本發(fā)明提供一種高導放電電極，主要應用于體外沖擊波碎石機，作為其沖擊波源的發(fā)生裝置。

背景技術：

體外沖擊波碎石機是一種用于治療泌尿系統(tǒng)結石的醫(yī)療設備，其原理是：首先通過定位系統(tǒng)探查到患者體內結石，隨即沖擊波源發(fā)生裝置將電能轉化為沖擊波機械能，并使能量聚集區(qū)與結石重合，在反復沖擊下使結石粉碎后隨尿液排出體外。因治療時患者無痛苦、無需住院、隨治隨走，體外沖擊波碎石術已經(jīng)成為泌尿系結石治療的主要臨床手段。

體外沖擊波碎石機主要包括：沖擊波源發(fā)生裝置，定位系統(tǒng)，控制系統(tǒng)及水路系統(tǒng)等。沖擊波發(fā)生裝置是體外沖擊波碎石機的核心系統(tǒng)，其主要功能就是將電能轉換為沖擊波機械能并匯聚于一定區(qū)域。該系統(tǒng)決定設備的治療效果、效率。目前，沖擊波發(fā)生裝置根據(jù)產(chǎn)生沖擊波的原理不同，可分為液電式、電磁式、壓電式等。其中液電式?jīng)_擊波源因其碎石效率高，采用的治療電壓低，形成的能量聚集區(qū)小，損傷小等優(yōu)勢被普遍采用。

液電式?jīng)_擊波源的沖擊波形成和匯聚(參見圖1)是通過電極火花隙在反射裝置(內部裝有水，內表面為橢球體)的第一焦點放電，產(chǎn)生沖擊波并經(jīng)橢球面將沖擊波反射匯聚于橢球的第二焦點形成能量聚集區(qū)。

在傳統(tǒng)電極中(參見圖2)，電極陽極加載6kv～12kv直流高壓，當沖擊電壓加到電極間隙時，電極表面不規(guī)則微小尖峰和水電解后產(chǎn)生氫離子和金屬離子，這些陽離子的集散過程使電極表面電場局部增強，最終形成高電導區(qū)，在這種高場強下高速發(fā)展的放電過程稱為流注放電。如圖3，電極前部是不斷加強的電場，尾部是高溫高導的等離子體，等離子體的瞬間產(chǎn)生，是沖擊壓力產(chǎn)生的根本原因。如圖4，等離子體貫穿到電極陰極的過程為擊穿過程，水介質間隙一旦擊穿，碎石機沖擊波源中的電容儲能將瞬間釋放于等離子體通道中，使之迅速膨脹從而產(chǎn)生沖擊波。待儲能電容的能量完全釋放后，等離子體在一定時間后崩塌。而且在電極放電初期，陽極加載高電壓，溫度上升，放電過程中產(chǎn)生高溫并伴有電極兩端的金屬消耗。當再次放電時，受水中的離子濃度、金屬消耗的粉末分布不同，放電時并不一定是通過電極間的最短路徑，存在一定的隨機性。

在實踐中，受當?shù)厮x子成分不同、陰陽兩極同軸度偏差，電極金屬組成成分以及上述放電通道隨機性等因素影響，會產(chǎn)生如下問題：

1.與離子濃度大的水相比，在離子濃度小的水中放電難度更大，這需要提高碎石機儲能電容的電壓，但同時也縮短了電容的使用壽命；

2.陰陽兩極間的損耗過大，一方面縮短電極使用壽命，另一方面擴大了反射匯聚于第二焦點的能力聚集區(qū)，從而減少了單位體積的能量密度，降低了碎石效率。這種情況下就需要提高電壓，但能量聚集區(qū)擴大了，能量密度不變，會加大對結石周邊組織的損傷。

3.電極間放電不通過最短路徑，放電點不穩(wěn)定，造成反射到第二焦點的能量聚集漂移，導致碎石效率降低，加大損傷。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述技術難點，本發(fā)明提供了一種高導放電電極，主要應用于體外沖擊波碎石機，作為其沖擊波源的發(fā)生裝置。本發(fā)明以高價電解液代替水作為導電介質以提高電極的放電能力，選取硅膠、乳膠或其他可以傳導沖擊波的材料，在原有電極的基礎上加裝一個支撐外套，通過支撐外套的頂部灌注并充滿溶解于水的高價電解液。本發(fā)明具有高導通率、放電通道穩(wěn)定、治療電壓低、壽命長等特點。

附圖說明

圖1為液電式?jīng)_擊波源的沖擊波形成和匯聚原理示意圖。

(圖中，1、第二焦點；2、沖擊波包絡線；3、反射裝置；4、電極；5、電極火花隙)

圖2為傳統(tǒng)電極結構示意圖。

(圖中，1、電極主體；2、絕緣體；3、銅芯；4、電極陽極；5、龍門架；6、電極陰極)

圖3為電極表面放電、擊穿過程示意圖

(圖中，a、放電過程；b、擊穿過程)

圖4為高導電極結構圖

(圖中，1、電極主體；2、絕緣體；3、銅芯；4、陽極；5、龍門架；6、陰極；7、外套；8、液體灌注口及排氣口)

具體實施方式

使用時，將灌裝好高價電解液的高導電極安裝于碎石機。使用高導電極后，可降低使用電壓，穩(wěn)定沖擊波能量聚集區(qū)，延長電極使用壽命(使用相同的電極材料，高導電極的使用壽命是非高導電極的5倍)，并可同時延長碎石機儲能電容、高壓開關的壽命。本設備可提升碎石機效率，保證良好的碎石效果，而且最大程度上降低患者的損傷。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明提供了一種高導放電電極，主要應用于體外沖擊波碎石機，作為其沖擊波源的發(fā)生裝置。本發(fā)明以高價電解液代替水作為導電介質以提高電極的放電能力，選取硅膠、乳膠或其他可以傳導沖擊波的材料，在原有電極的基礎上加裝一個支撐外套，通過支撐外套的頂部灌注并充滿溶解于水的高價電解液。本發(fā)明具有高導通率、放電通道穩(wěn)定、治療電壓低、壽命長等特點。

技術研發(fā)人員：馮鋒;吳衛(wèi)東
受保護的技術使用者：北京索迪醫(yī)療器械開發(fā)有限責任公司
技術研發(fā)日：2017.02.14
技術公布日：2017.07.28