TW202330060A - 具備改良電極壽命之快速脈波電動液壓脈衝產生裝置 - Google Patents

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Abstract

一種用於產生醫療壓縮聲波(譬如，脈衝)之裝置、電容器陣列、及方法。在該等裝置及至少某些該等方法中，複數個電極可設置於藉一外殼界定且佈設成充滿液體之一容室中，且複數個電容器可與該等電極電氣連接且可藉該外殼支撐(譬如，實體連結)。電壓脈波可同時施加至該複數個電極(譬如，使該液體之部份開始汽化且離子化以提供該複數個電極之間的至少一極間導電路徑)，及施加至該等電容器以充電該複數個電容器。該複數個電容器可佈設成，當達一臨界充電時，放電至該複數個電極(譬如，沿該一個或更多極間導電路徑產生一個或更多極間電弧，使該液體其他部份汽化且產生一個或更多聲學脈衝)。該等電容器陣列中，複數個電容器可連結至一個或更多電路板，該等電容器之一第一部係依複數個電容器組所界定之一第一形態配置，該複數個電容器之一第二部係依複數個電容器組所界定之一第二形態配置，界定該第一形態之該等電容器組係並聯連接，界定該第二形態之該等電容器組係並聯連接，及該(等)電路板可佈設成，與一電極連結，使得該電極與該等電容器電氣連通，且相對於該一個或更多電路板固定至少二個自由度。

Description

具備改良電極壽命之快速脈波電動液壓脈衝產生裝置
本發明大體上關於脈衝或震波之醫療使用。更明確地、但非以限制方式地，本發明關於一種具備改良電極壽命之醫療脈衝或脈衝(具有醫療用途之脈衝)產生裝置。
聲學脈衝已用於某些特定醫療許多年。脈衝或震波通常用於指一聲學現象(譬如起因於一爆炸或閃電)，其引起一突然且劇烈之壓力變化。此等劇烈壓力變化可生成強能量波，其可運行通過譬如空氣、水、人類軟組織等彈性介質、或譬如骨骼等某些特定固體物質及/或在此類彈性介質中誘發一非彈性反應。用於引發醫療用途脈衝之方法包含：(1)電動液壓、或火花隙(EH)；(2)電磁或EMSE；及(3)壓電。每一個各以其本身之獨特物理原理為基礎。 A.用於脈衝產生之裝置及系統
美國專利申請案第13/574,228號(國家階段申請案第PCT/US2011/021692號，其公告為WO 2011/091020)由本發明人其中之一揭露一種使用換能器生成高脈波率脈衝之裝置。該裝置包含一聲波產生器，被佈設成發出聲波，此等聲波具有在1百萬赫(MHz)到1000MHz之間的至少一頻率；一脈衝外殼，連結至該聲波產生器；及一脈衝介質，設置於該脈衝外殼中；其中該裝置佈設成，使得倘該聲波產生器放射複數個聲波，則該等聲波之至少一些部份將運行通過該脈衝介質且形成複數個脈衝。該裝置可被致動以形成複數個脈衝，該等脈衝佈設成，使一病患體內之微粒破壞該病患之一個或更多細胞，且該等脈衝可被導向一病患之細胞，使得該等脈衝造成微粒破壞一個或更多細胞。該聲學換能器裝置可生成高頻率或脈波率下之高功率脈衝。
附帶地，美國專利申請案第13/798712號亦由本發明人揭露一種用於電動液壓產生10赫(Hz)到5MHz速率脈衝之裝置及方法，其包括：一外殼，其界定一容室及一脈衝出口；一液體，設置於該容室中；複數個電極(譬如，在一火花頭或模組中)，被佈設成設置於該容室中以界定一個或更多火花隙；及一脈波產生系統，被佈設成將速率介於10Hz到5MHz之間的電壓脈波施加至該等電極。
其他用於提供脈衝之系統包含一電動液壓(EH)波產生器。EH系統通常可如同其他方法，傳送相似位準之能量，但可佈設成在一較寬廣區域上傳送該能量，且因此在一較短時間內傳送一較大量之脈衝能量到目標組織。EH系統通常合併一電極(即，一火花塞)，以啟動一脈衝。在EH系統中，當施加電至沈浸於淨化水中之一電極且該淨化水內含於一包殼中時，產生高能量脈衝。當加添電荷時，一小量水在該電極尖端處汽化，且汽化水之幾近瞬間的快速膨脹將引起朝外傳播通過液體水之一脈衝。某些實施例中，該水內含於一橢球體包殼中。在此等實施例中，該脈衝可從該橢球體包殼之側邊跳彈，且在與待治療區域之位置重合的一焦點處收斂。
譬如，美國專利案第7,189,209號(第’209號專利)描述一種藉施加聲學脈衝來治療與骨骼及肌肉骨骼環境、以及軟組織關聯之病理狀態的方法。第’209號專利描述，脈衝誘發包含微創之局部創傷、及其中的細胞凋亡，以及誘發譬如細胞招募等骨母細胞反應，刺激分子骨、軟骨、腱、筋膜、及軟組織形態決定因子與生長因子之生成，及誘發血管之新生血管現象。第’209號專利主張其方法之數個特定實現。例如，第’209號專利主張一種治療糖尿病足潰瘍或壓褥瘡之方法，其包括：定位一人類病患中之一糖尿病足潰瘍或壓褥瘡之位置或疑似位置；產生複數個聲學脈衝；遍布該定位位置聚焦該等聲學脈衝；及施加每治療超過500到大約2500個聲學脈衝到該定位位置，以誘發微損傷及增加血管形成，藉以誘發或加速癒合。第’209號專利揭露一近似0.5到4Hz之頻率範圍，且施加每治療位置大約300至2500、或大約500到8,000個聲學脈衝，如此可導致每一治療位置之一治療持續時間、及/或所有位置之一「每治療總時間」不方便地大。譬如，第’209號專利揭露，不同範例之每治療總時間範圍在20分鐘到3小時。
美國專利案第5,529,572號(第’572號專利)包含，使用電動液壓所產生之脈衝以對組織生成醫療效果的另一範例。第’572號專利描述一種增加骨質密度及強度(以治療骨質疏鬆症)之方法，其包括使骨骼經受大致平面、準直之壓縮脈衝，該等脈衝具有一大致固定強度，該強度係相距一脈衝源之距離的函數，及其中該等準直脈衝係在一50到500大氣壓之強度下施加至骨骼。第’572號專利描述，施加未聚焦脈衝來生成動態的骨骼重複負荷，以增加平均骨質密度，及因此強化骨骼預防骨折。如第’572號專利所述者，「未聚焦脈衝較佳地施加於待治療骨骼之一相對較大表面上，譬如覆蓋一從10到150平方公分之面積。此等脈衝之強度可從50到500大氣壓。每一脈衝皆如同一習知碎石機中者具有數微秒之持續時間且較佳地在一每秒1到10個脈衝之頻率下對每一治療施加一5到30分鐘週期。治療次數依特定病患而定。」
美國專利申請案第10/415,293號(第’293號專利)、亦公告為美國專利案第2004/0006288號揭露另一使用EH產生脈衝以對組織提供醫療效果之實施例。第’293號申請案揭露一種用於產生醫療聲學脈衝以從血管結構至少部份地分離沉積物的裝置、系統、及方法。第’293號申請案描述該裝置可生成脈波率為每分鐘大約50到大約500個脈波(即，0.83到8.33Hz)之脈衝，每治療位置(在每待治療血管單元之長度上)的脈波數從每1平方公分大約100個到大約5,000個。 B.脈衝率
