CZ34054U1 - Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity - Google Patents
Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity Download PDFInfo
- Publication number
- CZ34054U1 CZ34054U1 CZ2020-37432U CZ202037432U CZ34054U1 CZ 34054 U1 CZ34054 U1 CZ 34054U1 CZ 202037432 U CZ202037432 U CZ 202037432U CZ 34054 U1 CZ34054 U1 CZ 34054U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cavity
- ultrasound
- outer shell
- high local
- ultrasonic
- Prior art date
Links
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title claims description 38
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 17
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 8
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 8
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 5
- 238000001804 debridement Methods 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 2
- 208000032544 Cicatrix Diseases 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 206010049816 Muscle tightness Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000202 analgesic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 1
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Polymers C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012678 infectious agent Substances 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 210000000281 joint capsule Anatomy 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000554 physical therapy Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 1
- 230000037387 scars Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000008279 sol Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000002889 sympathetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002537 thrombolytic effect Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N2007/0056—Beam shaping elements
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Description
Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity
Oblast techniky
Předkládané technické řešení se týká zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity s využitím odrazů vlnění na vnitřní ploše rotačního paraboloidu.
Dosavadní stav techniky
Energie ultrazvuku se hojně využívá ve fyzikální medicíně, v terapii zejména tehdy, kdy chceme do živých tkání přenést energii ultrazvukového vlnění s cílem dosažení účinků mechanických („vnitřní tlaková mikromasáž“, rozvolnění struktur, přeměna gel na sol, tixotropní účinky, disperzní účinky), termických (ohřev), chemických (podpora biochemických reakcí) a biologických (zvýšení semipermeability buněčných membrán, stimulace sympatiku, polymerizace a depolymerizace a další). Následkem propojení všech výše uvedených faktorů lze tvrdit, že ultrazvuk má protibolestivý účinek, zvyšuje prokrvení tkání, zmenšuje svalové napětí, zvyšuje roztažlivost pojivové tkáně (jizvy, stavy po úrazech svalů a kloubních pouzder), urychluje hojení ran apod.
V americkém patentu US 4484569 A popisujícím ultrazvukové diagnostické a terapeutické zařízení a způsob jeho použití je řešena fokusační hlavice tvaru komolého jehlanu s konkávním ultrazvukovým měničem umístěným v kruhové základně jehlanu, fokusovaným na malou kruhovou membránu při hrotu jehlanu. Takto vzniklá dutina je vyplněna vhodnou tekutinou (vodou) smírným přetlakem způsobujícím konvexní vyklenutí membrány, a tím i dokonalejší přenos fokusované ultrazvukové energie do tkání, na které je hrot jehlanu přiložen. Popsané řešení je možno využívat též pro koagulaci a hemostázu. Patent se rovněž zmiňuje o řešení fokusace ultrazvuku s využitím akustických zrcadel, dielektrických zrcadel, teleskopických nástavců napojených na měniče s vydutou vyzařovací plochou, o možnosti využití fázových posunů vln několika dílčích měničů, nejčastěji anulámích tvarů, umísťovaných koncentricky.
Využití ultrazvukových zesilovacích vlnovodů (sono-amplifikátorů, sonifikátorů) v medicíně i průmyslu vychází z potřeby zesílení ultrazvukového vlnění produkovaného měničem a zavedení takto zesíleného ultrazvukového vlnění do místa aplikace. Pro tento účel se používají válcové nástavce pevně spojené s měničem, jejichž průměr se snižuje, takže konec vlnovodného zesilovače má menší průměr, než je průměr vlnovodu v místě jeho styku s měničem, a jejichž délka je rovna vlnové délce přenášeného ultrazvukového vlnění nebo jejímu odpovídajícímu násobku. Podle způsobu tvarování se rozlišují na exponenciální, stupňovité, kuželovité a válcovité sonofikátory. Zesílení je dáno poměrem počátečního a koncového průměru vlnovodu. Zvláštním typem je Fourierův sonofikátor. V angličtině se zesilovací ultrazvukové vlnovody (sonofikátory) obvykle označují jednoduše jako ultrazvuková trubka (untrasound hom).
