微创外科多自由度柔性超声手术刀研究进展

超声手术刀作为一种广泛应用的高效精准的能量器械,具有同时切割止血、较小热损伤、几乎无烟雾、自净能力强等优势,但是由于现有超声手术刀结构的约束,其运动自由度少,限制了其应用在机器人操作中的灵活性。经过科研人员在结构方面的不断优化和改进,在原有刚性超声手术刀的基础上,加入柔性结构,衍生出更加灵活的多自由度柔性超声手术刀。本文综述了刚性超声手术刀的发展以及柔性超声手术刀现有的设计方案,对于刚性超声刀的研究主要集中在结构的轻便以及工作性能的提高,对于柔性超声刀的设计分为将微型化的超声换能器放置在手柄端和放置在执行末端两类,分别分析这2种设计方案的具体结构,并讨论其优势和局限性。最后,对微创外科多自由度柔性超声刀未来的发展趋势提出展望。

纵弯耦合的小型超声手术刀换能器

为减小超声手术刀的体积并提高换能器效率,研究了一种纵弯耦合的小型超声手术刀换能器。该换能器将刀杆与前盖设计为一整体以减小体积,在换能器上设不对称凹槽来实现纵弯耦合振动,从而提高效率。建立了小型超声手术刀换能器的等效电路,根据等效电路设计了换能器结构尺寸;使用有限元仿真验证了换能器的纵弯耦合振型,分析了凹槽尺寸对弯振幅度和频率的影响,优化了凹槽的尺寸。根据最终的设计方案制作了换能器实物并进行了测试,该换能器谐振频率为51.5 kHz,尖端振幅72.5m,达到手术使用要求。

超声手术切割设备的换能器研究进展

超声手术切割设备在外科手术中扮演着越来越重要的角色,换能器是超声手术切割设备中至关重要的器件。本文综述超声手术切割设备中换能器的相关研究,介绍换能器分类,分析换能器的设计原理和测试结果,总结新型换能器的优缺点和发展趋势,以期对超声手术切割设备的研究提供参考。

应用超声手术刀行颈椎双开门手术的安全性与可靠性

目的:观察超声产生的能量对颈椎皮质骨、松质骨及其周围组织的影响程度,探讨超声手术刀用于颈椎椎管扩大成形术的安全性和可靠性。方法:将10只中国大耳兔分为两组,一组用超声手术刀进行颈椎双开门椎管扩大手术,另一组采用高速磨钻与摆动锯行相同手术;术后立即取出手术节段颈椎行大体解剖、光镜及电镜观察。结果:超声手术刀对颈椎椎板的皮质骨和松质骨均具有良好的切割能力,与高速磨钻和摆动锯相比切割效果无明显差异,对手术野周围组织的宏观结构和微观结构也没有产生明显的不良影响,并具有机械振动轻微、止血效果良好的独特优势。结论:应用超声手术刀进行颈椎双开门椎管扩大成形术安全、可靠。

超声手术刀的优化设计

为适应微创手术的要求,设计了频率为55.5 kHz的细长结构超声手术刀。采用有限元方法对其进行模态分析和谐振分析,获取振幅大小、应力分布等参数。通过对手术刀刀身结构进行二次优化,使所设计的手术刀在50~60 kHz频段内以纵振模式为主,刀头和刀身应力分布均匀,最大应力由577 MPa降到375 MPa,远小于医用钛合金材质的超声手术刀的最大抗拉强度。为验证有限元分析结果,分别试制结构优化前后的手术刀模型并进行实验。结果表明：结构优化之后的手术刀工作时,应力分布均匀,径向无明显扰度,轴向输出振幅可以满足生物组织切割的要求。

超声手术刀工作原理及临床应用

介绍了吸引式与切割式超声手术刀的工作原理、仪器设备的组成部分及特点及两种手术刀在外科临床上的应用。说明了超声手术刀具有良好的止血效果,能够精确切割、安全性高、缩短手术时间及对周围组织损伤小的优点,概述了超声手术刀目前存在的技术问题及需要进一步研究和改进的方面。超声手术刀是外科发展的必然趋势和发展方向,具有广泛的应用前景。

