專利名稱：多極液電沖擊波源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明多電極式液電沖擊波源(以下簡(jiǎn)稱多極源)屬于醫(yī)學(xué)外科治療設(shè)備，是液電沖擊波體外破碎結(jié)石機(jī)(以下簡(jiǎn)稱ESWL機(jī))上的關(guān)鍵設(shè)備，即產(chǎn)生用以粉碎結(jié)石的沖擊波的裝置。
ESWL機(jī)主要由六大部分組成沖擊波源、定位系統(tǒng)、多維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、萬能手術(shù)床、水循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中沖擊波源的結(jié)構(gòu)型式、性能好壞、壽命長(zhǎng)短，直接影響整機(jī)的性能，治療效果以及設(shè)備本身和使用成本。
目前，現(xiàn)有的ESWL機(jī)上用的沖擊波源主要有兩種型式①單電極式液電沖擊波源;②多單元組合式源。
單電極式液電沖擊波源，如聯(lián)邦德國(guó)Dornier公司和西門子公司的ESWL機(jī)使用的，一般有兩大缺點(diǎn)①?zèng)_擊波源產(chǎn)生的全部能量由一個(gè)電極釋放出來，致使電極負(fù)荷大、燒損快、壽命短，使用中要經(jīng)常更換，既不方便又不經(jīng)濟(jì);②沖擊波能量集中進(jìn)入人體，不利于保證人體的健康組織不受損害。
多單元組合式?jīng)_擊波源有兩種型式。一種如法國(guó)“EDAP”公司的Edap機(jī)沖擊波源，它是在一個(gè)球冠形殼體的內(nèi)表面上，安裝了320個(gè)超聲波單元組件，各個(gè)超聲波單元組件發(fā)出的沖擊波會(huì)聚于球冠形殼體的球心，使用時(shí)，調(diào)整待破碎結(jié)石的位置，使之對(duì)準(zhǔn)定位球心，便可予以破碎。另一種是日本八千代田工業(yè)株式會(huì)社公司的專利CN86104305A，它是一種“炸藥碎石機(jī)”，是連續(xù)引爆一個(gè)個(gè)小炸藥包從而產(chǎn)生沖擊波。多單元組合式?jīng)_擊波源克服了單電極液電沖擊波源上述的兩個(gè)缺點(diǎn)。但是由于超聲波單元難以做成大功率的，所以多個(gè)超聲波單元組合式?jīng)_擊波源的總功率比液電沖擊波源小許多，因而當(dāng)結(jié)石個(gè)體大時(shí)，碎石較困難，此外，這種超聲波單元的加工工藝特殊，造價(jià)昂貴。
本發(fā)明的目的就是要提供一種能夠克服上述兩類沖擊波源的缺點(diǎn)，集中它們的優(yōu)點(diǎn)的新型的多電極式液電沖擊波源，這種新型沖擊波源要作到結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單，電極壽命足夠長(zhǎng)，沖擊波總能量足夠大，能滿足破碎大結(jié)石的能量要求，沖擊波分散進(jìn)入人體，對(duì)人體健康組織不造成損傷。
本發(fā)明所述的多極液電沖擊波源是按如下方式實(shí)現(xiàn)的在一個(gè)口朝上的球冠殼形的電極架上，安裝50～100個(gè)同軸高壓放電電極，電極的排列布置呈多同心狀，所有電極中心軸線的延長(zhǎng)線相交于球冠殼形電極架的球心，在球冠殼形電極架的中心軸線位置上裝有B型超聲波探測(cè)頭，該B型超聲波探測(cè)頭與電極架之間采用動(dòng)配合聯(lián)接，即B超探頭可沿其中心軸線上下移動(dòng)并且可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所有電極的軸線與B超探頭軸線的夾角在30°～75°之間，用一乳膠薄封住球冠殼形電極架的口，使電極架與乳膠薄膜之間形成一盛水容器，電極架上的每一個(gè)電極均接在一個(gè)獨(dú)立的高壓放電電路中，所有高壓放電電路都并聯(lián)在一個(gè)感應(yīng)式高壓多回路同步觸發(fā)開關(guān)上。脈沖放電的時(shí)間、間隔、能量大小、沖擊波的總能量由脈沖沖擊波控制器控制。在靠近電極架的上邊緣處裝有注水、排水和排氣閥門。
