對應(yīng)的坐標(biāo)指令對準(zhǔn)待測試樣而探測待測試樣于坐標(biāo)處輻射的能量；所述光學(xué)系統(tǒng)接收紅外探測器的能量而獲得紅外線能量并傳輸紅外線能量至紅外傳感器；所述紅外傳感器轉(zhuǎn)換紅外線能量為電信號；所述工控機(jī)處理電信號而獲得待測試樣于坐標(biāo)處的溫度。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]本實(shí)用新型由工控機(jī)輸出位移指令控制X軸伺服控制滑臺、Y軸伺服控制滑臺、Z軸伺服控制滑臺根據(jù)預(yù)先設(shè)定的路徑運(yùn)動而使得所述超聲刀在待測試樣表面移動，待測試樣作用于超聲刀的反作用力通過所述換能器和固定支架作用于所述推壓力傳感器，推壓力傳感器產(chǎn)生形變而測量超聲刀作用于待測試樣的壓力，方便超聲手術(shù)刀的作用機(jī)理的研究，而且，采用超聲刀傳遞給換能器并通過換能器傳遞給固定支架(套筒)再傳遞給推壓力傳感器的方式使得測量精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是圖1所示測量實(shí)驗(yàn)臺的固定支架與換能器、超聲刀和推壓力傳感器的裝配示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
[0014]請參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置包括實(shí)驗(yàn)臺電控底座1、工控機(jī)、實(shí)驗(yàn)臺2、X軸伺服控制滑臺3、Y軸伺服控制滑臺4、Ζ軸伺服控制滑臺5、固定支架
6、換能器7和推壓力傳感器8。實(shí)驗(yàn)臺電控底座I主要的作用是起到電控柜的作用，內(nèi)里設(shè)置有所述工控機(jī)，頂端安裝有所述實(shí)驗(yàn)臺2。所述實(shí)驗(yàn)臺2的表面設(shè)置有工藝安裝孔，用來固定夾具，此夾具的目的是為了固定待測試樣。所述X軸伺服控制滑臺3固定于實(shí)驗(yàn)臺2上，與Y軸伺服控制滑臺4和Z軸伺服控制滑臺5按照Χ、Υ、Ζ方向分布，它們之間通過滑動支架進(jìn)行固定連接，以垂直于實(shí)驗(yàn)臺方向?yàn)閆方向。
[0015]請繼續(xù)參閱圖1，所述固定支架6固定于Z軸伺服控制滑臺5上，該固定支架6上安裝有推壓力傳感器8和連接有超聲刀9的所述換能器7，在本實(shí)施方式中，所述固定支架6包括固定座61和套筒62，其中，所述固定座61由豎直部611和與豎直部611連接的水平部612構(gòu)成L狀，其中，豎直部611上設(shè)置有安裝孔，固定座61通過螺栓配合該安裝孔而安裝于所述Z軸伺服控制滑臺5。所述套筒62豎直放置，頂端安裝有所述推壓力傳感器8，換能器7安裝于套筒62內(nèi)并伸出套筒62而與超聲刀9連接。
[0016]請繼續(xù)參閱圖1，本實(shí)用新型超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置的工作過程如下:
[0017]首先，將待測試樣放置在實(shí)驗(yàn)臺2上，用夾具固定好；
[0018]接著，開啟工控機(jī)，工控機(jī)輸出位移指令，在該位移指令的控制下，X軸伺服控制滑臺3、Y軸伺服控制滑臺4、Z軸伺服控制滑臺5運(yùn)動至預(yù)先設(shè)定的路徑(坐標(biāo))而使得所述超聲刀9在待測試樣表面移動，具體的，X軸伺服控制滑臺3和Y軸伺服控制滑臺4兩者的運(yùn)動而帶動超聲刀9運(yùn)動至待測試樣正上方，Z軸伺服控制滑臺5的上下運(yùn)動使得超聲刀運(yùn)動至待測試樣表面，三個伺服控制滑臺的配合而使得超聲刀9在待測試樣表面移動。超聲刀9在待測試樣表面移動過程中，待測試樣作用于超聲刀9的反作用力通過所述換能器7和固定支架6作用于所述推壓力傳感器8，推壓力傳感器8產(chǎn)生形變而測量超聲刀作用于待測試樣的壓力，所述工控機(jī)記錄超聲刀的坐標(biāo)及該坐標(biāo)下的作用于待測試樣的壓力值，采用超聲刀傳遞給換能器并通過換能器傳遞給套筒再傳遞給推壓力傳感器的方式使得測量精度高。
