의료용 초음파 골 수술기는 수술시 환자의 통증이 경감되고 수술 후 회복이 신속하며 안전한 시술을 보장할 수 있어 기존의 기계식 구조에 비해 간단하여 경제적이며 내구성 또한 우수하여 기존의 기계형 수술기를 대체하는 기술도 대두되고 있다. 초음파 수술기는 진동발생부와 시술팁으로 구성되며, 시술팁의 형상과 크기에 따라 전체 공진주파수가 변하며, 또한 시술시 가해지는 압력에 의해 중심주파수가 이동하는 현상이 발생하게 된다. 따라서 팁의 영향 및 부하의 영향을 최소화할 수 있는 압전 트랜스듀서의 설계가 중요하다. 본 연구에서는 유한요소해석 (FEM)을 통하여 25∼35 kHz 대역 초음파를 이용하는 치과용 압전형 초음파 골 수술기의 구조를 설계하고, 시작품을 제작하여 상용제품으로서의 성능을 확인하였다.
A piezoelectric ultrasonic bone surgical instrument, usually used to remove the tartar out of teeth or to cut the dentine of the tooth, is a recently popular instrument for dental treatment due to its several merits such as small size, low-electric power and precision control of surgical operation. It has typically two parts of a tip and vibration system which is also composed of head, piezoelectric elements and tail-mass. In order to improve the performance of the instrument, it is important to standardize the size of the vibration system without tip for high performance. In this study, a Finite Element Analysis (FEA) was utilized to optimize the structure of ultrasonic instrument in vibration system. Consequently, this study revealed that influence of several tips on property were minimized and it showed good property at the frequency range of 22∼32 kHz.
