DE928379C

DE928379C - Einrichtung zur Behandlung von Medien mittels Ultraschall

Info

Publication number: DE928379C
Application number: DEG5738A
Authority: DE
Inventors: Kurt Gratzl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-04-22
Filing date: 1951-04-22
Publication date: 1955-05-31

Description

Einrichtung zur Behandlung von Medien mittels Ultraschall Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von Medien mittels Ultraschall, insbesondere zur Behandlung von biologischen Geweben, mit Mitteln, die bewirken, daB das Behandlungsobjekt durch Ultraschallimpulse beaufschlagbar ist, die hinsichtlich ihrer Bestimmungsgrößen, wie Dauer, Amplitude, Impulsfrequenz, Form (Anstieg und Abfall bzw. Flankensteilheit), und hinsichtlich der Grundfrequenz jedes einzelnen Impulses jeweils entsprechend einstellbar sind, vor allem zum Zwecke einer gezielten strukturmechanischen Beeinflussung.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einigen Ausführungsformen beispielsweise und mehr schematisch veranschaulicht.
Fig. r ist ein elektrisches Schaltbild, Fig.2 ein Schnitt durch einen Ultraschallkopf; in Fig. 3 sind abgestrahlte Ultraschallimpulse veranschaulicht. Wie man aus der Fig. z erkennt, besitzt dieses Gerät einen Tastgenerator,.dessen Tastimpulse über einen elektrischen Mittelteil auf den Ultraschall abstrahlenden Behandlungskopf 16 übertragen werden. Der Tastgenerator ist in Form eines Multivibrators mit zwei Schwingröhren 11, 12 ausgebildet. Der elektrische Mittelteil weist eine die Grundfrequenz erzeugende Röhre 13, eine Treiberröhre 1q. als Trennmodulations- und Steuerstufe und ein Endrohr 15 auf. Die Ankopplung an den Behandlungskopf 16 erfolgt bei 17 auf induktivem Wege.
Am Widerstand 25 wird die Dauer 2 (s. auch Fig. 3) der Tastimpulse und am Widerstand 26 die Tastpause 22 eingestellt; mit dem Widerstand 27 regelt man die Form q. (Flankensteilheit) dieser Impulse und bei 28 die Tast- oder Modulationstiefe 5. Der Modulationsgrad kann z. B. zooo/o betragen (s. die linken drei Bilider der Fing. 3) oder z. B. So o/o (s. das rechte letzte Bild der Fig.3). Die Tastimpulse werden vom Tastgenerator dem Bremsgitter 29 der Röhre 14 aufgedrückt. Wie durch die gestrichelte Linie 3 i angedeutet, ist die Einstellung der Kondensatoren 32, 33 und 34, die die Grundfrequenzen dieser Schwingungskreise bestimmen, mechanisch gekuppelt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist ein im Querschnitt keilförmiges piezoelektrisches Element 18 vorgesehen; der elektrische Mittelteil des Gerätes besitzt dann eine nicht dargestellte, an sich bekannte Einrichtung zur Änderung der Frequenz. Für diese ist z. B. an Stelle der drei Induktivitäten der Röhrenkreise die variable Induktivität einer Röhre. eingeschaltet. Beaufschlägt man nun das piezoelektrische Element 18 mit einer Frequenz, die der Dicke an- der Stelle 6 entspricht, so wird z. B. ein Bereich 8 bis 9 dieser Platte schwingen. Der genannte Bereich ist um so größer, je weniger keilförmig das Element i& ausgebildet ist. Unter Umständen genügt eine derartige Schallabstrahlung. Es bringt besondere Vorteile mit sich, diesen Bereich von der Größenordnung der abgestrahlten Wellenlänge zu machen. Die Grundfrequenz kann nun entsprechend den verschiedenen Dicken des Elementes 18 stufenlos geregelt werden, wobei sich der abstrahlende .Bereich am Element 18 verschiebt.
Es kann aber auch die Grundfrequenz gewobbelt werden (Wobbelung), z. B. zwischen den Frequenzen, die der Dicke an der Stelle. 6 und der Stelle 7 entsprechen; bei einer genügend starken Wobbelang wird :dann eine Abstrahlung im Bereich zwischen den Stellen 8 und io stattfinden, die im Takte der Wobbelungsfrequenz rasch hin und her wandert, wodurch sich praktisch für den ganzen abstrahlenden Bereich eine homogene Schallabstrahlung ohne Bildung von Interferenzfeldern ergibt.
Mit i9 -ist die die Schallenergie abstrahlende Membran bezeichnet, bei 23 wird die Grundfrequenz zugeführt; der eine Pol schließt an den Belag 2o und der andere Pol an die Halterung 2i, die mit der Membran i9 fest verbunden ist; an.
Die Erfindung ist auf die dargestellten Ausführungsbeispiele nichtbeschränkt. So kann zur Schallabstrahlung selbstverständlich nicht nur ein piezoelektrisches Element (mit hochohmiger Auskopplung), sondern auch ein solches magnetostriktives Element (mit niederohmiger Auskopplung) benutzt werden, als Regelwiderstände kommen tatsächlich stufenlos arbeitende Kohlepotentiometer, Drehkondensatoren u. dgl. in Frage. Der Anstieg der Impulse kann unter Verwendung an sich bekannter Schaltelemente nach Wunsch geradlinig, nach oben konvex oder konkav gekrümmt, exponentiell u. dgl. gestaltet sein. Der Gegenstand der Erfindung ist für eine Beeinflussung anorganischer Stoffe (z. B. Strukturänderungen von Körpern) wie auch für eine Beeinflussung organischer Stoffe (z. B. Wachstumsbeeinflussung biologischer Gewebe, Medizin) anwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Behandlung von Medien mittels Ultraschall, insbesondere zur Behandlung von biologischen Geweben, gekennzeichnet durch Mittel, die bewirken, daß das Behandlungsobjekt durch Ultraschallimpulse beaufschlagbar ist, die hinsichtlich ihrer Bestimmungsgrößen, wie Dauer (2), Amplitude (3), Impulsfrequenz, Form (4, Anstieg und Abfall hzw. Flankensteilheit), und hinsichtlich der Grundfrequenz jedes einzelnen Impulses jeweils entsprechend einstellbar sind, vor allem zum Zwecke einer strukturmechanisch gezielten Beeinflussung.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Einstellungen der Bestimmungsgrößen der Impulse jeweils im wesentlichen stufenlos einregelbar sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschallimpulse Verwendung finden, deren Grundfrequenz zum Zwecke einer homogenen Schallabstrahlürig ohne Bildung von Interferenzfeldern innerhalb gewisser Grenzen geändert wird.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Testgenerator vorgesehen ist, dessen Testimpulse über einen elektrischen Mittelteil auf den Ultraschall abstrahlenden Behandlungskopf (i6) übertragen werden. _
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Testgenerator in Form eines Multivibrators mit zwei Schwingröhren (11, i2) vorgesehen ist und der elektrische Mittelteil eine die Grundfrequenz erzeugende Röhre (i3), eine Treiberröhre (i4) und ein Endrohr (i5) aufweist, wobei die Ankopplung an den Behandlungskopf (i6) induktiv (bei 17) erfolgt.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Querschnitt keilförmiges piezoelektrisches Element (i8) Verwendung findet und im elektrischen Mittelteil des Gerätes eine an sich bekannte Einrichtung zur Frequenzänderung vorgesehen ist.