先前技藝文獻已指出，使用EH系統來提供脈衝之較快脈波率可導致組織受損。例如，在一研究(Delius，Jordan，&等，1988)[2]中，以整群狗調查脈衝在正常犬腎臟上之效果，其中此等狗之腎臟曝露於3000脈衝下。此群之差異僅在於脈衝投入之速率，分別在100Hz與1Hz。剖檢在24到30小時後實施。以巨觀且組織來看，倘以一100Hz(相對1Hz)之速率投入脈衝，則明顯在腎臟實質中發生較多出血。此結果顯示，腎臟損害取決於脈衝投入之速率。
在另一研究(Madbouly&等，2005)[7]中，相較於快速震波碎石術速率(SWL)，放慢震波碎石術速率在較低數量之總脈衝下，與顯著較高之成功率相關聯。在該論文中，作者討論，人類研究如何亦已顯示，SWL誘發腎臟損傷發生率、或當使用較慢之測試SWL速率時對麻醉的需求將減少。
在又一研究(Gillitzer&等，2009)[5]中，將傳送速率由每分鐘60個脈衝放慢至30個脈衝，亦在一豬模式中提供一真實血管分佈完整性的戲劇性保護效果。此等研究結果支持以減低脈波率頻率來改善體外震波碎石術之安全性及功效的潛力策略。
軟組織可在介於1Hz與10Hz之間的脈波率(PR)下，由彈性轉變成黏性行為。結果，當使用典型之碎石術功率位準時，由PR在1Hz與10Hz之間的脈衝對組織之潛在損害將無法預知。或許因此，先前技藝教示較慢之PR、及大的每治療總時間(TTPT)。例如，目前已知的EH脈衝系統通常傳送小於10Hz之PR，且需要長的每治療總時間(TTPT)(譬如，TTPT週期為數分鐘、或甚至單一治療位置達甚至數小時)。當可為典型之一治療需將一裝置在多個治療位置處變換位置時，TTPT將變大且對許多病患及治療需求可能不切實際。
儘管長治療時間對體外震波碎石術而言可接受，然在醫學裝置中使用震波脈衝以對組織提供非碎石術醫療效果者，則倘非無用、亦達不到理想。例如，治療之成本通常隨著投入一治療所需之時間而增加(譬如，因分派給投入治療之人力、設備及其他資源的成本)。更，除成本外，提供病患治療之持續時間在某些情況下，對接受治療之病患、及提供該治療之醫護人員而言將變得無法忍受。
本案包含有，具備改良電極壽命之快速聲學脈波電動液壓產生的裝置及方法具體實施。某些特定實施例中，藉利用二階段脈波放電法產生脈衝，將達成此改良電極壽命。依據此等實施例，在第一階段中，該脈波產生系統佈設成，同時施加電壓脈波至電極容室中之複數個電極，使內含於該容室中之液體的部份汽化，以提供一極間導電路徑；及施加電壓脈波至鄰接該等電極設置之複數個電容器，以對該複數個電容器充電。在第二階段，該已充電之複數個電容器放電至該等電極，以經由該已建立之極間導電路徑而產生一短極間電弧，造成一聲學脈衝。該短極間電弧可使電極腐蝕最小化，以達成改良電極壽命。
該改良電極壽命係起因於，與容室內電極鄰接設置之電容器快速放電。該脈波產生系統佈設成，同時施加電壓脈波至電極容室中之複數個電極，使液體之部份汽化，以提供一極間導電路徑；及施加電壓脈波至鄰接該等電極設置之複數個電容器，以對該複數個電容器充電。一實施例中，該複數個電容器包括至少10個並聯平面電容器，其中每一電容器各具有一不大於100奈法拉(nF)之電容。一實施例中，該複數個電容器置於鄰接該等電極之複數個堆疊式電路板上，及其中該複數個平面電容器依一低電感形態置於每一堆疊式電路板之對立側上。將該等電容器鄰接該等電極定位，使電弧能夠完全地且迅速地放電。一旦該等電容器放電，極間電弧將終止，使電極腐蝕最小化。
本裝置(譬如，用於產生醫療脈衝)之某些實施例包括：一外殼，其界定一容室及一脈衝出口；一液體，設置於該容室中；複數個電極，被佈設成設置於該容室中以界定一個或更多火花隙；複數個電容器，藉該外殼支撐且與該複數個電極電氣連通；及一脈波產生系統，被佈設成與該複數個電極連結，使得：(i)該外殼可相對於該脈波產生系統運動，及(ii)該脈波產生系統與該複數個電極及該複數個電容器電氣連通；其中該脈波產生系統佈設成，同時施加電壓脈波至：該複數個電極(譬如，使該液體之部份開始汽化且離子化以提供該複數個電極之間的至少一極間導電路徑)，及該複數個電容器以充電該複數個電容器；及其中該複數個電容器佈設成，當達一臨界充電時，放電至該複數個電極，以沿該一個或更多極間導電路徑產生一個或更多極間電弧，使該液體其他部份汽化且產生一個或更多聲學脈衝。
本裝置之某些實施例中，該脈波產生系統佈設成，藉在該脈波產生系統施加電壓至該複數個電極期間，施加電壓來充電該複數個電容器，以提供一極間導電路徑。
本裝置(譬如，用於產生醫療脈衝)之某些實施例包括：一外殼，其界定一容室及一脈衝出口，該容室佈設成充滿一液體；複數個電極，被佈設成設置於該容室中以界定一個或更多火花隙；複數個電容器，藉該外殼支撐且與該複數個電極電氣連通；及一脈波產生系統，被佈設成與該複數個電極連結，使得：(i)該外殼可相對於該脈波產生系統運動，及(ii)該脈波產生系統與該複數個電極及該複數個電容器電氣連通；其中該脈波產生系統佈設成，同時施加電壓脈波至：該複數個電極(譬如，使該液體之部份開始汽化且離子化以提供該複數個電極之間的一極間導電路徑)，及該複數個電容器以充電該複數個電容器；其中該複數個電容器佈設成，當達一臨界充電時，放電至該複數個電極，以沿該一個或更多極間導電路徑產生一個或更多極間電弧，使該液體其他部份汽化且產生一個或更多聲學脈衝。
本裝置(譬如，用於產生醫療脈衝)之某些實施例包括：一外殼，其界定一容室及一脈衝出口，該容室佈設成充滿一液體；複數個電極，被佈設成設置於該容室中以界定一個或更多火花隙；複數個電容器，藉該外殼支撐且與該複數個電極電氣連通；及其中該複數個電極佈設成，與一脈波產生系統連結，使得：(i)該外殼可相對於該脈波產生系統運動，及(ii)該脈波產生系統與該複數個電極及該複數個電容器電氣連通，使得該複數個電極及該複數個電容器可同時從該脈波產生系統接收電壓脈波；及其中該複數個電容器佈設成，當達一臨界充電時，放電至該複數個電極。
本裝置之某些實施例中，該複數個電容器之每一者皆呈平面。某些實施例中，該複數個電容器配置於一電路中，該電路具有一2奈亨利(nH)到200nH之間的總電感。某些實施例中，該複數個電容器包括2到20組之間的電容器，各組電容器係並聯連接。某些實施例中，每一組電容器各包括少於50個電容器。某些實施例中，每一組電容器各包括10個或更多串聯電容器。
