Ультразвуковой зонд - RU2173192C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение касается ультразвукового зонда и, в частности устройства дефокусировки для ультразвукового генератора, формирующего и ограничивающего исходящее ультразвуковое поле, например, для применения в области медицины.

Уровень техники
Желательно лечить глаукому без прямой хирургической операции на глазе. Известно, что в состоянии глаукомы маленькие частицы постепенно забивают фильтрующую систему, образующую так называемую трабекулярную сеть, тем самым увеличивая внутриглазное давление вследствие продолжения образования внутриглазной жидкости - водянистой влаги, которая не может вытекать естественным путем, создавая поэтому вредное внутриглазное давление. Помимо обычного лечения с использованием различных видов глазных капель имеется множество патентных документов, в которых описываются различные инструменты для лечения глаукомы, среди прочих можно упомянуть международные заявки WO 91/12046 и WO 93/20783, которые касаются трансплантации в глаз дренажного устройства, предназначенного для регулирования внутриглазного давления искусственным образом. Во многих документах, например, в патентах США N 4928697 и N 4945913, описываются приборы, используемые для измерения внутриглазного давления без непосредственного контакта с самим глазом. Кроме того, описаны другие приборы, которые включают ультразвуковые зонды, хирургически вводимые в глаз, чтобы удалить нежелательную ткань. Примерами таких приборов являются устройства, описанные в патентах США N 3528410, N 3857387 и N 3942519.

Недавно предложенный новый способ базируется на ультразвуковых устройствах, имеющих специально разработанную форму генерируемого поля, чтобы, так сказать, с наружной стороны глаза, встряхивать частицы, забивающие путь дренажа внутриглазной жидкости. Чтобы достигнуть этого, требуется ультразвуковой зонд, способный создать подходящее ультразвуковое поле, которое может быть сконцентрировано только вокруг трабекулярной сети таким образом, что во время лечения оно не будет затрагивать или повреждать другие части чувствительного глаза.

Известно много различных видов ультразвуковых генераторов. Например, описание таких генераторов имеется в патентных документах ФРГ: DE-945417, DE-1120784, DE-4011017, DE-4034533, DE-4122590 и DE-4136004. Первый из этих генераторов (DE 945417) был описан уже в 1956 г., в то время как последний (DE-4136004) относится к 1991 г. В DE 945417 описывается поглощающее покрытие, предпочтительно из фетра, которое может ослаблять образование стоячих волн. В DE-1120784 описывается мембрана для передачи ультразвуковых волн от генератора к среде, выполненная, например, из электромеханически активного керамического материала, такого как титанат бария.

В DE-4011017 описывается прибор для генерации сфокусированных ударных волн с двухсторонними генераторами ударных волн, при этом используются генераторы различных типов и фокусировка осуществляется их перемещением относительно друг друга.

Что касается трех последних упомянутых патентных документов (DE-4034533, DE-4122590 и DE-4136004), в DE-4034533 описывается генератор ударной волны с фокусировкой генерируемых импульсов давления на выпуклой линзе, служащей зоной фокусировки. При этом верхняя сторона выпуклой линзы, образующая поверхность вывода звука, имеет форму, отличную от необходимой для фокусировки импульсов давления.

В DE-4122590 дополнительно описывается генератор ударной волны, имеющий фокусирующие средства, причем в то же самое время имеются средства, дефокусирующее действие которых является регулируемым и меньшим, чем действие фокусирующих средств. Описанная конструкция предназначена прежде всего для разрушения почечных камней, при этом ее задача состоит в том, чтобы создать значительно большую зону фокусировки для того, чтобы управлять расщеплением больших камней. Эта конструкция непригодна для лечения глаз согласно предложенному способу.

Наконец, в DE-4136004 описывается генератор акустических волн с жидкостной линзой, регулирующей фокусное расстояние и перемещающей таким образом фокус акустических волн. Кроме того, описана сложная конструкция, которая неприменима для лечения глаз в соответствии с предложенным способом.

Сущность изобретения.

