体外冲击波碎石机的原理与构成

添加人：admin 发布时间：2015/11/11 9:06:07 来源：中国破碎机网

　　仪器原理体外冲击波碎石机的原理与构成张金堂（青州市人民医院山东省青州市262500）体外冲击波碎石是20世纪80年代的高科技技术，开创了人类医学史上非手术治疗结石病的新纪元。它的发明和广泛应用，开辟了一种全新的无创伤性的治疗结石病的途径。这种新技术的不断推广应用，为亿万结石病患者解除了痛苦，带来了福音。下面以HB-ESWL-VG型体外冲击波碎石机为例讲述体外冲击波碎石机的整体结构和碎石原理。
　　1整体结构HB-ESWL-VG型体外冲击波碎石机是海滨医疗器械公司生产的液电型冲击波碎石机，它具有结构紧凑、功能齐全、用途广泛、低能高效、作方便、定位准确、安全有效等特点。该机由冲击波治疗装置、作台、治疗床、医用X射线定位装置和水处理柜等部分组成。以下分别介绍各部分的构成。
　　（1肿击波治疗装置。由电容箱、半椭球型的反射体、装在反射体内的放电电极和电容箱内的大功率触发器以及高压充电柜内的高压变压器、触发变压器、整流硅柱、限流电阻等元件组成。经作控制台，调压器调整的交流电通过高压变压器升压和整流后给电容充电储能，当大功率触发器接收到作台发出的触发倍号时则导通，电容箱上的高压电荷通过放电电极尖瞬时在水中放电，由于液电效应而产生冲击波。
　　（2涯用X射线定位装置。由X射线高压发生器、X射线管、影像增强器、摄像机、电视监视器等部件组成。从监视器的屏幕上可观察到人体的结构和结石的位置。
　　冲击波治疗装置上的大C形臂可作以焦点（F2）为球心的球面运动。X射线管和影像增强器分别装在大C形臂的两端，通过C形臂的运动能快速可靠定位。
　　（3）操作台。它是全机的控制中心，操作台面板上装有各种控制按键、旋钮和指示仪器，在作台面板上可以很方便地控制整台碎石机的机械转动系统、定位系统以及碎石系统等全部功能动作。
　　（4跆疗床。它由床体和床座组成床体可作X，Y，Z三维六向运动还可以90*平面转动，因此，不用改变病人体位也能准确定位和有效碎石，同时还适用于泌尿外科窥镜检查和手术等用途。
　　（5冰处理柜。内装有水箱、水泵、电磁阀等部件，经处理后的治疗用水可由作台或治疗床控制水进行加热、恒热，然后给水进水或排水。
　　2碎石原理是利用椭球反射体中的电极在其第一焦点（F1）高压放电，由于液电效应而产生冲击波，冲击波通过椭球面反射穿过水和人体软组织至椭球体的第二焦点（F2），当人体结石处于第二焦点时，由于结石对冲击波的阻抗比水和人体软组织大得多。就会在结石上产生很强的压应力和拉应力，从而把结石粉碎至足以排除体外的细度。冲击波是由于物体的高速运动或爆炸而引起强烈压缩并以超声速传播的过程。冲击波的物理特性是决定体外冲击波碎石的疗效和安全性的重要参数，与超声波相比体外冲击波碎石所产生的冲击波的特点是波形的前延陡峭幅高腺冲时间长，脉冲重复率低。
　　要实现液电效应在技术上并不难，然而从理论上来描述却非常困难。因为在水中强脉冲的放电涉及了热力学、液体力学、等离子体学等许多问题，各国都开展了这方面的研究。一般都归纳为以下两点：（1S虽脉冲放电所产生的压力波具有非常陡峭的脉冲前沿，这是由它的形成条件所决定的，由低电感的脉冲电流发生器所激发的压力波前，沿为毫秒级（2触冲波的幅值和度与放电回路的储能大小、电感大小、放电间隙大小以及液体介质的性质等因素有关。幅值随距放电中心的距离按指数函数迅速衰减、度则随距离而展。
　　HB-ESWL-VG型体外冲击波碎石机对结石破坏有3种截然不同的方式，它们分别是结石前界面直接面瞻入射冲击波的表面剥蚀性破坏、结石后界面冲击波位置处的剥离性破坏、结石内部相瞻层面的层状剥离性破坏。
　　结石前界面的表面剥蚀性破坏是由体外冲击波碎石机的空化作用所致。入射波诱发气泡簇形成，使之在100200叫内膨胀至最大体积，然后在结石附近的表面急速崩解，产生高速微啧射，撞击结石表面使结石破损。此外，微啧射可通过后续冲击波与先前附着结石表面的气泡相互作用而产生。通过高速摄影技术发现，在650Pa的冲击波峰压下，当初始半径范围0.151.2mm的气泡崩解时，崩解瞬间最大啧射速度为770m/s.结石前面的大量微小凹陷是在空化作用下啧射撞击的特征，其力度足以穿透铝箔和使金属表面变形。
　　剥离性破坏的特征通常是大块帽状碎块从结石后界面脱落，这是由于反射性张力波所致。根据声学原理，当冲击波到达结石界面时，由于从结石到周围液体或组织的声阻降低，一部分冲击波被反射再次作用在结石上，而大部分冲击波则穿透结石到达人体软组织，因为冲击波是从声阻高的地方进入声阻低的地方，声阻高的结石表面就会产生反射冲击波既拉应力。由于大多数结石抗拉力仅为抗压力的十分之一，结石即使能经得起冲击波的压力，也经不起反射波的拉应力。一旦超过结石张力性破坏强度，这种反射性张力波就会咄成削弱性损害。完整的结石晶体被拉的七零八落，使结石后表面破碎，这是反射波拉应力性破坏的特征。
　　结石内部相瞻层面的层状剥离性破坏，是在同心层结石中也可以看到的晶体分离和裂解。这种破坏方式是因为在结晶层和外周基层之间的声阻失配，而在层间产生反射性冲击波所致。根据相同机制，传播的冲击波与结石内部的结构缺陷相互作用，可以产生大量的细微裂缝，在冲击波反作用下，逐渐扩大延伸形成大的碎裂线绔导致结石完全粉碎。
　　利用冲击波聚焦后的能量击碎体内的结石，使之随尿液排出体外的治疗泌尿系统结石的方法既安全有效又无痛苦所以能以惊人的速度发展。从其瞻床试验应用获得成功至今几十年的时间就遍及世界。现今，这门技术仍在不断地发展和完善中。
　　修回）医疗卫生装备