雙頻超聲波碎石儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種雙頻超聲波碎石儀，其包括換能器、導管組件，該換能器前端相連有變幅桿，換能器末端連接有引水接頭，該導管組件包括內導管、外導管，該變幅桿前端與內導管、外導管連接，外導管設置在內導管外，該變幅桿前部為中空管狀結構，該中空管狀結構的管壁上設有傾斜槽。本實用新型雙頻超聲波碎石儀通過在變幅桿上設置傾斜槽，將縱向振動轉化為內導管的扭轉振動，同時外導管保持縱向振動，可將結石擊碎為更小的顆粒，內導管不容易堵塞，碎石與取石同步，可以得到扭轉振動，同時外導管的縱向振動也較強，可以得到扭轉振動與縱向振動的較佳共振效果，碎石效率高、碎石效果好，而且耗能低。
【專利說明】
雙頻超聲波碎石儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫療設備領域，特別是指一種碎石儀。
【【背景技術】】
[0002]國內目前在人體碎石醫療器械領域內主要有三種技術的碎石方式:第一種是超聲波體外碎石技術;第二種是單頻超聲碎石技術(單導管超聲碎石技術)；第三種是雙頻超聲波碎石技術。第三種技術是通過內外雙導管的方式來實現雙頻振動進行碎石。
[0003]傳統的雙頻超聲波碎石儀主要有三種形式的方式，一種是換能器帶動內導管一起做高頻縱向振動(例如20kHz)，外導管做低頻縱向振動(例如IkHz);第二種是換能器帶動內導管一起做高頻扭轉振動，外導管做低頻縱向振動;第三種是換能器做高頻縱向振動，利用螺旋溝槽使內導管做高頻扭轉振動，外導管做低頻縱向振動。
[0004]三種類型的碎石儀雖然都實現雙頻碎石的功能，但都存在著明顯的不足。第一種類型的碎石儀所有部件都做縱向振動，這樣雖然可以使內外導管的振幅達到很大值(330微米)，但是由于振動模式單一(類似于用錘子敲擊)，碎石效果有限且粉碎后容易產生顆粒較大碎石塊，從而對內導管形成堵塞;第二種類型的碎石儀雖然實現內導管的扭轉振動，但由于缺乏縱向振動的原因，使得外導管的低頻縱振非常微弱，因而稱“偽雙頻超聲波碎石儀”更為合適;第三種類型的碎石儀中換能器做縱向振動，利用螺旋溝槽使內導管做扭轉振動，雖然這種方式實現外導管的低頻大振幅振動，但由于換能器縱向振動轉換成內導管扭轉振動的耦合系數往往很低，所以內導管扭轉振動較弱，很難達到良好的碎石效果。
[0005]因此，提供一種耗能低、碎石效率高、碎石效果好、碎石顆粒小、無堵塞的雙頻超聲波碎石儀實為必要。
【
【發明內容】
】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種耗能低、碎石效率高、碎石效果好的雙頻超聲波碎石儀。
[0007]為實現本實用新型目的，提供以下技術方案:
[0008]本實用新型提供一種雙頻超聲波碎石儀，其包括換能器、導管組件，該換能器前端相連有變幅桿，換能器末端連接有引水接頭，該導管組件包括內導管、外導管，該變幅桿前端與內導管、外導管連接，該外導管套設在內導管外，該變幅桿前部為中空管狀結構，該中空管狀結構的管壁上設有傾斜槽。傾斜槽相比于現有技術的螺紋溝槽結構更簡單，更易于加工，且便于調整換能器頻率，可行性更好;該種結構將換能器縱向振動轉換成內導管扭轉振動的耦合系數更高，內導管扭轉振動較強，能達到更佳的碎石效果。
[0009]本實用新型雙頻超聲波碎石儀通過在變幅桿上設置傾斜槽，誘發換能器產生扭轉振動，將縱向振動部分轉化為內導管的扭轉振動，同時外導管保持縱向振動，換能器能同時做出扭轉振動和縱向振動，可將結石擊碎為更小的顆粒，內導管不容易堵塞，實現碎石與取石同步，所述將縱向振動轉換為扭轉振動的轉換方式，可以得到扭轉振動，同時外導管的縱向振動也較強，可以得到扭轉振動與縱向振動的較佳共振效果，碎石效率高、碎石效果好，而且耗能低。