Согласно настоящему изобретению, предлагается ультразвуковое устройство, которое может создавать регулируемое ультразвуковое поле, применимое, например, в предложенном способе для лечения глаукомы, причем устройство может быть направлено на трабекулярную сеть глаза без воздействия на другие части чувствительного глаза или нанесения им вреда при таком лечении.

Для достижения первой цели настоящего изобретения, между ультразвуковым преобразователем и выходным отверстием заполненной жидкостью части устройства вставляется тело, чтобы центрально дефокусировать генерируемый ультразвук и сформировать уменьшенное ультразвуковое поле, имеющее после прохождения выходного отверстия ограниченное распространение, прежде всего для более высоких интенсивностей.

Для достижения второй цели настоящего изобретения, корпус разделен на несколько частей, причем выходная передняя коническая часть, включающая выходное отверстие и центрально дефокусирующее тело, легко заменяема. При этом жидкость в ультразвуковой зонд доливается через трубку, подключенную к резервуару для жидкости, действующему как сообщающийся с зондом сосуд.

Для достижения третьей цели настоящего изобретения, выходное отверстие снабжается тонкой заменяемой мембраной, предпочтительно из латексной резины, прочно удерживаемой деталями крепления, чтобы предотвратить вытекание жидкости, но в то же самое время обеспечить возможность эффективной передачи генерируемого ультразвука. При этом детали крепления содержат уплотняющее кольцо, помещенное в кольцевую канавку на конической части.

Таким образом, в соответствии с изобретением предложено устройство для генерации ультразвукового поля, содержащее ультразвуковой преобразователь, подключенный через разъем к электрическому генератору и установленный в корпусе, разделенном на несколько частей и включающем переднюю коническую часть, частично заполненном жидкостью и содержащем установленное по центру перед преобразователем тело, при этом, в соответствии с изобретением, передняя коническая часть корпуса имеет выходное отверстие, а тело установлено посредством тонких жестких стержней между выходным отверстием и ультразвуковым преобразователем так, чтобы обеспечить центральную дефокусировку генерируемого ультразвукового поля.

Передняя коническая часть корпуса с телом может быть выполнена с возможностью замены, при этом жесткие стержни тела могут быть присоединены к внутренней поверхности конической части корпуса.

Выходное отверстие может быть закрыто мембраной, предпочтительно из заменяемой латексной резины, закрепленной средствами крепления.

Средства крепления предпочтительно содержат уплотняющее кольцо, устанавливаемое в кольцевой канавке на конической части корпуса.

Соединение между конической и центральной частями корпуса может быть выполнено посредством ввинчивания и содержит средства герметизации с возможностью регулировки расстояния между выходным отверстием и ультразвуковым преобразователем.

Ультразвуковой преобразователь предпочтительно прижат к центральной части корпуса с возможностью предотвращения вытекания жидкости.

Тело может быть выполнено в виде отлитого из резины конического тела со скругленной вершиной или шара.

Выходное отверстие может быть выполнено наклонным относительно продольной оси конической части.

Согласно изобретению, предложен также способ воздействия генерируемым ультразвуком путем установки устройства для генерации ультразвукового поля с мембраной, предварительно смазанной гелем, на глаз и воздействия ультразвуковым полем, отличающийся тем, что формируют распределение ультразвукового поля посредством размещения в передней конической части корпуса устройства тела, установленного на тонких жестких стержнях между выходным отверстием кончика конической части и ультразвуковым преобразователем, при этом кончик конической части помещают в середину области над трабекулярной сетью глаза.

Краткое описание чертежей
Изобретение будет описано в виде примера предпочтительного варианта его осуществления с помощью прилагаемых чертежей, на которых одни и те же позиции обозначают одинаковые или аналогичные элементы.

На фиг. 1 показан пример выполнения ультразвукового зонда согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 показан поперечный разрез разобранного ультразвукового зонда, показанного на фиг. 1.

На фиг. 3 показан вид спереди для примера выполнения дефокусирующего элемента согласно настоящему изобретению.

На фиг. 4 показан увеличенный поперечный разрез регулировочного приспособления, используемого в ультразвуковом зонде.

