RU2032383C1

RU2032383C1 - Apparatus for contactless destruction of concrements

Info

Publication number: RU2032383C1
Authority: RU
Inventors: В.Ю. Вероман; Г.А. Денисов
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: this apparatus for contactless destruction of concrements includes reflector 1 for focusing shock waves and spark discharger 3 cut in high-voltage circuit. Distinguishing trait of disclosed apparatus resides in that reflector 1 is made in the form of spherical segment whose center is located in point 2. Spark discharger 3 is positioned on axis of reflector 1 at distance of 0.1 to 0.3 of its radius from point 2. Spark discharger 3 faces reflector 5 made in the form of spherical segment whose geometrical center is situated in point of spark charge and its radius makes up 0.05 to 0.25 of radius of reflector 1. Disclosed apparatus further incorporates four unidimensional ultrasonic transducers 6 positioned along periphery of reflector 5 for locating concrement in exterior focus of system. EFFECT: smaller number of injuries and relieving of algesic sensations by reducing energy losses and uniformly distributing it in cluster of shock waves. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для гидродинамического разрушения конкрементов ударным воздействием. The invention relates to medical equipment and is intended for hydrodynamic destruction of calculi by impact.

Известно устройство для бесконтактного разрушения конкрементов, содержащее отражатель, внутренняя поверхность которого выполнена в виде зеркального полуэллипсоида, в его внутреннем фокусе расположен искровой разрядник, а во внешнем фокусе находится разрушаемый конкремент. К разряднику подсоединена цепь высокого напряжения с высоковольтным ключом. Отражатель заполнен согласованной с телом средой. При замыкании высоковольтного ключа происходит искровой разряд, который создает в согласованной с телом среде ударную волну, отражающуюся от поверхности полуэллипсоида и фокусирующуюся на конкременте, что приводит к его разрушению. Недостатком известного устройства является то, что при его использовании имеются значительные потери ударно-волновой энергии, вследствие того, что полуэллиптический отражатель в отличие от эллипсоидов не всю энергию передает во внешний фокус. При этом плотность передаваемой энергии в поперечном сечении не равномерна и представляет собой пучок с максимумом вдоль оси эллипсоида. Это создает избыток давления в средней части пучка, что оказывает травмирующее действия на ткани биообъекта и вызывает болевые ощущения у пациента. A device for non-contact destruction of calculi containing a reflector, the inner surface of which is made in the form of a mirror semi-ellipsoid, has a spark gap in its internal focus, and a destructible calculus is located in the external focus. A high voltage circuit with a high voltage switch is connected to the arrester. The reflector is filled with a medium consistent with the body. When the high-voltage switch is closed, a spark discharge occurs, which creates a shock wave in a medium consistent with the body, which is reflected from the surface of the semi-ellipsoid and focuses on the calculus, which leads to its destruction. A disadvantage of the known device is that when it is used, there are significant losses of shock-wave energy, due to the fact that the semi-elliptical reflector, unlike ellipsoids, does not transfer all the energy to the external focus. The density of the transmitted energy in the cross section is not uniform and is a beam with a maximum along the axis of the ellipsoid. This creates an excess of pressure in the middle part of the beam, which has a traumatic effect on the tissue of the biological object and causes pain in the patient.

Целью изобретения является уменьшение травматичности процедуры при одновременном сокращении времени ее проведения за счет равномерного распределения энергии в пучке ударных волн. The aim of the invention is to reduce the invasiveness of the procedure while reducing its time due to the uniform distribution of energy in the beam of shock waves.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом, где около 30% энергии рассеивается бесполезно, позволяет достичь значительно большей концентрации ударных волн и тем самым сократить длительность проведения процедуры. Кроме того, за счет сферической формы отражателя исключается избыток давления в средней части пучка ударных волн, что уменьшает травмирование тканей и снижает болевые ощущения пациента. Using the proposed device in comparison with the prototype, where about 30% of the energy is dissipated uselessly, allows to achieve a significantly higher concentration of shock waves and thereby reduce the duration of the procedure. In addition, due to the spherical shape of the reflector, excess pressure is eliminated in the middle part of the shock wave beam, which reduces tissue injury and reduces the patient's pain.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для бесконтактного разрушения конкрементов в теле биообъектов, содержащем отражатель, выполненный в виде вогнутого тела вращения и искровой разрядник, подключенный к генератору высоковольтных импульсов, отражатель выполнен в виде шарового сегмента, а искровой разрядник расположен на центральной оси сегмента на расстоянии равном 0,1-0,3 величины его радиуса от центра сферы, причем с противоположной стороны от разрядника имеется встречно расположенный отражатель в виде шарового сегмента, геометрический центр которого совпадает с зоной разряда, а радиус составляет 0,05-0,25 величины радиуса основного отражателя, при этом по внешнему периметру дополнительного отражателя расположены ультразвуковые датчики лоцирующего устройства. This goal is achieved by the fact that in the device for contactless destruction of calculi in the body of biological objects containing a reflector made in the form of a concave rotation body and a spark gap connected to a high-voltage pulse generator, the reflector is made in the form of a spherical segment, and the spark gap is located on the central axis of the segment at a distance equal to 0.1-0.3 of its radius from the center of the sphere, and on the opposite side of the spark gap there is a counter-reflector in the form of a spherical segment , The geometric center of which coincides with the discharge zone, and the radius is the radius of 0.05-0.25 main reflector, wherein the outer perimeter of the additional reflector disposed ultrasonic transducers lotsiruetsja device.

