專利名稱：體外壓電沖擊波治療頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)用體外沖擊波碎石機(jī)(即體外沖擊波治療機(jī))，特別涉及該碎 石機(jī)治療頭中產(chǎn)生沖擊波的一種壓電式?jīng)_擊波源。
背景技術(shù)：
沖擊波聚焦以及由此產(chǎn)生的體外沖擊波碎石技術(shù)(extracorporeal shockwave lithotripsy, ESWL)，是20世紀(jì)末醫(yī)療技術(shù)的重大發(fā)展，被譽(yù)為20世紀(jì)醫(yī)療界三大新技術(shù) (CT、MRI [核磁共振],ESffLt體外沖擊波碎石])之一。這項(xiàng)在20世紀(jì)80年代才誕生的醫(yī) 療技術(shù)，在其后短短幾年內(nèi)，由于療效顯著、損傷較輕，徹底改變了治療結(jié)石病癥主要依賴 傳統(tǒng)的開放式手術(shù)的方法，在當(dāng)時(shí)ESWL被公認(rèn)為治療結(jié)石病癥的首選方法。今天這項(xiàng)技術(shù) 仍在不斷發(fā)展和完善之中。體外沖擊波碎石機(jī)的核心技術(shù)是沖擊波發(fā)生波源，它的性能好壞直接決定著治療 效果。據(jù)申請(qǐng)人了解，目前國內(nèi)生產(chǎn)的體外沖擊波碎石機(jī)均采用液電式和電磁式兩種沖擊 波發(fā)生波源。盡管這兩種沖擊波發(fā)生波源的碎石機(jī)目前在臨床醫(yī)療上普遍使用，但都存在 一些不足。如液電式體外沖擊波波源經(jīng)常需要更換電極；使用時(shí)噪音大；龜裂式碎石，可能 擴(kuò)大病情等。而電磁式體外沖擊波波源焦點(diǎn)大，波形差；噪音也大；也是龜裂式碎石。因此， 如何設(shè)計(jì)一種全新的壓電式?jīng)_擊波治療頭是本實(shí)用新型研究的課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種全新的壓電式?jīng)_擊波治療頭，旨在克服液電式和電磁式兩種 沖擊波發(fā)生波源的不足，推動(dòng)體外沖擊波碎石技術(shù)不斷向前發(fā)展。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種體外壓電沖擊波治療頭，所 述治療頭中的沖擊波發(fā)生波源由壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器構(gòu)成，該壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器由壓電 晶體片在空間形成球冠構(gòu)成，壓電晶體片從截面看由位于球冠外側(cè)的外金屬鍍層、位于球 冠內(nèi)側(cè)的內(nèi)金屬鍍層和位于外金屬鍍層與內(nèi)金屬鍍層之間的壓電陶瓷層組成，外金屬鍍層 引出第一電極，內(nèi)金屬鍍層引出第二電極，第一電極與第二電極在脈沖電壓的驅(qū)動(dòng)下，形成 球冠的壓電晶體片產(chǎn)生機(jī)械震動(dòng)并發(fā)出聚焦沖擊波，該聚焦沖擊波的聚焦點(diǎn)為球冠所對(duì)應(yīng) 的球心。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，所述“壓電晶體片在空間形成球冠”可以由一片整體形成，也可以 由幾片拼接形成球冠，甚至還可以由多片拼布形成球冠形狀。本實(shí)用新型壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器的原理是因電場作用而引起壓電晶體發(fā)生機(jī)械 伸縮，這種效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)。本實(shí)用新型利用這一原理，通過壓電晶體片將電能轉(zhuǎn)換為 機(jī)械能，并且產(chǎn)生沖擊波。再應(yīng)用球冠將沖擊波聚焦到球心形成具有一定能量的聚焦沖擊 波。這種聚焦沖擊波可以應(yīng)用于體外碎石，治療人體結(jié)石病癥。人體結(jié)石是一種脆性物質(zhì)， 其抗壓強(qiáng)度約為IX IO4Pa,而抗張強(qiáng)度僅為IX IO3Pa,當(dāng)沖擊波在結(jié)石前后界面產(chǎn)生的壓
3力和張力分別大于結(jié)石的抗壓強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度時(shí)，就可以使結(jié)石碎裂。而人體軟組織能夠 承受更高的沖擊波壓力(即其抗壓強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度遠(yuǎn)大于結(jié)石)而不致?lián)p傷。這就是沖擊 波碎石而又不明顯損傷人體軟組織受損的主要原因。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器碎石更安全。液電式、電磁式?jīng)_擊波碎石是龜裂式，往往將 一塊大結(jié)石碎成幾塊小結(jié)石，也就是說本來一塊結(jié)石，治療后變成幾塊結(jié)石，可能會(huì)擴(kuò)大患 者病情。而壓電式?jīng)_擊波碎石是表面剝落式，結(jié)石會(huì)逐步減小，相比之下更安全。2、液電式?jīng)_擊波碎石機(jī)、電磁式?jīng)_擊波碎石機(jī)碎石時(shí)有較高的噪音。壓電式?jīng)_擊 波碎石機(jī)碎石無噪音。3、壓電式?jīng)_擊波波長短，碎石粒度小，而且壓電式?jīng)_擊波頻率單純，雜波少，對(duì)患 者組織損傷較輕。4、本實(shí)用新型治療定位方便、操作快捷、準(zhǔn)確。5、本實(shí)用新型壓電式?jīng)_擊波傳導(dǎo)簡單、有效。