本裝置之某些實施例中，每一電容器各具有一不大於100nF之電容。
本裝置之某些實施例中，該複數個電容器連結至複數個堆疊式電路板。某些實施例中，該複數個電容器依複數個圓形形態配置。某些實施例中，該複數個堆疊式電路板包括一第一堆疊式電路板、及連結至該第一堆疊式電路板之一第二堆疊式電路板。某些實施例中，該複數個電容器之一第一部連結至該第一堆疊式電路板，及該複數個電容器之一第二部連結至該第二堆疊式電路板。某些實施例中，該複數個電容器之第一部設置於一第一堆疊式電路板之一第一側上，及該複數個電容器之第二部設置於一第二堆疊式電路板之一第二側上，且該第二堆疊式電路板之第二側係與該第一堆疊式電路板之第一側對立。某些實施例中，該第一堆疊式電路板及該第二堆疊式電路板呈圓形。某些實施例中，該複數個電容器之一第一部連結至該第一堆疊式電路板，及該複數個電容器之一第二部連結至該第二堆疊式電路板。某些實施例中，該複數個電容器之第一部係依一圓形形態連結至該第一堆疊式電路板；及該複數個電容器之第二部係依一圓形形態連結至該第二堆疊式電路板。某些實施例中，每一組電容器各包括10個或更多串聯電容器。某些實施例中，該第一堆疊式電路板尚包括一外緣及一中心，該第二堆疊式電路板尚包括一外緣及一中心；及該複數個電容器之第一部佈設成致使電流從該第一堆疊式電路板之外緣朝該第一堆疊式電路板之中心流動，且該複數個電容器之第二部佈設成致使電流從該第二堆疊式電路板之外緣朝該第二堆疊式電路板之中心流動。某些實施例中，該第一堆疊式電路板係藉沿該等堆疊式電路板之外緣設置的複數個連接器而電連結至第二堆疊式電路板。某些實施例中，該複數個堆疊式電路板之每一者各具有一介於0.02英吋與0.2英吋之間的厚度。
本裝置之某些實施例中，該複數個電容器之每一者各具有介於2公釐到4公釐之間的長度、及一介於1公釐到3公釐之間的寬度。
本裝置之某些實施例中，該複數個電容器包括至少100個電容器。
本電容器陣列裝置(譬如，用於產生醫療脈衝)之某些實施例包括：一個或更多電路板；及複數個電容器，連結至該一個或更多電路板；其中該等電容器之一第一部係依複數個電容器組所界定之一第一形態配置，該複數個電容器之一第二部係依複數個電容器組所界定之一第二形態配置，每一電容器組各包括二個或更多串聯連接電容器；界定該第一形態之該等電容器組係並聯連接，及界定該第二形態之該等電容器組係並聯連接；及其中該一個或更多電路板佈設成，與一電極連結，使得該電極與該等電容器電氣連通，且相對於該一個或更多電路板固定至少二個自由度。
本電容器陣列裝置之某些實施例中，該複數個電容器皆呈平面。某些實施例中，該複數個電容器配置於一電路中，該電路具有一2nH到200nH之間的總電感。某些實施例中，該複數個電容器包括2到20組之間的電容器，各組電容器係並聯連接。某些實施例中，每一組電容器各包括少於50個電容器。
本電容器陣列裝置之某些實施例中，每一組電容器各包括10個或更多串聯電容器。
本電容器陣列裝置之某些實施例中，每一電容器各具有一不大於100nF之電容。
本電容器陣列裝置之某些實施例中，該一個或更多電路板包括複數個堆疊式電路板。某些實施例中，該等第一及第二形態係圓形。某些實施例中，該複數個堆疊式電路板包括一第一堆疊式電路板、及連結至該第一堆疊式電路板之一第二堆疊式電路板。某些實施例中，該等電容器之第一部連結至該第一堆疊式電路板，及該等電容器之第二部連結至該第二堆疊式電路板。某些實施例中，該等電容器之第一部設置於一第一堆疊式電路板之一第一側上，及該複數個電容器之第二部設置於一第二堆疊式電路板之一第二側上，且該第二堆疊式電路板之第二側係與該第一堆疊式電路板之第一側對立。本電容器陣列裝置之某些實施例中，該複數個電容器之第一部係依一圓形形態連結至該第一堆疊式電路板；及該複數個電容器之第二部係依一圓形形態連結至該第二堆疊式電路板。某些實施例中，每一組電容器各尚包括10個或更多並聯連接電容器。某些實施例中，該第一堆疊式電路板尚包括一外緣及一中心，該第二堆疊式電路板尚包括一外緣及一中心；及該複數個電容器之第一部佈設成致使電流從該第一堆疊式電路板之外緣朝該第一堆疊式電路板之中心流動，且該複數個電容器之第二部佈設成致使電流從該第二堆疊式電路板之外緣朝該第二堆疊式電路板之中心流動。某些實施例中，該第一堆疊式電路板係藉沿該等堆疊式電路板之外緣設置的複數個連接器而電連結至第二堆疊式電路板。某些實施例中，該複數個堆疊式電路板之每一者各具有一介於0.02英吋與0.2英吋之間的厚度。
本電容器陣列裝置之某些實施例中，每一該複數個電容器之每一者各具有介於2公釐到4公釐之間的長度、及一介於1公釐到3公釐之間的寬度。
本電容器陣列裝置之某些實施例中，該複數個電容器包括至少100個電容器。
本方法(譬如，使用一產生醫療脈衝之裝置來生成一壓縮聲波)之某些實施例包括：施加電壓脈波至藉一外殼界定且充滿液體之一容室中的複數個電極，使得該液體之部份開始汽化且離子化以提供一極間導電路徑；施加電壓至藉該外殼支撐且與該複數個電極電氣連通之複數個電容器，以充電該複數個電容器；及當該複數個電容器達一臨界充電時，使該複數個電容器放電至該等電極，以沿該已建立極間導電路徑產生一極間電弧且藉此產生至少一聲學脈衝。某些實施例中，施加至該複數個電極之電壓脈波係介於500伏特與10,000伏特(V)之間。某些實施例中，施加至該複數個電容器之電壓脈波係介於500伏特與10,000伏特之間。
術語「連結」定義為連接，儘管並非必須直接地、且並非必須機械式地；二個「連結」物可相互成單一體。術語「一」定義為一個或更多，除非本案明確地需求以外。術語「大致」定義為大部份但並非必須完全為所指定者(且包含所指定者；譬如，大致90度包含90度，及大致平行包含平行)，如熟於本項技藝者了解者。在任何之揭露實施例中，術語「大致」、「近似」、及「大約」可由所指定之「[一百分比]內」替代，其中百分比包含百分之0.1、1、5、及10。在揭露之實施例中，術語「鄰接」一般定義為，位於同一分離容室、外殼、或模組中。
術語「包括」(及其任何形式)、「具有」(及其任何形式)、「包含」(及其任何形式)、及「內含」(及其任何形式)皆為開放式連繫動詞。結果，一「包括」、「具有」、「包含」、或「內含」一個或更多元件之系統或裝置擁有該等一個或更多元件，但並非以擁有僅該等元件為限。同樣地，一「包括」、「具有」、「包含」、或「內含」一個或更多步驟之方法擁有該等一個或更多步驟，但並非以擁有僅該一個或更多步驟為限。