Описание варианта осуществления изобретения
На фиг. 1 показан один из вариантов выполнения ультразвукового зонда согласно настоящему изобретению. Зонд, в целом обозначенный позицией 1, представляет собой корпус 2, состоящий согласно фиг. 2 из трех частей: передней конической части 21, центральной части 22, снабженной штуцером 12, и задней части 23, снабженной коаксиальным разъемом 14 соединителя, предпочтительно типа BNC. Передняя коническая часть 21 на своей внешней конической поверхности дополнительно имеет кольцевую канавку 25 для помещения уплотняющего кольца 11. Уплотняющее кольцо используется для закрепления в заданном положении мембраны 10, предпочтительно части презерватива, чтобы эластично закрыть переднее отверстие 27 в передней конической части 21.

В центральную часть 22, которая ввинчивается в заднюю часть 23, вставляется ультразвуковой преобразователь (30) в виде пьезокристалла, к центру которого посредством пружины 32, которая электрически соединена с центральным контактом разъема 14 типа BNC, будет затем пружинно прижата проводящая пластина 31.

Штуцер 12 на центральной части 22 соединен подходящей гибкой трубкой с резервуаром для жидкости (не показанным), предпочтительно содержащим дистиллированную воду.

Таким образом, части 21 и 22 собранного устройства заполняются жидкостью, действующей как среда передачи ультразвуковых волн, которые электрически генерируются с помощью преобразователя 30. Очень тонкая мембрана 10, закрывающая отверстие 27, предотвращает вытекание жидкости, но не препятствует генерируемым ультразвуковым волнам проходить далее через отверстие 27 во внешнюю среду, соприкасающуюся с мембраной.

Преобразователь 30, который в предпочтительной форме осуществления изобретения обычно имеет толщину приблизительно от 0,5 до 0,9 мм, прилегает к внешней кромке боковой поверхности конической части 21 и к слегка наклоненной кромке 33 в центральной части 22, пригнанной к преобразователю 30. Кромка 33 расположена так, чтобы обеспечивать электрический контакт со стороной преобразователя, обращенной к конической части, и таким образом присоединять ее к внешней втулке разъема соединителя BNC. Кромка 33 также центрирует преобразователь 30 в устройстве. Для создания электрического соединения используется электропроводящий материал, который одновременно служит герметизирующим материалом для защиты пространства позади преобразователя 30 от заполнения жидкостью.

В предпочтительном варианте выполнения ультразвукового зонда предпочтительно, например, использовать нейлоновое или фторопластовое кольцо (не показанное), помещенное напротив кольцевой кромки преобразователя 30 со стороны, обращенной к разъему BNC. Это кольцо прижимается к преобразователю 30 сильной цилиндрической пружиной (не показанной). Это кольцо имеет внешний диаметр, соответствующий внутреннему диаметру задней части 23. Посредством этой конструкции обеспечивается сохранение положения преобразователя во время работы и предотвращается утечка жидкости в заднюю часть устройства. Влажность из-за возможной утечки при современном уровне техники может быть обнаружена электронным блоком, питающим энергией преобразователь 30.

Дополнительно, внутри конической части 21 имеется центрируемое тело 40, предпочтительно выполненное из резины. В этом варианте осуществления изобретения тело 40 имеет форму конуса со скругленной вершиной и центрируется с большой точностью в конической части 21 посредством трех стержней 41. В описываемом варианте осуществления изобретения стержни 41 сделаны из тонких игл для инъекций, которые имеют маленькие дистанционирующие заклепки, припаянные к концам, обращенным к телу 40. Заклепки точно определяют, как глубоко стержни должны входить в заранее предусмотренные крепежные отверстия в теле 40, чтобы обеспечить его хорошую центровку. Другие концы трех стержней 41 в описываемом варианте осуществления изобретения присоединены к внутренней стенке конической части 21.