附圖1為本實(shí)用新型體外壓電沖擊波治療頭實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實(shí)用新型壓電晶體片截面剖視圖；附圖3為實(shí)施例1壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為實(shí)施例2壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為實(shí)施例3壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；附圖6為實(shí)施例4壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；附圖7為實(shí)施例5壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；附圖8為實(shí)施例6壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。以上附圖中1、壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器；2、治療頭筒；3、水囊；4、定位筒；5、水囊夾 圈；6、定位圈；7、定位圈架；8、定位筒架；9、定位關(guān)節(jié)；10、中心軸；11、定位軸；12、B超探 頭；13、壓電陶瓷層；14、外金屬鍍層15、內(nèi)金屬鍍層；16、第一電極；17、第二電極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例1 一種體外壓電沖擊波治療頭如圖1所示，該治療頭主要由沖擊波發(fā)生波源、沖擊波傳導(dǎo)裝置和沖擊波定位裝 置三部分組成。其中，沖擊波發(fā)生波源由壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器1構(gòu)成，壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器 1固定在治療頭筒2的下端口處；沖擊波傳導(dǎo)裝置由水囊3構(gòu)成，水囊3通過水囊夾圈5安 裝在治療頭筒2下端，即壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器1前向；沖擊波定位裝置由定位圈6、定位圈 架7、定位關(guān)節(jié)9、B超探頭12、定位筒4和定位筒架8組成，治療頭筒2通過定位圈6定位， 定位圈6與定位圈架7連接，定位圈架7與定位關(guān)節(jié)9連接，使壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器1發(fā) 出沖擊波的聚焦點(diǎn)0可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整和定位。B超探頭12定位安裝在定位筒4 中，定位筒4連接定位筒架8，定位筒架8與定位關(guān)節(jié)9連接，使B超探頭12可以根據(jù)實(shí)際 需要進(jìn)行調(diào)整和定位。
4[0027]本實(shí)施例壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器1如圖3所示，由壓電晶體片在空間形成球冠構(gòu)成， 壓電晶體片為一片，形狀為球冠(見圖1)。壓電晶體片如圖2所示，從截面看由位于球冠外 側(cè)的外金屬鍍層14、位于球冠內(nèi)側(cè)的內(nèi)金屬鍍層15和位于外金屬鍍層14與內(nèi)金屬鍍層15 之間的壓電陶瓷層13組成，外金屬鍍層14引出第一電極16，內(nèi)金屬鍍層15引出第二電極 17。工作時(shí)，第一電極16與第二電極17在脈沖電壓的驅(qū)動(dòng)下，球冠形狀的壓電晶體片產(chǎn)生 機(jī)械震動(dòng)并發(fā)出聚焦沖擊波，該聚焦沖擊波通過水囊3儲(chǔ)存的水介質(zhì)傳導(dǎo)，最后聚焦在球 冠所對(duì)應(yīng)的球心上(聚焦點(diǎn)0)。治療時(shí)結(jié)石的定位通過調(diào)整沖擊波定位裝置，結(jié)合使用B 超儀來實(shí)現(xiàn)，使中軸線10、聚焦點(diǎn)0交與結(jié)石處。本實(shí)施例中，壓電陶瓷層13可以采用PZT-8材料制作。外金屬鍍層14和內(nèi)金屬 鍍層15可以采用鍍銀。水囊3儲(chǔ)存的水介質(zhì)為去氣水。治療中使用B超定位，B超探頭通 過定位筒4定位，使得定位軸11與中心軸10交于一點(diǎn)，該點(diǎn)是壓電式?jīng)_擊波聚焦點(diǎn)0，定 位后也是結(jié)石之位置。球冠的開口尺寸在0 500mm范圍內(nèi)選擇，球冠的高度尺寸在0 200mm。水囊3由硅膠作透聲材料或乳膠作透聲材料。定位圈6可繞中心軸10旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn) 的角度是0° 360°。定位筒架8可以通過定位關(guān)節(jié)9旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角度是0° 180°。 定位筒4可以在定位筒架8上下移動(dòng)，移動(dòng)的距離是0 400mm。定位筒4可繞定位筒架8 定位軸11旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角度是0° 360°。實(shí)施例2 —種體外壓電沖擊波治療頭本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于壓電晶體片的球冠頂部設(shè)有通孔，見圖4所 示。