Ультразвуковой инструмент для рассечения костных тканей Советский патент 1983 года по МПК A61B17/32 

Изобретение относится к обработке материалов с помощью ультразвука, а именно к медицинским инструментам для рассечения костных тканей, применяемьи в травматологии.

Известны ультразвуковые инструменты для .рассечения костных тканей, выполненные в виде сплошных и пустотелых цилиндров резонансной длины с рабочим и нерабочим l3

Эти инструменты являются очень простыми в технологическом отношении, но не обеспечивают при изменении нагрузки стабилизации эксплуатационных характеристик и локального ввода колебаний в зону обработки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ультразвуковой инструмент для рассечения костных тканей, выполненный в виде клина с режущим лезвием, перпендикулярным оси волновода 2.

Однако этот инструмент также не имеет компенсирующих средств для стабилизации эксплуатационных характеристик, в частности амплитуды колебаний, при изменении нагрузки. Кроме того, на режущем лезвии такого инструмента не происходит локализации амплитудвы колебаний по участкам. Эти обстоятельства не позволяют уменьшить усилие резания и повысить чистоту поверхности резания т костных отломков.

Цель изобретения - уменьшение усилий резания и повышение чистоты поверхности резания костных отломков путем стабилизации эксплуатационных характеристик при изменении нагрузки и локального ввода колебаний. : Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом инструменте, выполненном в виде клина с режущим лезвием, перпендикулярным оси волновода, вдоль режущего лезвия выполнено сквозное отверстие и прорези на боковых поверхностях, образующие окна при пересечении с отверстием, при этом прорези одной боковой поверхности расположены по отношению К прорезям другой боковой

поверхности в шахматном порядке и с

противоположным наклоном, угол которого о .dt- 90° по отношению к режущему лезвию.

На чертеже изображен предлагаемый ультразвуковой инструмент дпя рассечения костных тканей с эпюрой колебаний на режущем лезвии.

Инструмент выполнен, в виде клина 1 с режущим лезвие л 2, перпендикулярным оси волновода 3. В инструменте вдоль режущего лезвия 2 выполнено сквозное отверстие 4 и прорези 5 на боковых поверхностях, образующие окна б при пересечении с отверстием 4, причем прорези одной боковой поверхности расположены по отношению

к прорезям другой боковой поверхности в шахматном порядкеи с.противоположным наклоном, угол которого О . 90° по отношению к режущему лезвию.

Инструмент работает следующим образ ом,

Ультразвуковые колебания от преобразователя 7 передаются через, волновод 3 на инструмент 1 и по боковым поверхностям клина выделяются н режущем лезвии 2. При изменений нагзок на инструмент происходит деформация стенок клина на прорезях около сквозного отверстия 4. Окна, образующиеся при пересечении прорезей с отверстием, облегчают деформацию клина, которая сопровождается изменением напряженно-деформированного состояния материала инструмента. Кроме того, отверстие разделяет продольную волну на две составляющие, проходящие по боковым поверхностям клина, что облегчает локализацию колебаний прорезями на режущем лезвии . . - ;

Для разделения колебаний и выделения их локально по прорезям, выходящим на режущее лезвие, на инструменте полуволновой длины на частоту 22 кГц размеры прорези должны быть по ширине 1,16 - 1,8Л(длина волны, распространяющейся в инструменте) , а глубина 1,16-1,32 А. . При этом перемычка между прорезями должна быть шириной 0,5-1 от ширины прорези .

Изготовление прорезей на боковых поверхностях инструмента в шахматно порядке овеспечивает локализацию колебаний на режущем лезвии клина. Раположение прорезей под углом к режущему лезвию изменяет направление продольной волны и распространяет ее под углом к режущему лезвию. При этом на соседних участках режущего лезвия, например, если смотреть с одной боковой грани клина, т.е. на лезвие под выступом и прорезью, колебания будут противоположного направления. Составляющая амплитуда колебаний, выделяющихся на::участках режущего лезвия, складывается из продольной амплитуды и локальных колебаний лезвия под прорезями. Поскольку прорези имеют окна, то колебания под ними отсутствуют и на лезвии эти колебания выделяются от выступа, расположенного на противоположной боковой поверхности клина, так как прорези расположены в шахматном порядке. И если, на режущем лезвии с одной стороны выходит прорезь, то с другой выходит выступ и колебания лезвия будут носитьлокальный характер. В этом случае от

продольной волны в инструменте происходит локсшизация колебаний, т.е.: их разделение по числу.прорезей, что соответствует втрзбужяению на лезвии изгибНБОс колебаний «а частотах более высоких; ч а основная частота колебаний. На эпюре показано сложение колебаний ia лезвии и шделение результирующей амплитуды.

Изобретение обеспвчйвае умень- : шение усилия .резания, повшаенйе и чистоты .поверхйости резания костных отломков j снижение в j зоне реза тем самым исклю ений ; ожогов костных тканей, что позвойя ет сократить время, за траченное на оп ерацию, .и уменьшить сроки сращения К9СТНЫХ отломков.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАССЕЧЕНИЯ КОСТШХ ТКАНЕЙ, выполненный в виде клина с режущим лезвием, перпендикулярным оси волновода, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения усилий резания и повышения чистоты (П верхности резания костных отломков путем сгтабилизации -эксплуатационных характеристик при изменении нагрузки и локального ввода колебаний в инстр5 №нте, вдоль резкувдего лезвия выполнено сквозное отверстие и ьрорези на боковых поверхностях, образующие окна при пересечений с отверстием, при этом прорези .одной боковой поверхности расположены по отношению к прорезям другой боковой поверхности в шахматном порядке и с противоположным наклоном, угол которого -9О 9 по. отношению к режущему лезвию. СП 00 оо со