Řešením fokusace ultrazvuku a dosažením přenosu dostatečně vysoké energie do požadované relativně malé lokality uvnitř těla, kde je zapotřebí zajistit takové termické a mechanické účinky, které indukují trombolýzu, koagulaci nebo ablaci, se zabývá americká patentová přihláška US 2014058293 AI. Využívá akustických zrcadel, měničů s čelními konkávními plochami, koncentrického uspořádání prstencových měničů, kombinace několika frekvencí i fázového posuvu. Ultrazvuková zařízení konstruovaná s cílem fokusace velké energie do malé plochy, respektive objemu, a tím dosažení vysoké objemové hustoty výkonu, jsou určena především pro perspektivní využití na odstraňování nádorů.
Na léčbu ran ultrazvukovým zařízením je zaměřena mezinárodní patentová přihláška WO 2008002773 A2. Na hlavici s ultrazvukovým měničem je pevně umístěn nástavec trychtýřovitého tvaru (polosféry) z pružného materiálu, který je hermeticky přiložen na ránu a naplněn fyziologickým roztokem nebo jinou vhodnou kapalinou s léčivými nebo alespoň
- 1 CZ 34054 Ul inertními účinky. Ultrazvuk šířící se tímto prostředím má dostatečnou intenzitu k vyvolání hraniční kavitace a chemické (pomocí radikálů) i mechanické působení kavitace na povrch rány zajišťuje její debridement a podporuje její léčení.
Předsádku pro diagnostické ultrazvukové hlavice pro intraoperativní aplikace s využitím pryžového materiálu o vhodné akustické impedanci řeší americký patent US 6599249 Bl.
Jiný typ předsádky podle patentu US 7029446 B2 uplatňuje na čele ultrazvukové sondy lamelový uzavřený plastový límec do jehož dutiny se vkládá samonastavitelná gelová vložka.
Další patent týkající se předsádky s možností fokusace řeší americká patentová přihláška US 2004234453 AI, kde na aktivní čelo měniče je aplikována koncentrující ultrazvuková čočka a jí fokusované ultrazvukové vlnění je vedeno zpevněnou hydrogelovou vložkou tvaru kužele (kopírujícího fokusovaný ultrazvukový svazek), umísťovanou do kovového kuželového pláště s otvorem ve vrcholu, kterým hydrogelový kužel vyčnívá a realizuje kontakt s povrchem těla.
Podstata technického řešení
Technické řešení si klade za cíl dosáhnout požadované dostatečně vysoké lokální intenzity ultrazvukového pole umožňujícího terapii povrchových lézí, zejména ran a kožních defektů, včetně jejich debridementu.
Výše uvedeného cíle je dosaženo zařízením pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity tvořeným komorou a vnějším pláštěm vymezujícím dutinu. Vnitřní plocha vnějšího pláště má tvar rotačního paraboloidu a dutina vnějšího pláště je uzpůsobena pro obsažení kapalného média. Vnější plášť je pomocí závitového spoje spojen s komorou, ve které je uspořádán piezoelektrický měnič uložený mezi prvním „O“ kroužkem a druhým „O“ kroužkem, na který dosedá krycí matice spojená pomocí závitového spoje s komorou. Mezi dutinou a piezoelektrickým měničem je dále uspořádána přizpůsobovací akustická deska. Vnější plášť je ve vrcholu ukončen otvorem, který je opatřen maticí s prstencovitou prohlubní, ve které jsou uspořádány pružné kruhové podložky upevňující membránu.
Ve výhodném provedení je vnější plášť v blízkosti závitového spoje s komorou dále spojen s výustkem pro přívod a/nebo odvod kapalného média.
Podstatou technického řešení je soustředit ultrazvukovou energii vytvářenou piezoelektrickým měničem s rovinnou vyzařovací plochou a běžným výkonem do místa aplikace tak, aby bylo fokusací dosaženo terapeuticky požadovaného lokálního zesílení intenzity ultrazvukové energie. Takto lokálně zesílené ultrazvukové vlnění pak může v povrchových vrstvách léze (například rány nebo kožního či slizničního defektu) poskytovat potřebnou energii nezbytnou pro podporu hojení, termické efekty i případný debridement rány. Potřebné fokusace je přitom dosaženo odrazem ultrazvukového vlnění na vnitřní ploše dutiny vytvořené v podobě rotačního paraboloidu.
Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity využívá odrazů vlnění v dutině vyplněné kapalným médiem vhodným pro šíření ultrazvukových vln.
Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity využívá odrazů vlnění v dutině ohraničené plochou druhého řádu v podobě rotačního paraboloidu.
Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity využívá odrazů vlnění v dutině ohraničené plochou druhého řádu v podobě rotačního paraboloidu a odrážené ultrazvukové vlnění soustředí do ohniska tohoto paraboloidu.
-2CZ 34054 UI
Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity využívá odrazů vlnění v dutině ohraničené plochou druhého řádu v podobě rotačního paraboloidu a odrážené ultrazvukové vlnění soustředí do ohniska tohoto paraboloidu, přičemž v ohnisku je umístěna kruhová membrána rozměrů podstatně menších, než jsou rozměry dutiny.
Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity využívá odrazů vlnění v dutině ohraničené plochou druhého řádu v podobě rotačního paraboloidu a odrážené ultrazvukové vlnění soustředí do ohniska tohoto paraboloidu, přičemž v ohnisku je umístěna kruhová membrána rozměrů podstatně menších, než jsou rozměry dutiny a membrána je prostřednictvím prohlubně otevřena do volného prostoru mimo dutinu.
Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity využívá odrazů vlnění v dutině ohraničené plochou druhého řádu v podobě rotačního paraboloidu a odrážené ultrazvukové vlnění soustředí do ohniska tohoto paraboloidu, přičemž v ohnisku je umístěna kruhová membrána rozměrů podstatně menších než jsou rozměry dutiny a membrána je prostřednictvím prohlubně otevřena do volného prostoru mimo dutinu, přičemž do této prohlubně je zaveden ultrazvukový vodivý gel nebo obdobný prostředek, který zabezpečuje kontakt s lézí a přenáší do ní terapeuticky potřebné ultrazvukové vlnění s významně lokálně zvýšenou intenzitou, tedy výkonem soustředěným na malé plošce odpovídající rozměrům prohlubně, která - jakož i membrána - jsou mnohem menší ve srovnání s rozměry měniče a dutiny.
Pomocí zařízení lze dosahovat účinných léčebných a/nebo kavitačních efektů a podporovat tak např. proces hojení ran nebo jejich debridement, přičemž je potlačeno riziko rozsevu infekčních agens nebo poškození rány mechanickým kmitajícím nástrojem, jak je tomu u současných technických řešení. Přitom výkon samotného ultrazvukového měniče nemusí být velký a předkládané zařízení je snadno vyrobitelné.
Objasnění výkresů
Podstata technického řešení je dále objasněna na příkladech jeho uskutečnění, které jsou popsány s využitím připojených výkresů, kde:
Obr. 1 znázorňuje perspektivní pohled na zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity bez výustku;
Obr. 2 znázorňuje podélný řez zařízením pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity ve tvaru paraboloidu, bez výustku a s piezoelektrickým měničem;
Obr. 3 znázorňuje v řezu detail uspořádání piezoelektrického měniče v zařízení;
Obr. 4 znázorňuje v řezu detail vrcholu vnějšího pláště zařízení s prvním provedením aplikačního systému;
Obr. 5 znázorňuje perspektivní pohled v řezu na zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity bez výustku s uložením těsnících „O“ kroužků;
Obr. 6 znázorňuje podélný řez zařízením pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity ve tvaru paraboloidu, s výustkem a piezoelektrickým měničem; a
Obr. 7 znázorňuje v řezu detail vrcholu vnějšího pláště zařízení s druhým provedením aplikačního systému;
-3 CZ 34054 Ul