其他與實(shí)施例1相同，這里不再重復(fù)描述。實(shí)施例3 —種體外壓電沖擊波治療頭本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于壓電晶體片為四片，形狀為西瓜皮瓣，這四 片壓電晶體片在空間拼接成球冠，見圖5所示。其他與實(shí)施例1相同，這里不再重復(fù)描述。實(shí)施例4 一種體外壓電沖擊波治療頭本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于壓電晶體片為四片(也可以是六片或八片 等)，形狀為瓦瓣，這四片壓電晶體片在空間拼接成頂部帶通孔的球冠，見圖6所示。其他與 實(shí)施例1相同，這里不再重復(fù)描述。實(shí)施例5 —種體外壓電沖擊波治療頭本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于壓電晶體片為五片，其中，四片的形狀為瓦 瓣，一片的形狀為球蓋，這五片壓電晶體片在空間拼接成球冠，見圖7所示。其他與實(shí)施例 1相同，這里不再重復(fù)描述。實(shí)施例6 —種體外壓電沖擊波治療頭本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于壓電晶體片由十五片形狀為圓形的分片組 成，這些分片在空間拼布成球冠形狀，見圖7所示。其他與實(shí)施例1相同，這里不再重復(fù)描 述。從實(shí)施例2 6可以看出，壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器1中的壓電晶體片的數(shù)量和形狀 具有一定變化，但其實(shí)質(zhì)仍然是在空間形成球冠。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述技術(shù)啟示可以 想象出其他一些變化形式，這里不再一一舉例。上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù) 的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
5凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求一種體外壓電沖擊波治療頭，其特征在于所述治療頭中的沖擊波發(fā)生波源由壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器構(gòu)成，該壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器由壓電晶體片在空間形成球冠構(gòu)成，壓電晶體片從截面看由位于球冠外側(cè)的外金屬鍍層、位于球冠內(nèi)側(cè)的內(nèi)金屬鍍層和位于外金屬鍍層與內(nèi)金屬鍍層之間的壓電陶瓷層組成，外金屬鍍層引出第一電極，內(nèi)金屬鍍層引出第二電極，第一電極與第二電極在脈沖電壓的驅(qū)動(dòng)下，形成球冠的壓電晶體片產(chǎn)生機(jī)械震動(dòng)并發(fā)出聚焦沖擊波，該聚焦沖擊波的聚焦點(diǎn)為球冠所對(duì)應(yīng)的球心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外壓電沖擊波治療頭，其特征在于所述壓電晶體片為一 片，形狀為球冠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外壓電沖擊波治療頭，其特征在于所述壓電晶體片為一 片，形狀為頂部帶通孔的球冠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外壓電沖擊波治療頭，其特征在于所述壓電晶體片為四 片，形狀為西瓜皮瓣，這四片壓電晶體片在空間拼接成球冠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外壓電沖擊波治療頭，其特征在于所述壓電晶體片為四 片，形狀為瓦瓣，這四片壓電晶體片在空間拼接成頂部帶通孔的球冠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外壓電沖擊波治療頭，其特征在于所述壓電晶體片為五 片，其中，四片的形狀為瓦瓣，一片的形狀為球蓋，這五片壓電晶體片在空間拼接成球冠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外壓電沖擊波治療頭，其特征在于所述壓電晶體片由十 片以上形狀為圓形或矩形的分片組成，這些分片在空間拼布成球冠形狀。
專利摘要一種體外壓電沖擊波治療頭，其特征在于所述治療頭中的沖擊波發(fā)生波源由壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器構(gòu)成，該壓電式?jīng)_擊波發(fā)生器由壓電晶體片在空間形成球冠構(gòu)成，壓電晶體片從截面看由位于球冠外側(cè)的外金屬鍍層、位于球冠內(nèi)側(cè)的內(nèi)金屬鍍層和位于外金屬鍍層與內(nèi)金屬鍍層之間的壓電陶瓷層組成，外金屬鍍層引出第一電極，內(nèi)金屬鍍層引出第二電極，第一電極與第二電極在脈沖電壓的驅(qū)動(dòng)下，形成球冠的壓電晶體片產(chǎn)生機(jī)械震動(dòng)并發(fā)出聚焦沖擊波，該聚焦沖擊波的聚焦點(diǎn)為球冠所對(duì)應(yīng)的球心。本方案克服了液電式和電磁式兩種沖擊波發(fā)生波源的不足，推動(dòng)了體外沖擊波碎石技術(shù)不斷向前發(fā)展。
文檔編號(hào)B06B1/06GK201664326SQ20102016149
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者孫正, 沈玉蓮 申請(qǐng)人:沈玉蓮;孫正