超声振动骨刀设计与实验研究开题报告

1. 研究目的与意义

新型的手术装置超声骨刀手术系统是指使用低压电超声频率微振荡刀进行切骨术与骨整形手术的一种创新性的骨外科手术设备,具有软硬组织识别功能,同时采用冷切割模式,可确保手术过程中最大的精确性与安全性。目前,它在口腔骨外科手术中已有较多应用。

该手术刀利用高强度聚焦超声技术，通过换能器，将电能转化为机械能，经高频超声震荡，使所接触的组织细胞内水汽化，蛋白氢键断裂，从而将手术中需要切割的骨组织彻底破坏。在使用时，超声刀刀头的温度低于38℃，周围传播距离小于200微米。由于该高强度聚焦超声波只对特定硬度的骨组织具有破坏作用，不仅不会破坏到血管和神经组织，还能对手术伤口处起到止血作用，进一步缩小微创手术的创口，极大地提高了手术的精确性、可靠性和安全性。

超声骨刀在微创脊柱手术、开颅手术、骨折修复术、颌骨囊肿、牙科坏牙剔除等手术中具有广泛的应用前景。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：该毕业设计提出超声切骨装置的可行性结构，并逐个试验各参数对于切骨效果的分析，使用数据分析软件ansys对手持式超声切骨整装置实验数据进行分析并优化，总结出参数规律以及强度参数；设计合理的装置，散热调节装置，及各种材质的强度参数。

预期目标：通过多次的实验，得到最精确的效果设计图，使得整套装置的切骨效果得到最大的优化。并运用所制作的仪器进行一系列的实验得到有关于切骨刀切骨效率等有关数据。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：提出超声切骨装置的可行性结构，并逐个试验材料参数对于切骨效果的影响，使用数据分析软件ANSYS对超声切骨装置实验数据进行分析并优化，总结出最适合装置强度参数规律。

执行步骤：1.设计出光整装置的CAD草图（确定总体设计方案、及换能器ANSYS分析）； 2.运用SolidWorks画出零件，并模拟装配（考虑加工，装配的可行性，并改进装置）； 3.加工并组装零件； 4.装夹到车床上调试运行； 5.采用固定变量法研究各工艺参数对加工效果的影响； 6.利用MATLAB分析得出最佳参数。

4. 参考文献

1. 张恒，杨旭，刘学，周婷婷，刘荫 超声骨刀在下颌磨牙分根术及半切术中的应用 《口腔医学研究》, 2012, 28(3):4093-4096

2. 黄力 超声骨刀特定刀头对组织刺激的对比观察 泸州医学院, 2007

3. q cao，曹群 piezosurgery tool bit wo, 2012

5. 计划与进度安排

1、 3月2日-3月6日：查阅资料，对超声切骨进行原理分析；

2、 3月7日-3月10日：查阅资料，翻译、阅读英文资料；

3、 3月11日-3月18日：设计超声切骨装置结构；