Příklady uskutečněni technického řešeni
Uvedená uskutečnění znázorňují příkladné varianty provedení technického řešení, která však nemají z hlediska rozsahu ochrany žádný omezující vliv. V uvedených výkresech je předkládané řešení znázorněno na příkladech provedení zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity, s využitím odrazů vlnění na vnitřní ploše rotačního paraboloidu
Příklad 1: zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity bez výustku
Jak je patrné z obr. 1 až 5, zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity v prvním provedení zahrnuje piezoelektrický měnič £, jenž je pružně uložen v komoře 2. S komorou 2 je pomocí závitového spoje spojen vnější plášť 17, jehož vrchol tvořený otvorem 10 je uzpůsoben k aplikaci terapeutického ultrazvuku na požadované místo na povrchu 15 těla pacienta. Pro zajištění pružného uložení a zároveň utěsnění piezoelektrického měniče J_ v komoře 2 je tento měnič uspořádán mezi prvním „O“ kroužkem 4 a druhým „O“ kroužkem 5. Pro zajištění vysoké lokální intenzity ultrazvukového pole má vnitřní plocha 8 vnějšího pláště 17 tvar rotačního paraboloidu, přičemž v dutině 7 vnějšího pláště 17 se nachází kapalné médium 3. V prostoru mezi piezoelektrickým měničem £ a dutinou 7 je uspořádána přizpůsobovací akustická deska 16. Tato může být zhotovena z materiálu, o vhodné akustické impedanci, o tloušťce rovné lichému násobku jedné čtvrtiny vlnové délky ultrazvukového vlnění, přičemž akustická impedance Zm materiálu použitého ke zhotovení přizpůsobovací akustické desky má být blízká hodnotě:
Zm — y/Zr-Zí kde Zt je akustická impedance piezoelektrického měniče £ a Zl je akustická impedance kapalného média 3 vyplňujícího dutinu 7. Při předpokladu zhotovení piezoelektrického měniče z materiálu keramika PZT (akustická impedance cca 33 MRayl) a kapalného média 3 vyplňujícího dutinu 7 tvořeného glycerolem (akustická impedance 2,5 MRayl) se má akustická impedance přizpůsobovací akustické desky 16 pohybovat kolem 9 MRayl, čemuž může odpovídat např. epoxidová pryskyřice tvrzená keramikou nebo pyrolytický uhlík.
Pro zajištění utěsnění piezoelektrického měniče 1 je v horní části komory 2 zašroubována krycí matice 6. Otvor 10 vnějšího pláště 17 je ukončen maticí 11 s prstencovitou prohlubní, ve které jsou uspořádány pružné kruhové podložky £2, které slouží pro upevnění membrány 13.
Funkce zařízení je následující: piezoelektrický měnič £je známým způsobem buzen elektrickým harmonickým signálem, takže vytváří mechanické ultrazvukové vlnění šířící se ve směru jeho svislé osy oběma směry, přičemž jako piezoelektrický měnič £ lze použít kruhový piezoelektrický ultrazvukový měnič. Ve směru odvráceném od uzavřené dutiny 7 je šíření tohoto vlnění zabráněno vzduchem s extrémně nízkou akustickou impedancí, případně je tlumeno vhodným tlumicím materiálem. Tímto tlumícím materiálem může být např. epoxidová pryskyřice s wolframovými nebo aluminovými (AI2O3) částicemi, s hodnotou akustické impedance přibližně 20 MRayl a útlumem 10 až 30 dB/cm.MHz, případně silikonová pryž, rovněž s vysokým akustickým útlumem (více než 30 dB/cm.MHz) a akustickou impedancí cca 1 MRayl. Tyto materiály jsou určeny pro pohlcení reziduálního ultrazvukového vlnění generovaného v opačném směru, jejich použití však není pro správnou funkci technického řešení podle tohoto technického řešení zcela nezbytné, může však zlepšovat navázání a přenos ultrazvuku generovaného piezoelektrickým měničem £ do dalších částí zařízení.