更，依某一特定方式佈設之一結果(譬如，一裝置之一組件)係依至少該方式佈設，但其亦可依不同於特定描述之其他方式佈設。
任何本系統、裝置、及方法之任何實施例皆可由任何所描述之步驟、元件、及/或特點組成或大體上組成–而非包括/包含/內含/具有任何所述步驟、元件、及/或特點。是以，在任何申請專利範圍中，術語「組成」或「大體上組成」可取代任何以上列舉之開放式連繫動詞，以改變原本使用開放式連繫動詞之特定申請專利範圍的範疇。
與上述及其他實施例關聯之詳細內容將在以下提出。
本系統及裝置之某些特定實施例佈設成，產生高頻脈衝同時具備改良電極壽命。某些實施例中，所產生之EH脈衝可用於醫學及/或醫美應用(譬如，當導引及/或傳送至病患之目標組織時)。可使用本系統之醫學及/或醫美應用揭露於：(1)美國專利申請案第13/574,228號，其公告為美國專利案第2013/0046207號；(2)美國專利申請案第13/547,995號，其公告為美國專利案第2013/0018287號；及(3)美國專利申請案第13/789,710號，其公告為美國專利案第2014/0257144號。
一實施例中，該電動液壓脈衝產生裝置包括：一外殼，其界定一容室及一脈衝出口；一液體，設置於該容室中；複數個電極(譬如，在火花頭或模組中)，被佈設成設置於該容室中以界定一個或更多火花隙；及一脈波產生系統，佈設成以一10Hz到5MHz之速率施加電壓脈波至該等電極。該電壓脈波速率可為25Hz、50Hz、75Hz、100Hz、150Hz、200Hz、250Hz、300Hz、400Hz、500Hz、600Hz、700Hz、800Hz、900Hz、1千赫(KHz)、5KHz、10KHz、25KHz、50KHz、100KHz、200KHz、300KHz、400KHz、500KHz、600KHz、700KHz、800KHz、900KHz、1MHz、2MHz、3MHz、及4MHz之速率。 A. 先前技藝系統
現在請參考圖式，第1圖描繪一出於先前技藝電動液壓系統之典型脈波放電，其生成一寬頻譜聲波(典型地在16Hz到30MHz範圍中)。該聲波係由一大壓縮脈波100及隨後之一小張力波102組成。壓縮脈波100係由二部份：一陡升聲波前104(亦稱作一脈衝前)及隨後之一長壓縮聲波尾106組成。陡升波前104在一奈秒時間標度上發生，而長壓縮聲波尾106在一微秒時間標度上發生。
此類先前技藝電動液壓系統在二電極間引起一脈波放電事件，其以四階段發生：(1)極間鹽溶液加熱及初始汽化；(2)蒸汽離子化；(3)極間電弧形成；及(4)強電弧。
第2A圖描繪先前技藝脈波放電事件之階段1：極間鹽溶液加熱及初始汽化。在本脈波階段期間，一容室200充滿鹽溶液202。接著，一脈波產生系統直接對電極204、206施加電壓，以生成一極間導電路徑208。明確地，將電流210從某一電極204經由大量之鹽溶液202而導至另一電極206。如此將導致鹽溶液202加熱，造成部份鹽溶液202在位於電極204、206表面尖端上之初始氣泡成核位置處汽化。由於鹽溶液之導電性隨溫度而增加，因此在本階段期間，電極電流將隨鹽溶液之溫度增高而上升。在本階段，鹽溶液加熱及初始汽化期間，無任何電極損害。電流係橫跨電極204、206表面尖端近似均勻地分布，且鹽溶液之溫度低(達近似100℃)而同時總阻抗高(1%鹽溶液時近似50歐姆)。
第2B圖描繪先前技藝脈波放電事件之階段2：極間蒸汽離子化，其與第2A圖中描繪之階段1重疊。在本脈波階段期間，電流210主要仍從某一電極204經由大量之鹽溶液202而導至另一電極206。鹽溶液202繼續從初始氣泡成核位置汽化與膨脹。一旦鹽溶液202汽化且其密度足夠低，則增加電子自由路徑將容許獲取足以進行碰撞離子化之能量，且形成雪崩電漿放電212。如同階段1，本階段期間發生可忽略之電極損害。離子化轟擊可造成透過濺鍍之電極材料移除，但速率相較於脈波放電事件階段3及4者為極低。總阻抗高(1%鹽溶液時近似50歐姆)。
第2C圖描繪先前技藝脈波放電事件之階段3：極間電弧形成。在本脈波階段期間，多個事件幾乎同時發生。經由鹽溶液蒸汽電漿層放電，將使陰極與陽極斑點形成於該等電極之表面上。微小、強烈之電極材料噴射以及電子將供應一全弧214形成所需之導電材料。從該等陰極與陽極斑點散發之噴射開始連接且轉變至階段4之強電弧。當初始弧214造成快速且完全之鹽溶液汽化及電弧傳播時，跨越電極204、206之淨電流開始抑制。總阻抗開始從近似50歐姆降至0.1歐姆。
第2D圖描繪先前技藝脈波放電事件之階段4：極間強電弧。強電弧模態216非常明亮，且似乎覆蓋陽極及陰極，以及充滿電極間隙218。另一個及陰極斑點皆出現，且連續地將電極材料噴射入間隙218中，而將進給材料供應至低阻抗電弧。藉先前技藝脈波產生系統生成之強電弧模態216的特徵在於，陽極及陰極處之切除腐蝕[1]。基於低總阻抗(近似0.1歐姆)，電弧電壓低且電流高。由於陽極斑點傾向較少且較強，而陰極斑點不致眾多且散佈，因此陽極腐蝕典型地較陰極腐蝕嚴重[1]。
使用先前技藝電動液壓系統之電極204、206的嚴重腐蝕將限制此等系統中電極之壽命。由於許多電動液壓系統之應用需要使大量或快速率之脈波有效，因此產生此等聲波之先前技藝方法將使電極204、206之有限壽命降低，而這需要頻繁的電極更換、或使用一昂貴且複雜的電極給料器系統。基於有限的電極壽命，此等需求已限制電動液壓系統之商業實用性。 B.改善的系統、組件、及方法
本裝置及方法之某些特定實施例佈設成，電動液壓地產生脈衝，且同時提供改善之電極壽命。某些特定實施例利用二階段脈波放電法來產生脈衝，以達成改良之電極壽命。一些實施例中，在第一階段，該脈波產生系統佈設成，同時：(1)施加電壓脈波至一電極容室中之複數個電極，使內含於該容室中之一液體的一部份汽化，以提供一極間導電路徑；及(2)施加電壓脈波以對鄰接該複數個電極設置之複數個電容器充電。此類實施例中，在第二階段，該已充電之複數個電容器放電，以經由該已建立之極間導電路徑而產生短極間電弧，造成一聲學脈衝。一較短極間電弧可使電極腐蝕最小化，且因此達成改良電極壽命。