На чертеже схематично представлена конструкция предлагаемого устройства. The drawing schematically shows the design of the proposed device.

Устройство содержит металлический отражатель 1, выполненный в виде шарового сегмента, центр которого расположен в точке 2. Искровой разрядник 3 находится на оси отражателя 1 на расстоянии, равном 0,2 его радиуса от точки 2. Такое расположение разрядника обеспечивает сходимость отраженных волн в точке 4 внешнем фокусе системы. С противоположной стороны разрядника 3 установлен встречно расположенный металлический отражатель 5, выполненный в виде шарового сегмента, геометрический центр которого находится в точке искрового разряда, а радиус составляет 0,05 радиуса отражателя 1. По периметру дополнительного отражателя 5 закреплены четыре одномерных ультразвуковых датчика 6 для лоцирования конкремента во внешнем фокусе системы. The device contains a metal reflector 1, made in the form of a spherical segment, the center of which is located at point 2. The spark gap 3 is located on the axis of the reflector 1 at a distance equal to 0.2 of its radius from point 2. This arrangement of the spark gap ensures the convergence of the reflected waves at point 4 external focus of the system. On the opposite side of the spark gap 3, a counter-mounted metal reflector 5 is installed, made in the form of a spherical segment, the geometric center of which is located at the point of the spark discharge, and the radius is 0.05 of the radius of the reflector 1. Four one-dimensional ultrasonic sensors 6 are fixed around the perimeter of the additional reflector 5 for positioning calculus in the external focus of the system.

Устройство работает следующим образом. Перед началом процедуры устройство подводят к телу пациента и с помощью 4-х линейных ультразвуковых датчиков 6, направленных в фокульную точку 4, проводят лоцирование конкремента. При появлении отраженных от конкретмента сигналов в каждом датчике 6 обеспечивается наведение литотриптора на конкремент и условия для проведения его разрушения. При осуществлении разряда в искровом промежутке разрядника 3 генерируются ударные волны, большая часть которых попадает на поверхность сферического отражателя 1 и направляется в фокальную точку 4. Ударные волны, направляемые в противоположную от отражателя 1 сторону попадают на зеркальную поверхность шарового сегмента 5 и, отражаясь от него, на поверхность 1, также фокусируются в точке 4. Ударные волны, попавшие на отражатель 1 от искрового разрядника 3 и отражателя 5, имеют строго совпадающее направление, так как сферический сегмент 5 имеет геометрический центр в точке 3. Осуществление воздействия на конкремент одновременно прямыми и отраженными волнами приводит к повышенной концентрации энергии в точке 4 и более быстрому разрушению конкремента. При этом отсутствует плотный пучок энергии, патологически действующий на мягкие ткани биообъекта. The device operates as follows. Before starting the procedure, the device is brought to the patient’s body and, using 4 linear ultrasonic sensors 6 directed to the focal point 4, the calculus is located. When the signals reflected from the concrete appear in each sensor 6, the lithotriptor is guided by the calculus and the conditions for its destruction. During the discharge, shock waves are generated in the spark gap of the spark gap 3, most of which hits the surface of the spherical reflector 1 and goes to the focal point 4. Shock waves directed to the opposite side from the reflector 1 fall on the mirror surface of the spherical segment 5 and, being reflected from it , to the surface 1, are also focused at point 4. The shock waves that hit the reflector 1 from the spark gap 3 and reflector 5 have a strictly coincident direction, since the spherical segment 5 has r geometric center at point 3. Exposure to the calculus by both direct and reflected waves leads to an increased concentration of energy at point 4 and a more rapid destruction of the calculus. In this case, there is no dense bundle of energy pathologically acting on the soft tissues of the biological object.

Claims

DEVICE FOR NON-CONTACT DESTRUCTION OF NUTRITION IN THE BODY OF BIO-OBJECTS, containing a reflector made in the form of a concave body of revolution, and a spark gap connected to a high-voltage pulse generator, characterized in that, in order to reduce the invasiveness of the procedure while reducing its time by uniform distribution of energy in shock wave beam, the reflector is made in the form of a spherical segment, and the spark gap is located on the central axis of the segment at a distance equal to 0.1 0.3 magnitude its radius from the center of the sphere, and on the opposite side of the spark gap there is a counter-reflector in the form of a spherical segment, the geometric center of which coincides with the discharge zone, and the radius is 0.05 0.25 of the radius of the main reflector, while along the outer perimeter of the additional reflector located ultrasonic sensors of the locating device.