Ve směru přivráceném k dutině 7 se ultrazvukové vlny generované piezoelektrickým měničem £ šíří přes přizpůsobovací akustickou desku 16 dále do kapalného média 3 vyplňujícího uzavřenou dutinu 7. Přizpůsobovací akustická deska 16 má tloušťku jedné čtvrtiny vlnové délky ultrazvukového vlnění šířícího se v jejím materiálu, přičemž akustická impedance tohoto
-4CZ 34054 UI materiálu má být blízká druhé odmocnině součinu akustických impedancí materiálu piezoelektrického měniče 1 a kapalného média 3, kterou je dutina 7 vyplněna. Jak již bylo výše vypočteno, akustická impedance materiálu přizpůsobovací akustické desky 16 by měla být optimálně kolem 9 MRayl, čemuž může odpovídat např. epoxidová pryskyřice tvrzená keramikou nebo pyrolytický uhlík. Při tomto technickém řešení prochází co největší podíl ultrazvukového vlnění do kapalného média 3 nacházející se v dutině 7 a vlnění odrážené na rozhraní piezoelektrického měniče 1 a kapaliny 3 v dutině 7 se zároveň svým fázovým rozdílem ruší. Kapalným médiem 3 vyplňujícím dutinu 7 se tedy šíří ultrazvukové vlnění přímočaře ve směru svislé osy kruhového piezoelektrického měniče 1, neboť v kapalině se neuplatní příčné vlnění. Podélné ultrazvukové vlny naráží přitom na vnitřní plochu 8 vnějšího pláště 17. Tato vnitřní plocha 8 má tvar rotačního paraboloidu, a tudíž veškeré odražené vlnění je směrováno do ohniska paraboloidu. V tomto ohnisku je mezi dvojicí kruhových pružných podložek 12 uspořádána tenká membrána 13. Tato membrána 13 je mírně napjata tlakem kapalného média 3 vyplňující dutinu 7. Plnění dutiny 7 kapalným médiem 3 je zajištěno před sestavením vnějšího pláště 17, komory 2 a krycí matice 6 a mírný tlak kapalného média 3 zajišťuje předpětí membrány 13. Ultrazvukové vlnění odrážené od vnitřní plochy 8 přímo do ohniska, v němž je umístěna membrána 13, se na tuto membránu 13 přenáší. Na této membráně 13 jsou mechanicky buzeny ultrazvukové kmity, které vybudí další šíření ultrazvukového vlnění v oblasti prstencovité prohlubně trychtýřovitého tvaru, vyplněné imerzní kapalinou 14 nebo gelem 14, kterým se ultrazvukové vlnění přenese již přímo do léze na povrchu 15 těla pacienta, neboť právě maticí 11 s prstencovitou prohlubní je zařízení přiloženo na lézi. Tímto způsobem se v místě léze na povrchu 15 těla pacienta vytvoří významně vyšší plošná hustota intenzity ultrazvukového vlnění, přenášející lokálně potřebnou energii a zajišťující tak požadované terapeutické efekty. I při použití běžných piezoelektrických měničů J_ s obvyklým plošným výkonem určeným pro fyzikální terapii (řádově jednotky W/cm2) se v místě aplikace na vrcholu tvořeného otvorem 10 vnějšího pláště 17 ve tvaru rotačního paraboloidu dosáhne potřebného zesílení intenzity ultrazvukového vlnění.
Alternativně, oblast prstencovité prohlubně může být vyplněna aplikační poduškou zhotovenou jako pevné gelovité těleso (vyrobené např. z polydimethylsiloxanu, PDMS) nebo jako tenkostěnný plastový vak naplněný vhodnou kapalinou (glycerín, odplyněná voda, silikonový olej apod.). Tato poduška, zvláště je-li na obou styčných plochách s otvorem 10 i s povrchem 15 těla pacienta navlhčena, dovoluje pevné přilnutí a dobrý přenos fokusovaného ultrazvukového vlnění, jakož i částečnou možnost pohybu paraboloidem po lézi s cílem zasažení požadovaných míst léze fokusovaným ultrazvukovým vlněním.
Příklad 2: zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity s výustkem
Zařízení ve druhém provedení znázorněném na obr. 6 a 7 je analogické zařízení podle prvního provedení popsaného výše, přičemž vnější plášť 17 je dále opatřen výustkem 9, kterým lze do, resp. Z dutiny 7 přivádět, resp. odvádět kapalné médium 3 podle potřeby. Na obr. 7 je znázorněno uspořádání dvojice pružných kruhových podložek 12 nad a pod membránou 13 v prostoru vnějšího pláště 17.
