[实用新型]旋转超声共振捕水磨削装置及生物骨低损伤可控磨削装置

说明书

本实用新型公开了一种旋转超声共振捕水磨削装置及生物骨低损伤可控磨削装置，它解决了现有技术中颅底肿瘤摘除装置体积大、不易操作的问题，具有磨削效率高、冷却效果好的有益效果，其方案如下：旋转超声共振捕水磨削装置及生物骨低损伤可控磨削装置，包括主轴，设于电主轴外壳内，主轴外表圆周设置转子绕组，电主轴外壳内设置与转子绕组对应的定子绕组，电子绕组可通电带动主轴旋转设置；用于磨削生物骨的捕水磨具，主轴通过超声振动机构与捕水磨具连接，在主轴及超声振动机构带动下，捕水磨具实现纵向振动及旋转运动，捕水磨具表面设置微凸体。

技术领域

本实用新型涉及一种神经外科颅骨磨削、术中冷却、术后创口成膜柔性集成装置，特别是涉及一种旋转超声共振捕水磨削装置及生物骨低损伤可控磨削装置。

背景技术

在颅底肿瘤摘除手术过程中，以垂体肿瘤为例，外科医生首先利用高速磨具去除鼻中隔、蝶窦前侧骨及蝶窦后侧的蝶鞍等骨结构；由于颅底区结构复杂且分布着重要神经(如视神经、三叉神经、颈动脉)，因此外科医生还需磨除包围着这些神经的骨结构，以识别这些神经的位置并保护它们。金刚石磨具因其对软组织创伤小而受到了神经外科医生的青睐，但金刚石磨具在磨削过程的产热量明显高于其它切削方式的产热量，导致骨坏死和周围组织的热损伤，对组织的凝血功能也有一定的影响。临床中常用生理盐水滴灌式冷却，通过自然对流的方式带走部分磨削热。由于磨具的高速旋转，磨具表面易形成附面层，阻碍生理盐水进入磨削区；且外科手术磨削工具常采用金刚石磨粒，而金刚石具有疏水特性，更不利于生理盐水注入磨削区。其次，由于骨磨削手术磨具的磨粒小，磨粒间的空隙小，容易导致磨具堵塞，使工作磨粒迅速失去切削能力而加剧磨具与骨之间的滑擦作用；且骨组织成分中含有一定量的多糖蛋白，在较高磨削温度作用下，磨屑中的多糖蛋白的黏性增强，在磨具与骨间的挤压作用下，骨屑粘附在砂轮表面，更容易引起磨具堵塞，降低磨具寿命。再次，骨磨削过程属于微磨削，骨病理磨除效率极低。因此，骨磨削温度高、冷却液不能有效注入磨削区且磨具寿命短、磨除效率低是当前颅骨磨削的瓶颈。

在硬脆材料磨削加工中，磨具高速旋转的同时附加纵向和扭转超声机械振动，即纵-扭复合超声振动，能有效减小磨削力、促进切屑排出、提高加工质量和效率。

经检索，河南理工大学郑建新等实用新型了单激励纵-扭复合振动转换装置(专利号： ZL 201110176076.6)，第一转换器和第二转换器通过榫卯结构的方式轴向顶压配合，第一转换器的平面端与换能器相连实现纵扭转换，通过振幅放大的第二转换器平面端与工具或工件相连，即可构成超声复合加工的声学部件。平面凸台与平面凹槽、斜面缺口与斜面凸台分别对应配合形成的榫卯结构，结构特征有助于使固体介质在外界单激励下实现纵-扭复合振动。

经检索，河南理工大学赵波等实用新型了一种斜梁式纵扭复合振动转换装置(专利号： ZL 201310487282.8)，包括上工具头、斜梁、双头螺柱、中间连接段和下工具头，上工具头、中间连接段以及斜梁之间为插接式顶压配合，上工具头与下工具头之间通过设置的轴向连接机构，实现整个装置的紧密结合，易于实现工件的连接，可使单向纵振换能器实现纵扭复合振动的输出。

经检索，东北大学邹平等实用新型了一种纵扭复合超声振动切削装置(专利号：ZL201410240342.0)，包括同轴设置的加工刀具、超声振动纵扭主轴系统和装夹锥柄，超声振动纵扭主轴系统由预紧螺栓、定位卡盘、电极片、绝缘片、绝缘套、压电陶瓷片、扭转变幅体、变幅杆及集流环组成，加工刀具固定在变幅杆的底部，装夹锥柄固定在定位卡盘的顶部。采用超声振动纵扭主轴系统，可实现纵扭复合超声振动钻削或铣削。

经检索，哈尔滨工业大学陈时锦等公开了一种双向纵扭复合振动装置(申请号：201510811507.X)，单一轴向激励下，结构上能产生纵向振动和扭转振动两种振动形式的复合振动，由于扭转振动所受结构内部阻力小，能量利用更加充分，使得扭转振动幅值较大，且具有通用刀具安装结构，可以实现快速换刀。