以下結(jié)合附圖
詳細(xì)說明本發(fā)明所述的多極源的結(jié)構(gòu)如附圖所示，在帶有法蘭邊的口朝上的球冠殼形電極架〔1〕上，安裝了50～100個(gè)高壓放電電極〔2〕，電極與電極架之間裝有O型密封圈，保證電極架中盛滿水后不漏水。所有電極軸線的延長(zhǎng)線均相交于球冠殼形電極架〔1〕的球心上，在電極架〔1〕中心軸線位置上安裝一個(gè)B型超聲波探頭(以下簡(jiǎn)稱B超探頭)〔3〕，B超探頭與電極架〔1〕之間采用動(dòng)配合方法聯(lián)接，使B超探頭可沿其中心軸線上下移動(dòng)和自身轉(zhuǎn)動(dòng)。所有電極〔2〕的軸線與反射體中心的B超探頭〔3〕的軸線的夾角在30°～75°之間，即在球冠殼形電極架上的所有電極〔2〕均分布在一個(gè)以B超探頭〔3〕為圓心的環(huán)狀曲面上，離B超探頭最遠(yuǎn)的電極〔2〕軸線與B超探頭〔3〕軸線間的夾角約30°，離B超探頭〔3〕最遠(yuǎn)的電極〔2〕軸線與B超探頭〔3〕軸線間的夾角為75°。
用乳膠薄膜〔6〕封住電極架〔1〕的口，并用密封法蘭盤〔4〕和密封圈進(jìn)行密封，使電極架〔1〕與乳膠薄膜〔6〕一起形成盛水容器。在靠近電極架〔1〕上口的邊緣，有注水和放水接頭及排氣裝置，用以控制注水和排水并在注滿水后排盡空氣，不留下氣泡，保證沖擊波在水中的有效傳遞作用和碎石效果。
電極架〔1〕上的每個(gè)電極〔2〕，接在一個(gè)獨(dú)立的高壓放電回路中，即有多少對(duì)電極，就有多少個(gè)獨(dú)立的高壓放電回路。全部高壓放電回路組成脈沖放電裝置。每個(gè)電極〔2〕用同軸電纜與脈沖放電裝置相應(yīng)的輸出端相連結(jié)。為了保證多個(gè)獨(dú)立的高壓放電回路同步放電，裝置中接入了感應(yīng)式高壓多回路同步觸發(fā)開關(guān)，用電路中的控制系統(tǒng)來控制同步放電脈沖的放電時(shí)間，間隔、能量大小和沖擊波的總能量。
電極〔2〕的個(gè)數(shù)的多少要根據(jù)整機(jī)放電的總能量確定，一般以每個(gè)電極釋放能量1～2焦耳為適度，這樣，每個(gè)電極的放電壽命可達(dá)到幾萬次，性能良好。
本多極電源的工作過程是這樣的
1.充水、排氣;2.預(yù)置脈沖高壓;3.用B超定位;4.控制放電。
與單電極液電沖擊波源和超聲波式多單元組合沖擊波源相比，本發(fā)明多極液電沖擊波源有以下三個(gè)特點(diǎn)1.電極損耗低，因?yàn)槎鄻O源的總能量分配在幾十個(gè)以至上百個(gè)電極上釋放，每個(gè)電極釋放的能量只有單電極液電沖擊波源電極的幾十分之一，約1～2焦耳，因而大大地減少了電極的損耗，換一次電極可以連續(xù)治療幾十、上百個(gè)病人，而且電極更換維護(hù)簡(jiǎn)便，從而提高了機(jī)器的利用率。
2.每個(gè)電極釋放的能量比超聲波源單元晶體組件大出幾百、上千倍，多極源的總能量也比超聲波源大，可滿足破碎大結(jié)石的需要。
3.由于采用了多電極、沖擊波通過較大面積進(jìn)入人體而聚焦于反射體的球心，大大降低了人體單位面積上的沖擊波強(qiáng)度，減輕了對(duì)病人健康機(jī)體的損害與影響。
4.電極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需采用特殊材料，制造成本低，按治療每位患者所耗電極費(fèi)用計(jì)算，比單電極源節(jié)省70～80%。
附圖為多極液電沖擊波源結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例如下如附圖所示球冠殼形電極架〔1〕內(nèi)表面球的直徑為400毫米，球冠弓形高為100毫米，殼體厚為5毫米，材料為普通碳鋼。