[0019]另外，在本實(shí)用新型中，所述超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置包括設(shè)置于安裝孔的溫度傳感器，工控機(jī)控制超聲刀運(yùn)動至預(yù)設(shè)坐標(biāo)后采集該坐標(biāo)點(diǎn)的溫度傳感器的溫度并存儲該溫度，這樣，還可以測量手術(shù)刀作用于待測試樣時的溫度。
[0020]另外，為了獲得待測試樣于超聲刀9正下方處(坐標(biāo)處)的溫度，所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括紅外測溫儀，該紅外測溫儀包括紅外探測器，光學(xué)系統(tǒng)和紅外傳感器，其中，所述紅外探測器接收工控機(jī)的與預(yù)先設(shè)定的路徑對應(yīng)的坐標(biāo)指令對準(zhǔn)待測試樣而探測待測試樣于坐標(biāo)處輻射的能量；所述光學(xué)系統(tǒng)接收紅外探測器的能量而獲得紅外線能量并傳輸紅外線能量至紅外傳感器；所述紅外傳感器轉(zhuǎn)換紅外線能量為電信號；所述工控機(jī)處理電信號而獲得待測試樣于坐標(biāo)處的溫度。
【權(quán)利要求】
1.超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:該裝置包括工控機(jī)、實(shí)驗(yàn)臺、X軸伺服控制滑臺、Y軸伺服控制滑臺、Z軸伺服控制滑臺、固定支架、換能器和推壓力傳感器，其中， 所述X軸伺服控制滑臺固定于實(shí)驗(yàn)臺上，與Y軸伺服控制滑臺和Z軸伺服控制滑臺按照X、Y、Z方向分布，它們之間通過滑動支架進(jìn)行固定連接，以垂直于實(shí)驗(yàn)臺方向?yàn)閆方向； 所述固定支架固定于Z軸伺服控制滑臺上，該固定支架上安裝有推壓力傳感器和連接有超聲刀的所述換能器； 所述工控機(jī)輸出位移指令控制X軸伺服控制滑臺、Y軸伺服控制滑臺、Z軸伺服控制滑臺根據(jù)預(yù)先設(shè)定的路徑運(yùn)動而使得所述超聲刀在待測試樣表面移動，待測試樣作用于超聲刀的反作用力通過所述換能器和固定支架作用于所述推壓力傳感器，推壓力傳感器產(chǎn)生形變而測量超聲刀作用于待測試樣的壓力，所述工控機(jī)記錄超聲刀的坐標(biāo)及該坐標(biāo)下的作用于待測試樣的壓力值。
2.如權(quán)利要求1所述超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述固定支架包括固定座和套筒，其中， 所述固定座由豎直部和與豎直部連接的水平部構(gòu)成L狀，其中，豎直部上設(shè)置有安裝孔，固定座通過螺栓配合該安裝孔而安裝于所述Z軸伺服控制滑臺； 所述套筒的頂端安裝有所述推壓力傳感器，換能器安裝于套筒內(nèi)并伸出套筒而與超聲刀連接。
3.如權(quán)利要求1或者2所述超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述實(shí)驗(yàn)臺上設(shè)置有用于固定待測試樣的安裝孔，所述超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置包括設(shè)置于安裝孔的溫度傳感器，工控機(jī)控制超聲刀運(yùn)動至預(yù)設(shè)坐標(biāo)后采集該坐標(biāo)點(diǎn)的溫度傳感器的溫度并存儲該溫度。
4.如權(quán)利要求1或者2所述超聲手術(shù)刀測量實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括紅外測溫儀，該紅外測溫儀包括紅外探測器，光學(xué)系統(tǒng)和紅外傳感器，其中， 所述紅外探測器接收工控機(jī)的與預(yù)先設(shè)定的路徑對應(yīng)的坐標(biāo)指令對準(zhǔn)待測試樣而探測待測試樣于坐標(biāo)處輻射的能量； 所述光學(xué)系統(tǒng)接收紅外探測器的能量而獲得紅外線能量并傳輸紅外線能量至紅外傳感器； 所述紅外傳感器轉(zhuǎn)換紅外線能量為電信號；所述工控機(jī)處理電信號而獲得待測試樣于坐標(biāo)處的溫度。
【文檔編號】G01M99/00GK203643186SQ201320874325
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】周紅生 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所東海研究站