在電動液壓脈衝產生中，需要高電容，以在該等電極處取得具有期望波形之所需峰值脈波電流。某些實施例中，靠近該等電極設置之大電容器，能夠提供該等電極為生成一短極間電弧所需之高電壓脈波。然而，使用為產生脈波脈衝所需之反覆大電壓與電流階段放電，可對大電容器造成損害，如此又可導致脈衝產生器故障。推論此等先前技藝系統中所經受之電容器損害，附屬於導致機械故障之電容器板壓電效應。此問題可能對製作有望商業實現之具備可接受長度電極壽命的快速脈波脈衝產生器能力，造成限制。
某些實施例中，鄰接該等電極(譬如在該等電極設置所在之一手持式外殼中或上)配置之複數個並聯小電容器，可用於生成一短極間電弧。本實施例中，依一低電感形態鄰接電極配置之複數個並聯小電容器，能夠提供為產生快速脈波脈衝所需之反覆且快速大電壓與電流脈波放電，而不致對電容器造成損害。當用於複數個產生快速脈波脈衝之並聯小電容器內時，每一小電容器之材料的壓電效應將受限。結果，在此類實施例中，災難性電容器機械故障得以避免，藉此改善快速脈波脈衝產生器之商業化可行性。
某些實施例中，複數個並聯小電容器可置於複數個堆疊式電路板中，以壓縮此等電容器所需面積。附帶地，置放該複數個小電容器於每一堆疊式電路板之對立側上，不僅進一步縮減此等電容器所需之表面面積，且亦減小因使用該複數個電容器所致之電感。
第3圖描繪該揭露電動液壓裝置之一實施例的代表示意圖。在圖式顯示之實施例中，一脈波產生系統300藉一電纜304而與一頭部302連結。頭部302包含複數個電極306及複數個電容器310(譬如，該等電極及電容器由一外殼支撐)，該等電極佈設成界定一個或更多火花隙308。如以下所述者，該等電容器可譬如依一低電感形態佈設。在此類實施例中，該頭部302之外殼或本體界定一外殼且該外殼內設置該複數個電極306(譬如，每一電極之一部份延伸入容室中)，及該複數個電容器310係藉該外殼支撐(及/或可設置於一容室312中)。容室312佈設成，充滿一液體。在圖式顯示之實施例中，脈波產生系統300包括一高壓電源供應器314、一電容器316、一主開關318、一電流探針320、一電阻器322、一電感器324、及一電壓探針326。高壓電源供應器314可譬如佈設成供應3000伏特(V)。脈波產生系統300佈設成，供應電壓脈波至該複數個電極306，使得設置於容室312中之液體部份汽化，以提供一極間導電路徑。脈波產生系統300亦佈設成(譬如，同時)施加電壓至該容室內之該複數個電容器310。一旦充電後，該複數個電容器310可在已建立之極間導電路徑內放電，以生成一短極間放電電弧。此放電電弧將因此造成一脈衝之形成。
某些實施例中，譬如第4A圖至第4E圖中顯示者，該複數個電容器310之至少一部份係在一堆疊式電路板400之頂側408與底側406二者上，依一圓形、低電感形態連結至堆疊式電路板400。第4A圖描繪一堆疊式電路板400之實施例的底視圖，其具有與堆疊式電路板400之底側406連結的複數個電容器310。在圖式顯示之實施例中，堆疊式電路板400呈圓形，其具有一外緣402及一中心孔口404。圍繞中心孔口404，堆疊式電路板400具有複數個額外孔口410及複數個銷412。本實施例中，十四(14)個銷412連結至堆疊式電路板400。其他實施例可包含有圍繞中心孔口404之5、6、7、8、9、10、11、12、13、15、16、17、18、19、20或更多銷412。銷412可譬如為彈簧針銷，或佈設成至少暫時建立多個電路板之間電氣連接的其他連接器。附帶地，在圖式顯示之實施例中，堆疊式電路板400具有環繞其外緣402延展之複數個板對板連接器414。連接器414配置成圖式所示之單列、或二列，且輔助堆疊電路板400與其他電路板作電氣連結。連接器414可譬如佈設成，跨越-55℃到125℃之溫度範圍操作。
在圖式顯示之實施例中，電容器310係依一低電感形態與堆疊式電路板400連結。如圖式所示者，一電容器低電感形態可包括複數組電容器，每一組電容器皆包括複數個各別獨立之電容器。在該低電壓形態中，此等組電容器配置成，使得每一組與其他組互相並聯。依據一實施例，如第4A圖至第4E圖中顯示者，每一組電容器皆連結至堆疊式電路板400，使得某一電容器在中心孔口404附近連結至板400，及複數個其他電容器連結至板400，使其彼此電氣連通且朝外緣402沿徑向延伸遠離中心孔口404。來自該組之此部份電容器又佈設成，使其與處於該板對立側(或另一板，如第6A圖至第6D圖中顯示者)上的其他部份電容器電氣連通。此其他部份電容器係類似地佈設，使其從板402邊緣朝中心孔口404串聯延伸。依據所述實施例，電容器之總體架構係使多組電容器從中心孔口404朝外延伸至中心緣402、繼續到該板對立側(或到另一板)、接著從板402邊緣朝中心孔口404向回延伸，其中每一組各具有總體複數個電容器之一部份。當如此地佈設時，電容器310可使電流從堆疊式電路板400外緣402朝中心孔口404、或從堆疊式電路板400中心孔口404朝外緣402流動。已證明此類架構將導致跨整個電容器陣列之減小電感。例如，在某些此類實施例中，某些特定組電容器佈設成致使電流沿徑向朝內流動，及其他組電容器致使電流沿徑向朝外流動，造成電流「反向流」，其傾向將使用期間之電感抵消或其他者(譬如透過破壞性干擾)。某些實施例中，部份電容器連結至每一複數個堆疊式電路板，其可包含2、3、4、5、或更多各別獨立板。部份該複數個電容器可連結至任何該等堆疊式電路板之任一側–或二側。如圖式所示者，一堆疊式電路板400可呈圓形，且可具有一從外緣402朝該中心孔口向內延伸之切口416。
一實施例中，至少十(10)個並聯平面電容器能夠提供為產生快速脈波脈衝所需之反覆大電壓脈波放電而不致損害此等電容器，其中每一電容器各具有一不大於100奈法拉(nF)之電容。在其他實施例中，可並聯使用一最少15、20、25、30、35、40、45、或50個平面電容器。附帶地，依據其他實施例，每一電容器可具有一最大95nF、90nF、85nF、80nF、75nF、70nF、65nF、60nF、55nF、或50nF之電容。一實施例中，每一此等電容器各具有一介於2公釐到4公釐之間的長度、及一介於1公釐到3公釐之間的寬度。
在該等電容器配置為成組電容器之實施例中，複數個電容器可配置為2到20組之電容器，各組係並聯連接(譬如，且每一組內之電容器係串聯連接)。另一選擇，該複數個電容器可包括2、5、10、或15組電容器。某些實施例中，每一組電容器各包括少於50個電容器，但可另一選擇地包括每組5、10、15、20、25、30、35、40、或45個電容器。某些實施例中，該複數個電容器包括至少100個電容器。某些實施例中，該複數個電容器配置於一電路中，該電路具有一2nH到200nH之間的總電感。