立体定位高强度聚焦超声手术的运动控制系统

从满足定位要求的角度提出了一种立体定位高强度超声手术的运动系统,并结合一种信号发生装置构建了运动系统驱动电机正反转切换保护电路和运动系统复位到零位以及计数的电路,在此基础上结合肿瘤治疗过程详细介绍了整个运动系统控制的软硬件结构。

基于FPGA的超声手术仪的研制

介绍了超声手术仪的基本工作原理,然后根据超声手术仪硬件电路的特点,提出了一种基于FPGA实现超声手术仪硬件电路设计的方法,着重阐述了利用FPGA实现超声手术仪输入输出接口电路的方法,这种设计方法在保证超声手术仪的工作可靠性和整体治疗性能的前提下提高系统的集成度。

超声手术刀的研制现状与应用

超声手术刀具有出血少、对周围组织伤害少、术后恢复快等特点。目前主要应用于切割与凝血、白内障乳化、肝胆肿瘤吸引、吸脂、切骨等方面。本文分析了国际和国内上典型超声手术刀的原理、发展、特点、关键技术与临床应用情况,并探讨国内超声手术刀发展的方向。

超声手术刀切割动物软组织的实验研究

本文描述了超声手术刀切割动物软组织的一些实验结果。认为超声手术刀切割组织有较好的止血效果；切割软组织有较好的愈合效果，但切割皮肤则有烫伤状，愈合较迟缓。

基于阻抗匹配的超声手术刀频率跟踪方法研究

随着科技的发展,超声手术刀在医疗上的运用越来越广泛。在实际应用中,为了让超声手术刀的换能器能尽可能高效率地将电能转换成机械能,利用并联阻抗匹配实现了超声手术刀的阻抗匹配,让超声手术刀的换能器呈现纯阻抗,从而使换能器的输出功率最大,并且减少了换能器的发热,延长了使用寿命。另外超声手术刀的换能器在使用过程中,换能器的各项参数会随着温度以及环境等发生改变,因此设计了一种针对换能器的谐振频率进行变频的频率跟踪方法,通过对电流和电压的相位差进行跟踪,然后送入到FPGA进行运算,得到一个相位差,当相位发生偏差的时候,则采用一个变频公式调整输出频率,从而达到频率跟踪的效果。通过实际验证,所设计的超声手术刀阻抗匹配和频率跟踪方法可以很好地实现在不同负载下的频率自动跟踪,并且运行可靠。

超声手术刀刀头在多次清洗、消毒和灭菌后的性能变化研究

目的研究超声手术刀刀头在多次清洗、消毒和灭菌后的性能变化,探究高值医用耗材重复使用的可行性。方法设计清洗、消毒和灭菌方案,测试超声手术刀刀头在多次清洗、消毒和灭菌后的尖端主振幅、尖端横向振幅、静态(空载)电功率、夹紧力、抓持力。结果分析不同方案的数据结果表明,试验后尖端主振幅、尖端横向振幅、静态(空载)电功率、夹紧力、抓持力5项性能指标均满足技术要求的指标,均未发生显著变化,也未出现超出技术要求规定的情况。结论超声手术刀刀头在多次清洗、消毒和灭菌后在一定程度上仍能保持性能的准确性,可为此类高值医用耗材重复使用后关键性能指标评价提供一定的参考。