Průmyslová využitelnost
Zařízení poskytuje s využitím odrazu na stěnách rotačního paraboloidu ultrazvuk vysoké lokální intenzity, tedy značný ultrazvukový výkon aplikovaný na malou vymezenou plochu.
Claims (2)
1. Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity, vyznačující se tím, že je tvořeno komorou (2) a vnějším pláštěm (17) vymezujícím dutinu (7), přičemž vnitřní plocha (8) vnějšího pláště (17) má tvar rotačního paraboloidu a dutina (7) vnějšího pláště (17) je uzpůsobena pro obsažení kapalného média (3), přičemž vnější plášť (17) je pomocí závitového spoje spojen s komorou (2), ve které je uspořádán piezoelektrický měnič (1) uložený mezi prvním „O“ kroužkem (4) a druhým „O“ kroužkem (5), na který dosedá krycí matice (6) spojená pomocí závitového spoje s komorou (2), přičemž mezi dutinou (7) a piezoelektrickým měničem (1) je dále uspořádána přizpůsobovací akustická deska (16), přičemž vnější plášť (17) je ve vrcholu ukončen otvorem (10), který je opatřen maticí (11) s prstencovitou prohlubní, ve které jsou uspořádány pružné kruhové podložky (12) upevňující membránu (13).
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější plášť (17) je v blízkosti závitového spoje s komorou (2) dále spojen s výustkem (9) pro přívod a/nebo odvod kapalného média (3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37432U CZ34054U1 (cs) | 2020-04-15 | 2020-04-15 | Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37432U CZ34054U1 (cs) | 2020-04-15 | 2020-04-15 | Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ34054U1 true CZ34054U1 (cs) | 2020-06-01 |
Family
ID=70976481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37432U CZ34054U1 (cs) | 2020-04-15 | 2020-04-15 | Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ34054U1 (cs) |
-
2020
- 2020-04-15 CZ CZ2020-37432U patent/CZ34054U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8162858B2 (en) | Ultrasonic medical treatment device with variable focal zone | |
| JP5657701B2 (ja) | 超音波変換器 | |
| US4539989A (en) | Injury-free coupling and decoupling of therapeutic shock waves | |
| US20100185097A1 (en) | Acoustic offset for tranducer | |
| US20080167555A1 (en) | High intensity focused ultrasound treatment head and system | |
| CN114027926B (zh) | 血管内钙化斑块冲击断裂装置 | |
| US20030018255A1 (en) | Method and apparatus for medical procedures using high-intensity focused ultrasound | |
| US20060241533A1 (en) | Apparatus and method for treatment of damaged tissue | |
| CN110623703A (zh) | 一种用于心血管碎石的超声波球囊及球囊导管系统 | |
| KR20110074326A (ko) | 고강도 집속 초음파 치료 시스템 | |
| EP1470546A1 (en) | Method and apparatus for focussing ultrasonic energy | |
| JP2008513149A (ja) | トランスデューサを冷却するための循環と共に独立した水クッションを用いた音響カプラ | |
| US20090216128A1 (en) | Broadband Ultrasonic Probe | |
| CN110801582A (zh) | 一种浅表结节高强度聚焦超声消融系统 | |
| CN104667439B (zh) | 聚焦超声治疗头以及超声治疗设备 | |
| KR101259381B1 (ko) | 고강도 집속 초음파용 어플리케이터 | |
| CN102238918B (zh) | 用于动脉血栓移除的微型乳化器 | |
| CN104001277A (zh) | 一种复频超声波肿瘤治疗头 | |
| CZ34054U1 (cs) | Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity | |
| CN115400340B (zh) | 一种结合功率超声与微针的超声装置 | |
| CZ308691B6 (cs) | Zařízení pro vytváření ultrazvuku vysoké lokální intenzity | |
| CZ34056U1 (cs) | Multiměničový rotační aplikátor terapeutického ultrazvuku | |
| CN211325371U (zh) | 一种用于心血管碎石的超声波球囊导管系统 | |
| CN211325372U (zh) | 一种用于心血管碎石的超声波球囊及球囊导管系统 | |
| CZ2020192A3 (cs) | Akustický vlnovod hlavice terapeutického ultrazvukového přístroje |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20200601 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20240415 |