第5A圖至第5E圖描繪本堆疊式電路板總成之一實施例的透視、剖視、上視、及側視圖，此等總成包含一電容器陣列而用於脈衝脈波產生裝置中。第5A圖描繪本堆疊式電路板總成之一實施例的透視圖；第5B圖描繪該總成之另一透視圖；第5C圖描繪該總成之一側剖視圖；第5D圖描繪該總成之一上視圖；第5E圖描繪該總成之一側視圖。如圖式所示者，在本總成中，電路板400係透過複數個連接器414而連結至第二堆疊式電路板500，使得電路板400之電容器310透過連接器(414)而電氣連接至第二堆疊式電路板500。電路板400亦透過一中心轂總成502而與電路板500機械連結。依據本實施例，電路板500提供從中心銷至最外列電容器310之低電感回程路徑。
第6A圖至第6D圖描繪用於快速醫療脈衝產生裝置及方法之本電容器陣列另一實施例的透視、剖視、及爆炸透視圖。第6A圖描繪該電容器陣列之一透視圖；第6B圖描繪該電容器陣列之一第二透視圖；第6C圖描繪該電容器陣列之一剖視圖；及第6D圖描繪該電容器陣列之一爆炸視圖。本實施例中，該複數個電容器310置於一第一堆疊式電路板400及一第二堆疊式電路板500上，鄰接複數個電極，其中該複數個小電容器310依一低電感形態置於每一堆疊式電路板400、500之對立側上。電路板400、500二者透過板對板連接器414而彼此電氣連結，且透過一中心機械總成502而彼此機械連結。
在圖式顯示之實施例中，將該複數個電容器310定位於該等電極附近，使電弧能夠完全地且迅速地放電。一旦該容室頭內之電容器310(如第3圖中描繪之實施例所圖示者)放電，極間電弧將終止，使電極腐蝕最小化。
某些實施例中，改良電極壽命係起因於該等電極附近之該複數個電容器310放電。將該複數個電容器310依一低電感形態定位於該等電極附近，可提供電容器/電極組合一總低電感。結果，該容室內之該複數個電容器310能夠完全地且迅速地放電。
如圖式所示者，中心機械總成502包括一接觸環600、一環配接器602、一間隔件604、一置換銷插座606、一中心銷608、及複數個螺帽610。環配接器602可具有複數個齒612，其佈設成被插入第二堆疊式電路板500之孔口內，使得齒612防止第二堆疊式電路板500與環配接器602獨立無關地旋轉。
在圖式顯示之實施例中，該等電容器可佈設成，致使電流從第二堆疊式電路板500之中心朝其外緣流動，經由板對板連接器414而至第一堆疊式電路板400之外緣，且由此而至第一堆疊式電路板400之中心。每一堆疊式電路板400、500可具有一介於0.02與0.2英吋之間的厚度。另一選擇為，板400、500可具有介於0.03與0.125英吋之間、或介於0.04與0.1英吋之間的厚度。
第7A圖至第7C圖描繪所揭露之電容器陣列連結脈衝產生室的一實施例剖視與側視圖。依據第7A圖中顯示之實施例，電容器陣列700連結至複數個電極，該等電極包括一近端電極702及一遠端電極704。本實施例中，近端電極702與遠端電極704二者設置於一容室706中，該容室佈設成充滿液體。在至少一實施例中，容室706佈設成充滿鹽溶液。在又一實施例中，容室706充滿鹽溶液。電極702、704佈設成具有一介於該等者之間的短間隙，該間隙界定一放電位置708。與連結電極702、704及容室706連同一起之電容器陣列700佈設成，實施二階段放電法產生脈衝。在第一階段中，該脈波產生系統佈設成，同時：(1)施加電壓脈波至電極容室706中之複數個電極702、704，使得容室706內含之一液體的一部份汽化，以提供一放電位置708中之極間導電路徑；及(2)施加電壓脈波以對電容器陣列700中鄰接該複數個電極702、704定位之複數個電容器充電。依據本實施例，在第二階段中，該已充電複數個電容器放電，以經由放電位置708中之該已建立極間導電路徑產生短極間電弧，造成一聲學脈衝。
某些實施例中，使用二階段脈波放電法產生脈衝，將造成一使電極腐蝕最小化之短極間電弧時間，達成改良之電極壽命。使用單階段脈波放電法之電動液壓系統(譬如，其中脈波產生系統直接施加電壓脈波至該等電極以連續地形成該極間導電路徑、及因此產生該極間電弧)經歷長放電電弧時間、及因此顯著之電極腐蝕。此顯著電極腐蝕將導致一電動液壓脈衝裝置具有短電極壽命、增加維修所需之時間及費用。
例如，第8A圖及第8B圖係描繪，比較一先前技藝系統所使用之電極、與一實現所揭露系統之電極的照片。第8A圖描繪，結合一先前技藝中使用單階段法之脈波式電源供應器運轉的一電極實施例。對比地，第8B圖描繪，結合此中揭露之二階段脈波式產生系統實施例運轉的一電極。比較第8A圖與第8B圖可看出，使用先前技藝脈波式電源供應器之電極運轉(第8A圖)顯示，在小於100個脈波後之顯著腐蝕。大陷口暗示，因該單階段先前技藝系統所致之持久的嚴重電弧持續時間，造成之巨大電極熔體。對比於實現先前技藝系統之電極，結合該二階段脈波產生系統之電極運轉(第8B圖)展現，在6,200個脈波後僅有極微小腐蝕。與實現先前技藝系統者相較時，實現該二階段系統之電極具有一15倍之損耗率減少。例如，在相等之脈波率下，與一先前技藝脈波產生系統連結之第8A圖中所描繪電極，顯現一近似每分鐘3,750微英吋之損耗率，而與本發明複數個二階段脈波產生法其中之一(包含一脈波產生系統、及一外殼支撐電容器陣列)連結的第8B圖中所描繪電極，則顯現一僅每分鐘250微英吋之損耗率。
附帶地，依據一實施例，使用此中揭露之二階段法的電動液壓脈衝產生裝置及方法，將產生較先前技藝系統所產生之波者「壓縮」的聲波。第9圖描繪一圖表，其圖示出一藉先前技藝系統產生之聲波900、及一藉已提出之二階段法產生的聲波902二者，經過一段時間之壓力。可由第9圖看出，與先前技藝系統相較，該二階段法產生之聲波具有一較先前技藝方法者陡升之聲波前904。更重要地，長聲波尾906因快速電容器放電時間而顯著地壓縮至一已建立極間導電路徑中。最後，當與先前技藝方法相較時，該二階段法將較多能量加入聲學脈波中，且將較少總能量加入電弧中。將較少總能量加入電弧中，可直接達成改良之電極壽命。
更，當第9圖中描繪之壓縮聲波施加至組織時，疼痛及傷害將較小。先前技藝電動液壓系統之典型脈波放電生成一寬頻譜聲波，其典型地在16Hz到30MHz之範圍中。聲波之長壓縮尾906係由該聲波之較低頻譜構成。在典型使用之聲波壓力下的此等低頻率部分係大空化氣泡之主要根源。當在組織中產生此等大空化氣泡時，將造成疼痛及組織損傷。基於短電容器放電及結果之快速電弧，聲波之長壓縮尾906將壓縮。結果，附屬於一長尾部之大空化氣泡將最小化。