穴位贴敷联合中药口服及聚焦超声手术治疗过敏性鼻炎的疗效及对血清免疫炎性指标和生活质量的影响

目的观察穴位贴敷联合中药口服及聚焦超声手术治疗过敏性鼻炎的疗效及对血清免疫炎性指标和生活质量的影响。方法将2021年3—8月在河北省沧州中西医结合医院耳鼻咽喉科治疗的150例过敏性鼻炎患者随机分为超声组50例、超声+中药组50例、超声+中药+穴位贴敷组50例。超声组给予聚焦超声手术治疗,超声+中药组给予聚焦超声手术和中药辨证口服1个月,超声+中药+穴位贴敷组给予聚焦超声手术、中药辨证口服1个月及穴位贴敷1个月。观察3组患者治疗前后血清免疫炎性指标[免疫球蛋白E(IgE)、白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-6(IL-6)、嗜酸性粒细胞绝对值(EO#)]水平和中医症状积分、生活质量评分(SF-36评分),比较3组治疗效果。结果3组患者治疗后IgE、IL-4、IL-6、EO#水平和中医症状积分均明显低于治疗前(P均<0.05),且超声+中药组均明显低于超声组(P均<0.05),超声+中药+穴位贴敷组均明显低于其他2组(P均<0.05);3组患者治疗后SF-36评分(心理健康、认知功能、生理功能、社会职能)均明显高于治疗前(P均<0.05),且超声+中药组均明显高于超声组(P均<0.05),超声+中药+穴位贴敷组均明显高于其他2组(P均<0.05)。3组患者治疗总有效率分别为74%(37/50)、86%(43/50)、96%(48/50),超声+中药组均明显高于超声组(P均<0.05),超声+中药+穴位贴敷组均明显高于其他2组(P均<0.05)。结论穴位贴敷联合口服中药及聚焦超声手术治疗过敏性鼻炎临床疗效显著,可有效缓解患者症状、提高生活质量,且复发率低,其机制可能与降低炎症反应有关。

浅谈超声手术刀

详细介绍超声手术刀的工作原理,并简单介绍了超声手术刀使用时应注意的问题、国内外研究现状、目前存在的主要技术问题和发展前景。

一种用于高强度聚焦超声手术的八自由度机器人手术平台

机器人手术是未来外科手术的发展方向,高强度聚焦超声(Highintensityfocusedultrasound,HIFU)手术是一种崭新的无副作用癌症治疗方法。本文介绍了机器人集成超声手术系统、流程,并详细介绍了可以解决术中定位这一关键问题的八自由度机器人手术平台的设计、结构特征、运动机理。分别给出了C形臂和治疗床、C形臂和治疗头两个五维合成运动的可达工作空间分析。相对于已有的手术平台,该平台定位准确、便捷,可治疗的人体区域也更大,从而使治疗方案的设计更具灵活性。

一类高强度聚焦超声手术平台的定位过程规划

在高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)肿瘤手术平台的工作空间分析和定位过程分析的基础上提出利用定位区域球方法在工作空间中简化表示肿瘤的位置和姿态,并且利用定位区域球确定了定位过程中治疗焦点必须经过的终点位姿和中间路径点;根据确定的路径点在李群空间SE(3)中构造出一条C2连续的三次均匀B样条插值定位路径;最后给出了一个病例分析结果。

肝段切除及超声手术刀应用

从1987年12月～1990年12月施行肝段切除28例,男22例,女6例,年龄21～68岁,中位年龄48岁。原发性肝癌15例,转移性肝癌2例,肝血管瘤4例,肝内胆管结石4例,其它3例,采用Kelly钳和CUSA断离肝组织,无手术死亡和严重并发症。根据肝表面标志,借助术中B超及CUSA施行肝段切除比较安全、出血少,可保留较多正常肝组织。

肝段切除及超声手术刀应用

我院自1987年12月至1990年12月施行各类肝段切除28例,占同期肝切除手术的46％(28/61),没有发生手术死亡及严重并发症,现将有关问题讨论如下。 1 临床资料本组患者男性22例,女性6例。年龄21～68岁,平均年龄48岁。

超声手术仪及应用研究

该超声手术仪利用磁致伸缩的发生方法，将超声频率信号转变为机械振动，从而进行各种手术操作。本文介绍该超声手术仪的工作原理及基本组成。初步应用表明，该类仪器具有许多独特的优点，有着广阔的应用前景。

高强度聚焦超声手术治疗外阴白色病变49例护理体会

高强度聚焦超声手术是一种非侵入性治疗方法 。该方法 将体外发射的声波穿过软组织而聚焦体内病变的特定靶点,瞬间产生热效应、机械效应、空化效应及由此引发的生化效应,利用这些效应使病变组织变性并促进组织重建和微循环改善而达到治疗目的。我院2005年7月～2007年7月应用该方法治疗49例外阴白色病变患者取得满意效果，现报告如下。