[0010]優選的，該雙頻超聲波碎石儀還包括有內導管連接件、外導管連接件，該變幅桿前端與內導管通過內導管連接件相連接，該外導管通過外導管連接件連接內導管連接件。一方面，內導管直接通過內導管連接件與變幅桿連接，換能器通過變幅桿的傾斜槽結構將縱向振動轉換為內導管的扭轉振動，另一方面同時能同時實現外導管的縱向振動，實現縱向振動與扭轉振動的共振。
[0011]優選的，該外導管與外導管連接件采用銅焊技術連接;優選的，該內導管與內導管連接件采用銅焊技術連接;優選的，該內導管連接件與變幅桿之間采用螺紋連接;優選的，該外導管連接件通過彈簧壓緊的方式與銅墊圈和內導管連接件相連。
[0012]優選的，該導管組件還包括有銅墊圈，該銅墊圈設置在內導管連接件與外導管連接件之間。銅墊圈的設置能夠調節外導管的振幅與頻率，使其獲得較高能的振動，從而可以實現對外導管的振幅和頻率的雙重控制。
[0013]優選的，該換能器包括軸向極化壓電陶瓷、后蓋板、螺栓，該螺栓依次套裝該后蓋板、軸向極化壓電陶瓷、變幅桿，該螺栓是與內導管連通的中空結構。
[0014]優選的，該變幅桿與螺栓前端螺紋連接。
[0015]優選的，該螺栓與引水接頭一體化設置，使換能器的水密性能更加良好，同時也減小了外部組件對換能器性能的影響。
[0016]通過改變該變幅桿上傾斜槽的數量、深度、傾斜角度，傾斜槽的傾斜角度與豎直方向的傾斜角越大，扭轉振動先變大后減小，優選的，該傾斜槽的傾斜角度為45度。可以調節換能器的扭轉振動頻率，較佳可以達到26.5kHz。優選的，變幅桿上刻有六條傾斜槽。優選的，該傾斜槽為方槽。優選的，該傾斜槽寬度為Imm，深度為1.5mm。
[0017]優選的，該軸向極化壓電陶瓷直徑范圍在Φ25-Φ 30mm之間，從而使換能器在做縱向振動的同時能夠發生強烈的扭轉振動。
[0018]優選的，換能器的設計頻率在20_30kHz之間。
[0019]優選的，該軸向極化壓電陶瓷包括4片壓電陶瓷片，優選用Φ25 X Φ 12 X 5mm規格的壓電陶瓷。
[0020]優選的，該變幅桿設有法蘭結構。通過改變該變幅桿和后蓋板的長度可以實現縱向頻率與扭轉頻率一致或趨向一致，同時又能保證換能器的振動節點在固定法蘭位置。優選的，該變幅桿法蘭直徑為36-40mm，優選的，該變幅桿的法蘭結構直徑為Φ 36mm;該變幅桿總長度為48-521111]1，前端直徑為8-111]11]1，優選的，變幅桿總長為50mm，前端直徑為Φ 1mm;優選的，該后蓋板的厚度為10_。
[0021]通過調整內導管、外導管的長度，可以使換能器和內導管實現縱扭共振，產生高強度的螺旋振動。該內導管較外導管略長1mm，內導管的長度在400_左右，具體需要根據換能器的頻率略作調整。
[0022]優選的，該雙頻超聲波碎石儀進一步包括外殼，該換能器、導管組件設置在該外殼內，該外殼包括手柄、后端蓋、前端蓋以及套管。
[0023]優選的，該手柄采用賽鋼材料。
[0024]優選的，該前端蓋和套管采用鋁合金材料。
[0025]優選的，該軸向極化壓電陶瓷采用P82型壓電陶瓷，P82材質的壓電陶瓷具有很強的逆向壓電效應，電聲轉換效率高。
[0026]對比現有技術，本實用新型具有以下優點:
[0027]本實用新型雙頻超聲波碎石儀通過在變幅桿上設置傾斜槽，誘發換能器產生扭轉振動，調節換能器的各個尺寸使換能器的縱向頻率與扭轉頻率一致，從而使換能器在做縱向振動的同時能夠發生強烈的扭轉振動。耗能低，是單頻超聲碎石的三分之一;碎石效率高，單次碎石時間只有5s時間，整個碎石過程在30-60分鐘;實現了碎石與取石的同步;對結石的適應性更強，擊碎的結石顆粒小，內管不易堵塞。
[0028]該軸向極化壓電陶瓷采用P82型壓電陶瓷，P82材質的壓電陶瓷具有很強的逆向壓電效應，電聲轉換效率高。通過改變溝槽的數量、深度以及傾斜角可以使得換能器的扭轉振動頻率達到26.5kHz (通過信號發生器和激光測振儀進行測試)，同時通阻抗分析儀可以測得換能器在附近的縱向振動頻率。由于換能器縱向頻率比扭轉頻率對長度敏感的多，因此通過改變變幅桿和后蓋板的長度來實現縱向頻率與扭轉頻率一致，同時又能保證換能器的振動節點在固定法蘭位置，最后通過調整內外導管的長度，就可以保證換能器和內導管在此頻率下實現縱扭共振，產生高強度的螺旋振動。從而在內外導管強力的、多模式的振動下快速的完成碎石目的，而且由于螺旋式的振動形式，使得粉碎石塊的顆粒度變的更小，從而解決了內導管容易堵塞的問題。
