Электромагнитный генератор фокусированных ударных волн Советский патент 1993 года по МПК A61B17/22 B06B1/02 

Изобретение относится к медицинской технике и может найти применение при лечении методами ударно-волновых воздействий, например, в литотрипсии.

Целью изобретения является уменьшение травматических поражений внутренних органов при проведении ударно-волнового воздействия за счет повышения достоверности контроля акустических свойств неоднородной биологической среды в зоне распространения ударной волны при одновременном повышении КПД генератора и расширении диапазона регулирования амплитуды ударной волны.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого генератора фокусируемых ударных волн.

Генератор со стоит из корпуса индуктора 1, плоской спиральной катушки 2, начало которой соединено с металлической втулкой 3. Металлическая мембрана 4 размещена параллельно плоскости катушки и отделена

от нее тонкой изолирующей прокладкой 5. Шайба 6 с резиновым уплотняющим кольцом 7 прижимает мембрану к плоской поверхности металлической втулки. Прижатие обеспечивается гайкой 8. При сильной затяжке гайки обеспечивается хороший электрический контакт между мембраной и металлической втулкой. К концу спиральной катушки и к краю мембраны подключены электроды полосковой линии 9, которая подключается к разрядному контуру. Акустическая линза 10 укреплена на полом штоке 11, на конце которого установлен датчик 12 ультразвуковой системы визуализации. Корпус генератора закрыт акустически прозрачной мембраной 14 и заполнен водой. Дополнительная втулка 15 с уплотняющим фланцем обеспечивает герметизацию через резиновое уплотнение корпуса индуктора (спиральную катушку) и возможность перемещения штока через уплотнение 16. Кабель 17 датчика проходит внутри штпкз.

™й

С)

Генератор работает следующим образом.

Предварительно генератор приводят в акустический контакте телом больного. Затем включают систему ультразвуковой визу- ализации и, перемещая шток 11 вместе с укрепленными на нем датчиком 12 и линзой 10, просматривают акустическое изображение биологической среды на пути распространения ударной волны. Если на этом пути встречаются участки с большими градиентами акустического импеданса, что легко обнаружить на экране системы наведения, то генератор перемещают перпендикулярно его оси, пытаясь найти другой путь для удар- ной волны к объекту воздействия. Когда такой путь найден, то проводят совмещение фокуса линзы с объектом воздействия, например, с камнем в почке больного. Для этого перемещают шток 11, меняя положе- ние фокуса линзы на оси генератора. В процессе наведения на фокус может потребоваться дополнительная корректировка пути распространения ударной волны.

После наведения фокуса линзы на камень включают генератор, подавая в разрядный контур инициирующий импульс. После включения разрядного контура ток разряда протекает по спиральной катушке 2, через втулку 3 идет в мембрану 4, в которой его путь повторяет форму спирали, и входит опять во внешнюю цепь разрядного контура через полосковую линию 9. Между током, текущим по спиральной катушке, и током, текущим по мембране, имеются большие силы отталкивания, которые ускоряют мембрану в течение импульса тока. Мембрана, в свою очередь, воздействует на воду и ускоряет прилегающий слой воды, В результате в зоне формируется акустический импульс, который при фокусировании его линзой 10 формирует ударную волну.

Поскольку при кондуктивной связи мембраны с катушкой ток сосредоточен на по- верхностях мембраны и катушки, обращенных друг к другу, то влияние скин - эффекта на распределение тока по сечению мембраны не приводит к выходу магнитного поля из зазора. Также такое конструктивное решение обеспечивает получение меньшей индуктивности разрядного контура , чем п случае индуктивной связи между мембраной и катушкой.

Отмеченные обстоятельства обеспечи- вают достижение более высоких амплитуд тока в контуре, а, следовательно, и более высокого значения давления а ударной волне при одинаковом энерговкладе.

Еще более высокой эффективности можно достичь в случае многоспиральной катушки, состоящей из компланарных спиралей. В этом случае емкость разрядного контура можно разбить на число частей, равное числу спиралей. При этом уменьшается длительность импульса и увеличивается амплитуда ударной волны.

Формула изобретения

1. Электромагнитный генератор фокусированных ударных волн, содержащий плоскую спиральную катушку, металлическую мембрану, размещенную параллельно плоскости катушки и отделенную от нее тонкой изолирующей прокладкой, соосную им акустическую линзу с узлом перемещения ее в осевом направлении генератора и датчик ультразвуковой системы визуализации, отличающийся тем, что линза укреплена на полом штоке, установленном в отверстии в центре линзы, датчик установлен на конце штока, а его кабель проходит внутри штока, при этом в центре спиральной катушки установлена металлическая втулка, к которой на внешней ее цилиндрической поверхности подсоединено начало спиральной катушки, в центре изолирующей прокладки выполнено отверстие диаметром, равным внешнему диаметру металлической втулки, в центре металлической мембраны выполнено отверстие диаметром, равным внутреннему диаметру металлической втулки, и между мембраной и втулкой осуществлен электрический контакт по плоской поверхности втулки, а-к концу спиральной катушки и к краю мембраны, расположенным над ним, подключены электроды полосковой линии.

2. Генератор по п. 1,отличающийся тем, что он снабжен дополнительной втулкой с уплотнительным фланцем, укрепленным на внешней стороне корпуса плоской спиральной катушки, при этом дополнительная втулка введена в отверстие металлической втулки, а в отверстие со скользящим уплотнением дополнительной втулки введен шток, при этом на внешнем диаметре дополнительной втулки выполнена резьба, на дополнительную втулку надета шайба с резиновым уплотняющим кольцом, прижатая к мембране и металлической втулке гайкой.

3. Генератор по пп. 1 и 2, отличающий с я тем, что плоская спиральная катушка выполнена в виде нескольких компланар- ных спиралей, начала которых подсоединены через равные интервалы к металлической втулке, а их концы и края мембраны, установленной над ними, подключены к электродам полосковых линий.

Afr

Использование: в медицине для лечения методами ударно-волновых действий. Сущность изобретения: генератор содержит плоскую спиральную катушку, металлическую мембрану, установленную между ними изолирующую прокладку, соосную им акустическую линзу и полый шток, на дисталь- ном конце которого установлен датчик ультразвуковой системы визуализации, при этом начало спиральной катушки закреплено на металлической втулке, между мембраной и втулкой осуществлен электрический контакт, а конец спиральной катушки и внешние края мембраны подключены к электродам полосковой линии. На шток насажена дополнительная втулка со скользящим уплотнением. Технический результат: повышение КПД генератора и расширение диапазона регулирования амплитуды ударной волны. 2 з.п, ф-лы, 1 ил.