一實施例中，本脈衝產生系統及裝置納入第10圖至第12C圖所描繪之探針中。本實施例中，探針1000包括：一外殼1002，其界定一容室1004及一脈衝出口1006；一液體，設置於容室1004中；複數個電極306(譬如，在火花頭或模組1008中)，被佈設成設置於該容室中以界定一個或更多火花隙；及該探針佈設成連結至一脈波產生系統(300)，該系統佈設成以一10Hz到5MHz之速率施加電壓脈波至該等電極。
在圖式顯示之實施例中，火花頭1008包含一側壁或本體1010、及界定一火花隙之複數個電極306。本實施例中，探針1000佈設成，允許液體經由液體連接器或通口1012及1014而循環通過容室1004，該等液體連接器或通口其中之一係與火花頭1008連結，且其中另一個係與外殼1002連結，如圖式所示。本實施例中，外殼1002佈設成收容火花頭1008，如圖式所示，使得外殼1002與外殼1010協同界定容室1004(譬如，火花頭1008與外殼1002包含相配合之互補拋物線表面以界定該容室)。本實施例中，外殼1002及火花頭1008包含一通道1016(譬如，沿火花頭1008之一中心縱軸)，其延伸於液體連接器1012與容室1004之間且與為該等電極306的火花隙對正，使循環水將極接近及/或通過該火花隙流動。在圖式顯示之實施例中，外殼1002包含一延伸於液體連接器1014與容室1004之間的通道1018。本實施例中，外殼1010包含一溝槽1020，該溝槽佈設成收容一彈性墊片或O型環1022以密封火花頭1008與外殼1002之間的介面，且外殼1002包含一溝槽1024，該溝槽佈設成收容一彈性墊片或O型環1026，以當藉一環1030及一制動軸環1032緊固一帽蓋構件1028至外殼1002時，密封外殼1002與帽蓋構件1028之間的介面。
在圖式顯示之實施例中，每一電極306各包含一平坦桿部1034、及與桿部1034電氣連通(譬如，成單一體)之一垂直圓柱形部1036(譬如，包括鎢以持久耐用)，使得圓柱形部1036可延伸通過火花頭1008中之一對應開口1038而進入容室1004中，如圖式所示。某些實施例中，部份之圓柱形部1036側邊可藉一電氣絕緣及/或彈性材料(譬如，收縮膠膜)覆蓋，以譬如密封圓柱形部1036與外殼1010之間的介面。本實施例中，外殼1010亦包含複數個縱向溝槽1038，被佈設成收容電極306之桿部1034。在圖式顯示之實施例中，外殼1002亦包含複數個固定螺釘1040，此等固定螺釘定位成，當火花頭1008設置於外殼1000中時，與電極306之圓柱形部1036對正，使得固定螺釘1040可被鎖緊以朝內推壓圓柱形部1036，來調整該等電極306圓柱形部之間的火花隙。某些實施例中，火花頭1008恆黏附至外殼1002；然而，在其他實施例中，可從外殼1002移除火花頭1008，以譬如允許電極306各別獨立地更換或部份更新、或更換火花頭1008。
以上之詳細說明及範例提供一結構說明及示範實施例之使用。儘管以上已依某種程度之特殊性、或者參照一個或更多各別獨立之實施例來說明某些特定實施例，然熟於本項技藝者可對揭露之實施例實施眾多變更而不致脫離本發明之範疇。如此，並非意欲將本裝置之各個解說實施例限制於所揭露之特定形式。反而，此等實施例包含申請專利範圍之範疇內的所有修飾及變更，且除已顯示者外之實施例可包含所描繪實施例之某些或所有特點。例如，數個組件可結合為單一結構。又，適當時，任何所描述範例之構想皆可與任何其他所述範例之構想結合，以形成出具有類似或不同特性、且應付相同或不同問題之進一步範例。相似地，上述之利益及優點可與某一實施例相關、或可與數個實施例相關。
申請專利範圍並非意欲包含、且不應被理解為包含裝置加功能或步驟加功能限定用語，除非此類限定用語明確陳述於分別使用「裝置用以」或「步驟用以」(數個)措辭之特定申請專利範圍中以外。 參考文獻
以下參考文獻，當其對此中所提出者提供程序上、或其他細節上之示範性增補時，則特別地藉參考方式併入本案中。 [1] Raymond L. Boxrnan, Philip J. Martin, David Sanders (1995). Handbook of Vacuum Arc Science and Technology: Fundamentals and Applications, Park Ridge, NJ: Noyes Publications, pp. 316-319 [2] V. Ya. Ushakov, et al. (2007). Impulse Breakdown of Liquids, New York, NY: Springer [3] Schmitz C, et al. Treatment of chronic plantar fasciopathy with extracorporeal shock waves (review). Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2013 8:31 [4] U.S. Patent No. 8,672,721 entitled “High power discharge fuel igniter” by L. Camilli [5] U.S. Patent No. 5,245,988 entitled “Preparing a circuit for the production of shockwaves” by W. Einars, et al. [6] U.S. Patent No. 4,005,314 entitled “Short pulse generator” by M. Zinn [7] German Patent No. DE 3150430 C1 entitled “Circuit for generating an underwater discharge” by G. Heine, et al. [8] U.S. Patent No. 3,604,641 entitled “Apparatus for hydraulic crushing” by B.R. Donoghue, et al.