[0029]本新型雙頻超聲波碎石儀中采用了螺栓與引水接頭的一體化設計，使換能器的水密性能更加良好，同時也減小了外部組件對換能器性能的影響。在導管組件部分我們引入了銅墊圈，從而可以實現對外導管的振幅和頻率的雙重控制。
【【附圖說明】】
[0030]圖1為本實用新型雙頻超聲波碎石儀的結構示意圖；
[0031]圖2為本實用新型雙頻超聲波碎石儀的變幅桿的結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0032]請參閱圖1和圖2，本實用新型雙頻超聲波碎石儀包括換能器、導管組件、外殼，該導管組件包括內導管200、外導管100，該換能器包括變幅桿400、軸向極化壓電陶瓷500、后蓋板600、螺栓700，該螺栓700依次套裝該后蓋板600、軸向極化壓電陶瓷500、變幅桿400，該變幅桿400設置在換能器前端，該后蓋板600設置在末端。該變幅桿400前端與內導管200、外導管100連接，外導管100設置在內導管200外，該變幅桿400前部為中空管狀結構，該中空管狀結構的管壁上設有傾斜槽410，如圖2所示。該換能器、導管組件設置在該外殼內。換能器的設計頻率在20-30kHz之間。
[0033]該螺栓700是與內導管200連通的中空結構，該變幅桿400也是與內導管200連通的中空結構，如圖2所示，該變幅桿400設有中部內孔420，如圖2所示。
[0034]該換能器末端連接有引水接頭800，該螺栓700與引水接頭800—體化設置，使換能器的水密性能更加良好，同時也減小了外部組件對換能器性能的影響。
[0035]該變幅桿400前端與內導管200通過內導管連接件240采用螺紋相連接，該外導管100通過外導管連接件140連接內導管連接件240，該外導管100與外導管連接件140采用銅焊技術連接。該內導管200與內導管連接件240采用銅焊技術連接，外導管連接件140與內導管連接件240之間設有銅墊圈300，該外導管連接件140通過彈簧壓緊的方式與銅墊圈300和內導管200連接件相連，銅墊圈300的設置能夠調節外導管的振幅與頻率，使其獲得較高能的振動，從而可以實現對外導管的振幅和頻率的雙重控制。
[0036]該變幅桿400設有連接的法蘭結構440，并內設有螺紋孔430，該變幅桿400與螺栓700前端螺紋連接。
[0037]通過改變該變幅桿上傾斜槽410的數量、深度、傾斜角度，可以調節換能器的扭轉振動頻率，較佳可以達到26.5kHz。在本實施例中，變幅桿400上刻有六條傾斜槽410，該傾斜槽為方槽，該傾斜槽410寬度為1mm，深度為1.5mm。
[0038]該軸向極化壓電陶瓷500直徑范圍在Φ25-Φ30πιπι之間，從而使換能器在做縱向振動的同時能夠發生強烈的扭轉振動。在本實施例中，該軸向極化壓電陶瓷500包括4片Φ 25X Φ 12X5_規格的Ρ82型壓電陶瓷片，Ρ82材質的壓電陶瓷具有很強的逆向壓電效應，電聲轉換效率高。
[0039]通過改變該變幅桿400和后蓋板600的長度可以實現縱向頻率與扭轉頻率一致或趨向一致，同時又能保證換能器的振動節點在法蘭結構的位置。在本實施例中，該變幅桿400的法蘭結構440直徑為Φ 36mm，變幅桿400總長為50mm，前端直徑為Φ 10mm，后蓋板600的厚度為10mm。
[0040]通過調整內導管200、外導管100的長度，可以使換能器和內導管實現縱扭共振，產生高強度的螺旋振動。在本實施例中，該外導管100長度比內導管200小。
[0041]該外殼包括手柄930、后端蓋940、前端蓋920以及套管910。在本實施例中，該手柄采用賽鋼材料，該前端蓋和套管采用鋁合金材料。
