[發(fā)明專利]一種鹿角狀結(jié)石的破碎裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610094135.8
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN105748147A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李昕;李宏達(dá);趙紅陽;劉鳳先;李紅偉;秦孝升
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽彼得康醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B18/18
• 分類號: A61B18/18
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標(biāo)代理有限公司 21209
• 代理人: 劉忠達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)結(jié)石破碎領(lǐng)域，具體是一種利用高電壓脈沖放電對鹿角狀結(jié)石進(jìn)行破碎裝置。

背景技術(shù)

鹿角形腎結(jié)石是指充滿腎盂和至少1個腎盞的結(jié)石。部分性鹿角狀結(jié)石僅僅填充部分集合系統(tǒng)，而完全性鹿角狀結(jié)石則填充整個腎集合系統(tǒng)。在泌尿外科結(jié)石治療中鹿角狀腎結(jié)石的治療是一個難題。目前選擇經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)和ESWL較多，但是一般醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備條件簡陋，多數(shù)不能進(jìn)行以上方法對此類結(jié)石病進(jìn)行治療。利用高電壓脈沖放電法對鹿角狀結(jié)石進(jìn)行破碎是針對大塊結(jié)石破碎的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是提供一種用于鹿角狀結(jié)石破碎的裝置，利用高電壓脈沖放電方法對鹿角狀結(jié)石進(jìn)行有效破碎。

采用的技術(shù)方案是：

一種鹿角狀結(jié)石的破碎裝置，包括高壓脈沖發(fā)生器、微鉆頭。其特征在于：

利用微鉆頭在鹿角狀結(jié)石表面鉆一個微小的孔，把高壓脈沖發(fā)生器的脈沖輸出電極放入孔內(nèi)，對結(jié)石進(jìn)行破碎。

高壓脈沖發(fā)生器包括整流單元、充電單元、高壓輸出單元和頻率控制單元，具體結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

整流單元，包括橋式整流器DV、第一電位器W₁、第二電位器W₂和電容C1；第一電位器W₁串接在經(jīng)橋式整流器整流后的供電電路的正壓端，第二電位器W₂則串接在經(jīng)橋式整流器整流后的供電電路的負(fù)壓端。電容器C1的一端與第一電位器W₁連接，其另一端則與第二電位器W₂連接。整流后的電壓為200-350V。

充電電路，包括上級開關(guān)VT1、下級開關(guān)VT2、二極管VD1、電感L和電容C2。

上級開關(guān)VT1、二極管VD1、電感L和變壓器T的初級線圈串聯(lián)后，經(jīng)下級開關(guān)VT2接地。電容C2的一端與電感L和變壓器T初級線圈連線上的任意一點連接，電容C2的另一端接地。

高壓輸出單元，主要為高壓脈沖變壓器T。變壓器T的次級線圈的正壓輸出端為雙絞線。高壓脈沖變壓器T的輸出端通過雙絞線傳輸?shù)浇Y(jié)石上，對其進(jìn)行破碎，如圖1所示。

上述VT1、VT2為絕緣柵型場效應(yīng)管（增強(qiáng)型）。

對本發(fā)明的元器件的作用做進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖3（a）顯示了控制頻率輸入（F）和電壓輸入（U），上級開關(guān)（H，VT1）和下級開關(guān)（L，VT2）控制輸出口；圖3（b）是對應(yīng)工作狀態(tài)參數(shù)隨時間的變化圖。從圖3（b）中可以看出，改變上級開關(guān)（H，VT1）的接通時間狀態(tài)，從30微秒到150微秒變化，能夠改變儲存電容（C2）的電壓從200伏特到600-680V變化。

如圖4所示，斷開上級開關(guān)VT1后，通過“停歇”時間（約1微秒）后接通下級開關(guān)VT2，經(jīng)過變壓器T產(chǎn)生高電壓脈沖，同時經(jīng)過雙絞線傳輸對結(jié)石進(jìn)行破碎。變壓器初級線圈上的電壓和電容C2上的電壓相同，幅值為600-680V。通過變壓器把初級線圈上的電壓進(jìn)行提升，電壓耦合到次級線圈。

脈沖變壓器次級線圈上的電壓，采用“雙絞線”型傳輸線進(jìn)行傳輸。

在具體實驗實施時，把結(jié)石放在鹽水環(huán)境內(nèi)進(jìn)行破碎。鹽水用于模擬人體內(nèi)的液體環(huán)境，同時由水絕緣的理論可知，當(dāng)脈沖電壓的上升沿小于500ns時，水的絕緣強(qiáng)度大于巖石的絕緣強(qiáng)度，結(jié)石的電物理特性和巖石相近，則此理論同樣適用于水和結(jié)石。所以當(dāng)上升沿小于500ns時，鹽水的絕緣強(qiáng)度大于結(jié)石，則在結(jié)石內(nèi)部發(fā)生放電擊穿。

如圖5所示，為本發(fā)明所述高功率氣體開關(guān)觸發(fā)系統(tǒng)的電壓、電流輸出波形圖，其中綠色為電流波形圖，黃色為電壓波形圖。圖5中波形圖的橫向每格代表500ns，縱向每格代表50kV，周期為3-5微秒，上升沿為100ns左右。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1）本發(fā)明的設(shè)備總體簡單費(fèi)用低，相比較那些價格高昂的設(shè)備更容易在一般醫(yī)院普及使用。

2）本發(fā)明所使用的高電壓脈沖發(fā)生器相比于其他研究具有更高的輸出頻率，最高可達(dá)10KHz。

3）本發(fā)明的傳輸線采用經(jīng)濟(jì)性好雙絞線作為傳輸線，并兼顧電極的作用。這更節(jié)約成本，同時使得發(fā)生器的總體結(jié)構(gòu)更簡單。

4）本發(fā)明利用高電壓脈沖對結(jié)石進(jìn)行破碎，其破碎效果更好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明破碎鹿角狀結(jié)石方法的原理圖。

圖2為高壓脈沖發(fā)生器的框圖。

圖3為高壓脈沖發(fā)生器頻率控制單元原理圖。

圖4為高壓脈沖發(fā)生器電路圖。