100:壓縮脈波 102:小張力波 104:陡升聲波前 106:長壓縮聲波尾 200:容室 202:鹽溶液 204:電極 206:電極 208:極間導電路徑 210:電流 212:雪崩電漿放電 214:弧 216:強電弧模態 218:電極間隙 300:脈波產生系統 302:頭部 304:電纜 306:電極 308:火花隙 310:電容器 312:容室 314:高壓電源供應器 316:電容器 318:主開關 320:電流探針 322:電阻器 324:電感器 326:電壓探針 400:(第一)堆疊式電路板 402:外緣 404:中心孔口 406:底側 408:頂側 410:額外孔口 412:銷 414:板對板連接器 416:切口 500:第二堆疊式電路板 502:中心轂總成(中心機械總成) 600:接觸環 602:環配接器 604:間隔件 606:置換銷插座 608:中心銷 610:螺帽 612:齒 700:電容器陣列 702:近端電極 704:遠端電極 706:容室 708:放電位置 900:聲波 902:聲波 904:聲波前 906:長聲波尾 1000:探針 1002:外殼 1004:容室 1006:脈衝出口 1008:火花頭或模組 1010:側壁或本體(外殼) 1012:液體連接器或通口 1014:液體連接器或通口 1016:通道 1018:通道 1020:溝槽 1022:彈性墊片或O型環 1024:溝槽 1026:彈性墊片或O型環 1028:帽蓋構件 1030:環 1032:制動軸環 1034:平坦桿部 1036:垂直圓柱形部 1038:對應開口 1040:固定螺釘
以下圖式係經由範例作圖解而無限制之意。為了簡潔及清楚，一特定結構之每一特點並非恆在該結構出現之每一圖式中標記。完全相同之參考代碼並非必然指示一完全相同之結構。反而，相同參考代碼可用來指示一相似特點、或一具有相似功能之特點，如同非完全相同之參考代碼。圖式係依比例繪製(除非另有說明)，意指所描繪元件之尺寸在至少圖式所描繪之實施例中係彼此精確。 第1圖係圖示一出於先前技藝電動液壓系統之聲波的圖表。 第2A圖描繪一脈波產生系統之階段1：極間鹽溶液加熱及初始汽化。 第2B圖描繪一脈波產生系統之階段2：極間蒸汽離子化。 第2C圖描繪一脈波產生系統之階段3：極間電弧形成。 第2D圖描繪一脈波產生系統之階段4：極間強電弧。 第3圖描繪一用於本系統某些實施例中、或與該些實施例結合使用之電動液壓脈衝產生系統的一實施例概略示意圖。 第4A圖至第4E圖描繪一堆疊式電路板之一實施例的各類視圖，該堆疊式電路板包括複數個電容器。 第5A圖至第5E圖描繪一電容器陣列之一第二實施例的各類視圖，該電容器陣列固定至一對連結堆疊式電路板。 第6A圖至第6D圖描繪一電容器陣列及複數個連結組件之各類視圖，該電容器陣列固定至一對連結堆疊式電路板。 第7A圖至第7C圖描繪一電容器陣列之各類視圖，該電容器陣列固定至一對堆疊式電路板，與一脈衝產生室中之一對電極連結。 第8A圖及第8B圖描繪，相較於先前技藝系統，使用本裝置之一實施例所造成的減少電極損耗。 第9圖描繪一圖表，其圖示出來自一本裝置實施例之壓縮聲波、與來自一先前技藝裝置之聲波的比較。 第10圖描繪又一原型實施例之爆炸透視圖，其中本探針具有一火花頭或模組。 第11A圖及第11B圖描繪第10圖探針總成之部件。 第12A圖及第12B圖分別描繪第10圖探針之透視、與側剖視圖。 第12C圖描繪第10圖探針之一火花隙的放大側剖視圖。
300:脈波產生系統
302:頭部
304:電纜
306:電極
308:火花隙
310:電容器
312:容室
314:高壓電源供應器
316:電容器
318:主開關
320:電流探針
322:電阻器
324:電感器
326:電壓探針

Claims (1)

  1. 一種產生醫療脈衝之裝置，包括： 一外殼，界定一容室及一脈衝出口； 一液體，設置於該容室中； 複數個電極，被佈設成設置於該容室中以界定一個或更多火花隙； 複數個電容器，藉該外殼支撐且與該複數個電極電氣連通；及 一脈波產生系統，被佈設成與該複數個電極連結，使得：(i)該外殼可相對於該脈波產生系統運動，及(ii)該脈波產生系統與該複數個電極及該複數個電容器電氣連通； 其中該脈波產生系統佈設成，同時施加電壓脈波至： 該複數個電極，使該液體之部份開始汽化且離子化以提供該複數個電極之間的至少一極間導電路徑，及 該複數個電容器以充電該複數個電容器； 其中該複數個電容器佈設成，當達一臨界充電時，放電至該複數個電極，以沿該一個或更多極間導電路徑產生一個或更多極間電弧，使該液體其他部份汽化且產生一個或更多聲學脈衝。
TW112101281A 2016-07-21 2017-07-11 用於產生醫療脈衝之電容器陣列裝置以及產生醫療脈衝之裝置 TWI838078B (zh)

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