在電極架上安裝了56個(gè)電極，呈三個(gè)同心圓狀排列，最內(nèi)圈圓上電極的軸線與電極架內(nèi)球面的中垂線成30°角，最外圈圓上電極的軸線與該中垂線成75°角，所有電極軸線的延長(zhǎng)線會(huì)聚于球心。用螺絲及其他緊固件將各個(gè)電極固定在電極架上，每個(gè)電極與電極架之間均用防水密封材料進(jìn)行密封，電極要超出電極架內(nèi)表面2毫米。
56個(gè)電極的外殼和電極芯均用不銹鋼制成，電極外殼直徑為14毫米，長(zhǎng)70毫米，電極上的絕緣套采用聚乙烯塑料制成，與電極外殼和電極芯之間都采用擠壓式過盈配合裝配。
每個(gè)電極的放電能量為1～2焦耳，電極源運(yùn)行電壓為15～20千伏。
B超探頭〔3〕為一般醫(yī)療上用的B超探頭，為外購(gòu)件，乳膠薄膜厚度為0.2毫米。
在電極架〔1〕上裝上注水和排水接頭并與水循環(huán)系統(tǒng)相聯(lián)接，水循環(huán)系統(tǒng)由水箱、膠管、電磁閥、水泵及排水裝置構(gòu)成。
每個(gè)電極都由同軸電纜與一個(gè)獨(dú)立的高壓放電回路相接，所有高壓放電回路都并聯(lián)在一個(gè)保證同步放電的感應(yīng)式高壓多回路同步觸發(fā)開關(guān)上。并聯(lián)接上一個(gè)脈沖沖擊波控制器，由它來控制脈沖放電的時(shí)間、間隔、能量大小及沖擊波的總能量。
這樣就構(gòu)成了本發(fā)明的一個(gè)多極液電沖擊波源，用它進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電極壽命可達(dá)3萬5千次，進(jìn)入人體的能量密度小，對(duì)人體的影響小，但總能量又足以破碎大的結(jié)石。
權(quán)利要求
1.一種利用液電沖擊波在體外擊碎人體內(nèi)結(jié)石的裝置，它是由放電電極、B超探頭、電極架、水囊、高壓放電回路、多回路同步觸發(fā)開關(guān)及脈沖沖擊波控制器等部分組成的，其特征在于在球冠殼形的電極架上安裝了50個(gè)到100個(gè)同軸高壓放電電極，電極的排列布置呈多同心圓狀，所有的電極中心軸線的延長(zhǎng)線相交于球冠殼形電極架的球心，在球冠殼形電極架的中心軸線位置上裝有B型超聲波探測(cè)頭，該B型超聲波探測(cè)頭與電極架之間采用動(dòng)配合聯(lián)接，即B超探頭可沿其中心軸線上下移動(dòng)并且可繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所有電極的軸線與B超探頭軸線的夾角在30°～75°之間，用乳膠薄膜封住球冠殼形電極架的口，使電極架與乳膠薄膜之間形成一盛水容器，電極架上的每一個(gè)電極均接在一個(gè)獨(dú)立的高壓放電電路中，所有高壓放電電路都并聯(lián)在一個(gè)感應(yīng)式高壓多回路同步觸發(fā)開關(guān)上。
全文摘要
一種利用液電沖擊波在體外擊碎人體內(nèi)結(jié)石的裝置，它是由放電電極、B超探頭、電極架、水囊、高壓放電回路等部分組成的。其主要特點(diǎn)是在一球冠殼形的電極架上安裝了50-100個(gè)高壓放電電極，電極的排列布置呈多同心圓狀，在電極架中心裝有一B超探頭。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電極壽命長(zhǎng)、沖擊波總能量足夠大、對(duì)人體無損傷等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61B17/22GK1054891SQ9010126
公開日1991年10月2日 申請(qǐng)日期1990年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月14日
發(fā)明者張祿蓀, 張?zhí)旄? 高禮建, 王文俊 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所