[0042]本實用新型雙頻超聲波碎石儀通過在變幅桿上設置傾斜槽410，誘發換能器產生扭轉振動，調節換能器的各個尺寸使換能器的縱向頻率與扭轉頻率一致，從而使換能器在做縱向振動的同時能夠發生強烈的扭轉振動。耗能低，是單頻超聲碎石的三分之一;碎石效率高，單次碎石時間只有5s時間，整個碎石過程在30-60分鐘;實現了碎石與取石的同步;對結石的適應性更強，擊碎的結石顆粒小，內管不易堵塞。
[0043]本實用新型雙頻超聲波碎石儀能實現分別采用20kHz和800Hz的聲波進行碎石。
[0044]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何基于本實用新型技術方案上的等效變換均屬于本實用新型保護范圍之內。
【主權項】
1.一種雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，其包括換能器和導管組件，該換能器前端相連有變幅桿，換能器末端連接有引水接頭，該導管組件包括內導管、外導管，該變幅桿前端與內導管、外導管連接，該外導管套設在內導管外，該變幅桿前部為中空管狀結構，該中空管狀結構的管壁上設有傾斜槽。2.如權利要求1所述的雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，該雙頻超聲波碎石儀還包括有內導管連接件、外導管連接件，該變幅桿前端與內導管通過內導管連接件相連接，該外導管通過外導管連接件連接內導管連接件。3.如權利要求2所述的雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，該導管組件還包括有銅墊圈，該銅墊圈設置在內導管連接件與外導管連接件之間，該外導管連接件通過彈簧壓緊的方式與銅墊圈和內導管連接件相連。4.如權利要求1所述的雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，該換能器包括軸向極化壓電陶瓷、后蓋板、螺栓，該螺栓依次套裝該后蓋板、軸向極化壓電陶瓷、變幅桿，該螺栓是與內導管連通的中空結構，該變幅桿與螺栓前端螺紋連接。5.如權利要求4所述的雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，該螺栓與引水接頭一體化設置。6.如權利要求1所述的雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，該變幅桿上刻有六條所述傾斜槽，該傾斜槽為方槽。7.如權利要求1所述的雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，該傾斜槽寬度為1mm，深度為1.5mm ο8.如權利要求4所述的雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，該軸向極化壓電陶瓷采用P82型壓電陶瓷。9.如權利要求4所述的雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，該變幅桿設有法蘭結構，該變幅桿的法蘭結構直徑為Φ 3 6mm，該變幅桿總長為5 Omm，該后蓋板的厚度為I Omm。10.如權利要求1所述的雙頻超聲波碎石儀，其特征在于，該雙頻超聲波碎石儀還包括外殼，該換能器、導管組件、設置在該外殼內，該外殼包括手柄、后端蓋、前端蓋以及套管，該手柄采用賽鋼材料，該前端蓋和套管采用鋁合金材料。
【文檔編號】A61B17/225GK205683119SQ201620228897
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年3月22日 公開號201620228897.8, CN 201620228897, CN 205683119 U, CN 205683119U, CN-U-205683119, CN201620228897, CN201620228897.8, CN205683119 U, CN205683119U
【發明人】陳鑫宏, 范成璋, 吳銀隆
【申請人】廣東固特超聲股份有限公司