Коническая часть 21 присоединена к центральной части 22 резьбовым соединением, причем овальная кольцевая уплотняющая прокладка 50, показанная в увеличенном виде на фиг. 4, герметизирует соединение между двумя секциями, 21 и 22. Кольцевая уплотняющая прокладка 50 сделана овальной для того, чтобы обеспечить возможность точного регулирования положения конической части, и, таким образом, тела 40, относительно преобразователя 30. Овальное поперечное сечение кольцевой уплотняющей прокладки 50 позволяет изменять расстояние между частями 21 и 22 приблизительно в пределах 1 мм с сохранением удовлетворительного качества герметизации. На фиг. 2 и 4 позиция 51 обозначает зону зазора для конической части 21.

Устройство согласно описываемому варианту осуществления изобретения может иметь заменяемые конические части 21, например, с различной длиной и/или выходными отверстиями разного размера, и/или различными телами 40. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения отверстие 27 в конической части 21 наклонено на 10 - 15^o (на фиг. 2 это не показано) относительно продольной оси конической части 21, чтобы облегчить приложение устройства к середине области над трабекулярной сетью глаза. При отдельных видах работы с устройством может быть удобным даже еще больший наклон отверстия 27. Перед использованием необходимо будет соединить часть 21 с остальными частями корпуса и выполнить соединение шлангом с резервуаром, например, с пластмассовым мешком, заполненным дистиллированной водой или солевым раствором. Такие мешки с жидкостью хорошо известны в данной области техники. При удержании устройства 1 на подходящей высоте относительно мешка с жидкостью жидкость будет втекать в устройство 1. Устройство предпочтительно нужно поддерживать в таком положении, в котором отверстие 27 направлено вверх, чтобы, когда устройство будет полностью заполнено, вода могла выходить наружу через отверстие 27. При надлежащем подборе высоты, как указано выше, и использовании поверхностного натяжения жидкости, жидкость заполнит весь путь до выпускного отверстия части 21 и, таким образом, весь воздух будет удален из устройства. В этот момент кусок латексной резины, в самом простом случае часть презерватива, следует наложить поверх отверстия 27 и прижать латексную резину к конической части посредством вращения и передвижения вверх подходящего уплотняющего кольца 11, пока оно не зафиксируется в канавке 25.

На этом этапе устройство будет готово к применению. Кроме того, кончик конической части 21 предпочтительно смазать гелем, чтобы он был способным передавать ультразвук в область, находящуюся посередине над трабекулярной сетью глаза, которую необходимо лечить.

В случае, когда устройство будет использоваться для лечения глаукомы, кончик, смазанный гелем, осторожно помещается в середину области над трабекулярной сетью, на преобразователь 30 подается мощность и таким образом получается ультразвуковое поле, энергия которого при современном уровне техники должна активно действовать на глаз только на глубину порядка 0,6 - 1 мм. Затем зонд 1 осторожно перемещают вокруг радужки вдоль трабекулярной сети.

Таким образом, согласно настоящему изобретению, желаемое эффективное распределение поля активного ультразвука достигается за счет комбинации формы конической части, формы тела 40, а также за счет его центрального положения перед преобразователем 30. Посредством этого ограничивается прохождение прямой волны от преобразователя к отверстию 27 и в глаз, где такая волна могла бы проникать слишком глубоко и даже быть вредной. На основании медицинских требований к распределению ультразвукового поля может быть изготовлено несколько стандартных частей 21.

Ультразвуковое устройство согласно настоящему изобретению может быть различным образом изменено специалистами в пределах его сущности и объема, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Реферат

Изобретение используется в медицинской технике, а именно при проведении офтальмологических операций. В ультразвуковом зонде, заполненном жидкостью, между ультразвуковым преобразователем и выходным отверстием вставлено тело для дефокусировки генерируемого ультразвука. Корпус разделен на несколько частей, при этом его передняя коническая часть содержит выходное отверстие и центральное дефокусирующее тело. Тело установлено на тонких жестких стержнях между выходным отверстием и ультразвуковым преобразователем. Выходное отверстие устройства закрывается тонкой мембраной и оно устанавливается на глаз, при этом кончик конической части помещают в середину области над трабекулярной сетью глаза. Изобретение обеспечивает эффективную передачу генерируемого ультразвука. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула