Ультразвуковой инструмент для воздействия на биологическую ткань Советский патент 1989 года по МПК A61B17/32 

3150

повод 3 с рабочим накоие шиком Д, предназначенным для проведения ультразвукового воздействия на биологическую ткань.

Инструмент работает следующим образом.

При подаче электрического сигнала на преобразователь 1 в нем возбуждаются продольные механические колеба- НИН, которые усиливаются за счет настройки всего инструмента в резонанс. Обычно длина ультразвуковых инструментов, состоящих из преобразователя, концентратора и волновода, равна це- лому числу полуволн, В предлагаемом устройстве длина волновода Lg равна полуцелому числу полуволн продольных колебаний , т,е, 2Lg/ 1ц п+1/2, Если при этом условия Zn/Z6 10 -10 и п 10-30, где 7, „ и Z - механические импедансы пьезопреобразователя и волновода соответственно, не выполнены, то амплитуда колебаний наконечника 4 будет небольшой за счет того, что возбуждающая часть инструмента имеет значительную акустическую нагрузку. Чтобы избежать подобной ситуации, необходимо выполнить два последних условия. Эти признаки определяют тот диапазон допустимых параметров, при котором увеличивается коэффициент преобразования колебаний всего инструмента. В гибком волноводе возбуждаются продольно-изгибные колебания продольного типа, которые заставляют рабочий наконечник совершать продольные колебания.

Значительная длина волновода, его Q гибкость и малые поперечные размеры позволяют атравматично проникать в

труднодоступные места орт янизма и coBepuiafb необходимое ультразвуковое воздействие, например разрушение камней в мочеточниках.

Формула изобретения

Ультразвуковой инструмент для воздействия на биологическую ткань, содержащий полуволновой преобразовател из пьезоактивного материала, соединенный через полуволновой концентратор с гибким волноводом, имеющим рабочий наконечник, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ультразвуковой обработки ткани путем увеличения коэффициента преобразования колебаний, длину волновода выбирают из условия

п + 1/2,

где L - длина волновода;

I n длина преобразователя;

Е j, j) - модуль Юнга и плотность материала преобразователя; Ej, р.- модуль Юнга и плотность материала волновода; п - целое число заключенное в

пределах 10 п 30,

при этом отношение механических им- педансов преобразователя и волновода заключено в пределах 102 Zn/Zg 10

„ Ур Е - импеданс преобразователя;

-импеданс волновода;

площадь поперечного сечения преобразователя и волновода соответственно.

где

Z . S

Изобретение относится к ультразвуковой медицинской технике и может быть использовано в урологии для разрушения камней в мочеточниках, в бронхотомии для проведения ультразвукового воздействия, в сосудистой хирургии и других областях медицины. Целью изобретения является повышение эффективности ультразвуковой обработки ткани путем увеличения коэффициента преобразования колебаний. Для этого в инструменте, состоящем из полуволнового преобразователя из пьезоактивного материала, полуволнового концентратора и гибкого волновода, длину волновода выбирают из условия L_B/L_N^.√E_Nρ_B/E_Bρ_N=N+1/2, где L_B - длина волновода

L_N- длина преобразователя

E_N, ρ_N - модуль Юнга и плотность материала преобразователя

E_B, ρ_B - модуль Юнга и плотность материала волновода

N - целое число, заключенное в пределах 10≤N≤30, при этом отношение механических импедансов преобразователя и волновода заключено в пределах 10²≤Z_N/Z_B≤10⁴, где Z_N=S_N√ρ_NE_N - импеданс преобразователя

Z_B=S_B√ρ_BE_B - импеданс волновода

S_N и S_B - площади поперечного сечения преобразователя и волновода соответственно. 1 ил.

Редактор А.Лежнина

Составитель Ю.Ильиных Техред М.Ходанич

Заказ 5479/7

Тираж 6АЗ

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор К.Самборская

Подписное